CN110441676A - 有载分接开关油流继电器动作特性试验系统及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，包括有载分接开关油枕，其出油管路依次经待测油流继电器、油流计和第三电磁阀V3连通至有载分接开关本体油室，有载分接开关本体油室的顶盖上安装压力测试系统，所述加压油箱的出油管路经第二电磁阀V2连通至有载分接开关本体油室，加压油箱的加气口上连通气体管路，气体管路上设置第一电磁阀V1，有载分接开关油枕的顶部连通有呼吸管。本发明还公开了一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统的试验方法。本发明一方面避免了使用大电流试验装置，降低了试验装置复杂度；另一方面可以方便快捷调整有载分接开关本体油室内部压力值，便于适应各种试验需求。
Description
技术领域
本发明涉及有载分接开关非电量保护装置特性试验技术领域，尤其是一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统及试验方法。
背景技术
油流继电器是一种安装于有载分接开关油室与油枕之间的管路中的非电量保护装置。当有载分接开关内部有严重故障时，绝缘油大量分解，产生的气体造成油流涌动，使油流继电器的接点动作，接通指定的控制回路，使变压器的断路器跳闸，从而避免或限制有载分接开关和变压器的损坏。
早期，国产有载分接开关普遍只应用于110kV及以下的小容量(50MVA及以下)变压器上，当时提出的有载分接开关重瓦斯流速1.0m/s的整定值，经过多年实践检验证明是合适的，能够在有载分接开关发生故障时及时、准确动作以避免故障进一步扩大。同时，可以有效避免有载分接开关在正常切换过程中出现重瓦斯误动。随着我国国民经济和社会速发展，变压器单台容量也呈增长趋势，对于220kV变压器来说，2006年以前新投变压器基本以单台120MVA为主，少量为150MVA；2008年以后，开始大量出现单台180MVA变压器；2011年以后，新投变压器基本以单台180MVA为主，近年来大量出现单台240MVA变压器。这样，有载分接开关正常切换时，其引起油流涌动较小容量的变压器要得大，对于这种高电压、大容量变压器上所配的油中熄弧有载分接开关，即使是正常的切换，其电弧能量产生内部绝缘油涌动要比低电压、小容量变压器有载分接开关切换产生涌动大得多，如果继续沿用1.0m/s重瓦斯动作整定标准，很可能造成有载分接开关在正常的切换过程中发生油流继电器误动作。因此有必要对有载分接开关油流继电器的实际动作特性开展试验研究。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种选择合适的油流继电器动作整定值，避免大容量变压器有载分接开关油流继电器误动作，保障变压器有载分接开关运行可靠性的有载分接开关油流继电器动作特性试验系统。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，包括有载分接开关油枕、有载分接开关本体油室和加压油箱，所述有载分接开关油枕的出油管路依次经待测油流继电器、油流计和第三电磁阀V3连通至有载分接开关本体油室，有载分接开关本体油室的顶盖上安装压力测试系统，所述加压油箱的出油管路经第二电磁阀V2连通至有载分接开关本体油室，加压油箱的加气口上连通气体管路，气体管路上设置第一电磁阀V1，有载分接开关油枕的顶部连通有呼吸管。
所述有载分接开关油枕的容积为有载分接开关本体油室的容积的20％；所述加压油箱的容积为有载分接开关本体油室的容积的30％。
所述有载分接开关油枕、加压油箱均位于有载分接开关本体油室的上方，且有载分接开关油枕、加压油箱分别位于有载分接开关本体油室的左右两侧。
本发明的另一目的在于提供一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统的试验方法，该方法包括下列顺序的步骤：
(1)在有载分接开关本体油室中注满油，在有载分接开关油枕和加压油箱中分别注入占各自容量1/2的油量，关闭第三电磁阀V3，开启第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，通过第一电磁阀V1注入气体使加压油箱及有载分接开关本体油室达到设定的压力值，完成加压；
(2)在加压油箱及有载分接开关本体油室达到设定的压力值时，关闭第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，开启第三电磁阀V3，通过待测油流继电器和第三电磁阀V3释放压力，使有载分接开关本体油室中的油液产生涌动，形成流速，测试油流速度，并确定待测油流继电器是否动作；若待测油流继电器动作，则判断待测油流继电器自身整定值与油流计测量值是否一致，若待测油流继电器未动作，进入步骤(3)；其中所述待测油流继电器自身整定值是指待测油流继电器的动作值，在流速达到该值后，待测油流继电器会发出一个动作信号；
(3)若待测油流继电器未动作，则按逐次逼近原则重新施加气体压力，重复步骤(2),直至获得有载分接开关本体油室的油室内部压力值与待测油流继电器的动作对应关系。
利用待测油流继电器所发出的动作信号判断待测油流继电器是否动作。
当待测油流继电器会发出动作信号后，继续增加气体压力，直至待测油流继电器每次均能可靠动作；根据有载分接开关的设定动作次数确定试验次数，通过对试验结果进行统计分析，确定待测油流继电器的静态动作压力区间。
所述按逐次逼近原则重新施加气体压力具体是指：给定压力值Pn按照以下规律进行设定：若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器未动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝给定压力值Pn+10kpa；反之，若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝上一次的加载压力值Pn-1+5kpa；直至待测油流继电器每次均能可靠动作，最终确定气体继电器的动作压力值，允许误差在正负5kpa以内。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：第一，本发明通过对有载分接开关本体油室施加一定的压力来模拟有载分接开关故障时油室内部压力升高，一方面避免了使用大电流试验装置，降低了试验装置复杂度，另一方面可以方便快捷调整有载分接开关本体油室内部压力值，便于适应各种试验需求；第二，此外，采用本发明试验系统可以对各种型号油流继电器开展试验，对于掌握油流继电器实际动作特性、选取合适整定值的油流继电器具有重要作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，包括有载分接开关油枕4、有载分接开关本体油室3和加压油箱2，所述有载分接开关油枕4的出油管路依次经待测油流继电器1、油流计5和第三电磁阀V3连通至有载分接开关本体油室3，有载分接开关本体油室3的顶盖上安装压力测试系统6，所述加压油箱2的出油管路经第二电磁阀V2连通至有载分接开关本体油室3，加压油箱2的加气口上连通气体管路8，气体管路8上设置第一电磁阀V1，有载分接开关油枕4的顶部连通有呼吸管7。压力测试系统6用于测量压力，检测预加压力是否达到设定值。加压油箱2用于施加所需的压力；有载分接开关本体油室3在正常使用中油室注满油，起到绝缘作用；有载分接开关油枕4在正常使用中补偿有载分接开关本体油室3中油的热胀冷缩；油流计5用于实时测量待测油流继电器1管路的油流速；压力测试系统6用于实时测量有载分接开关本体油室3顶部的压力；呼吸管7的作用是当有载分接开关油枕4油位因热胀冷缩效应发生变化时，油面以上的气体通过呼吸管道7进行呼吸；气体管路8是用于提供气体加压的管道；第一电磁阀V1、第二电磁阀V2和第三电磁阀V3用于在人为控制电磁阀关闭时，实现预加压力达到设定值并且可以瞬间释放。
如图1所示，所述有载分接开关油枕4的容积为有载分接开关本体油室3的容积的20％；所述加压油箱2的容积为有载分接开关本体油室3的容积的30％。所述有载分接开关油枕4、加压油箱2均位于有载分接开关本体油室3的上方，且有载分接开关油枕4、加压油箱2分别位于有载分接开关本体油室3的左右两侧。
如图1所示，本试验方法包括下列顺序的步骤：
(1)在有载分接开关本体油室3中注满油，在有载分接开关油枕4和加压油箱2中分别注入占各自容量1/2的油量，关闭第三电磁阀V3，开启第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，通过第一电磁阀V1注入气体使加压油箱2及有载分接开关本体油室3达到设定的压力值，完成加压；
(2)在加压油箱2及有载分接开关本体油室3达到设定的压力值时，关闭第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，开启第三电磁阀V3，通过待测油流继电器1和第三电磁阀V3释放压力，使有载分接开关本体油室3中的油液产生涌动，形成流速，测试油流速度，并确定待测油流继电器1是否动作；若待测油流继电器1动作，则判断待测油流继电器1自身整定值与油流计测量值是否一致，若待测油流继电器1未动作，进入步骤(3)；其中所述待测油流继电器1自身整定值是指待测油流继电器的动作值，在流速达到该值后，待测油流继电器1会发出一个动作信号；
(3)若待测油流继电器1未动作，则按逐次逼近原则重新施加气体压力，重复步骤(2),直至获得有载分接开关本体油室3的油室内部压力值与待测油流继电器1的动作对应关系。
利用待测油流继电器1所发出的动作信号判断待测油流继电器1是否动作。
当待测油流继电器1会发出动作信号后，继续增加气体压力，直至待测油流继电器1每次均能可靠动作；根据有载分接开关的设定动作次数确定试验次数，通过对试验结果进行统计分析，确定待测油流继电器1的静态动作压力区间。
所述按逐次逼近原则重新施加气体压力具体是指：给定压力值Pn按照以下规律进行设定：若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器1未动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝给定压力值Pn+10kpa；反之，若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器1动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝上一次的加载压力值Pn-1+5kpa；直至待测油流继电器1每次均能可靠动作，最终确定待测油流继电器1的动作压力值，允许误差在正负5kpa以内。
本发明通过对有载分接开关本体油室3施加压力模拟有载分接开关故障时油室内部压力升高，然后瞬间开启安装在待测油流继电器1管路中的电磁阀释放此压力，从而使有载分接开关本体油室中的绝缘油产生涌动，形成流速，测试油流继电器动作情况，最终获得油室内部压力值与油流继电器1动作的对应关系。
实施例一
选用上海华明公司生产的CMDⅢ-1000Y/126C-10193W有载分接开关作为试验的有载分接开关本体油室3,其注满油量为155kg；有载分接开关油枕4的体积为有载分接开关本体油室3的20％，在试验开始之前，有载分接开关油枕4中注入1/2的油量；加压油箱2为圆筒体，其容量为有载分接开关本体油室3的30％，试验开始之前，在加压油箱2中注入1/2油量。所有油箱中注入的均为新疆克拉玛依25号油。加压所用气体为空气。
考虑到实际运行过程中有载分接开关还配有防爆盖作为故障保护，根据油流继电器动作在先、防爆盖爆破在后的配合关系，取防爆盖额定动作压力240kpa。由于当前国产的有载分接开关油流继电器的重瓦斯流速定值均是按1.0m/s标准设计的。因此，根据试验需要，定制了1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s等四种规格的油流继电器，如下表1所示：
表1油流继电器试品情况
| 序号 | 油流继电器型号 | 整定值(m/s) | 备注 |
| 试品1 | URF25/10 | 1.0 | 德国EMB |
| 试品2 | URF25/10 | 1.5 | 德国EMB |
| 试品3 | URF25/10 | 2.0 | 德国EMB |
| 试品4 | URF25/10 | 2.5 | 德国EMB |
油流继电器配有动作信号节点，根据动作信号判断油流继电器是否动作。按逐次逼近原则施加气体压力；当油流继电器第一次动作后，继续增加气体压力，直至油流继电器每次均能可靠动作。按照有载分接开关使用说明书要求：有载分接开关切换5000次需要进行检修，因此分别对四个规格的油流继电器进行了5000次试验，并对5000次试验结果进行统计分析。
试验结果表明，对于整定值1.0m/s的油流继电器，试验开关油室内部实际动作静态压力值>80kPa，油流继电器动作压力区间及动作百分比情况如表2所示：
表2整定值1.0m/s的油流继电器动作压力区间及动作次数情况
对于整定值1.5m/s的油流继电器，试验开关油室内部实际动作静态压力值>99kPa，油流继电器动作压力区间及动作百分比情况如表3所示：
表3整定值1.5m/s的油流继电器动作压力区间及动作次数情况
对于整定值2.0m/s的油流继电器，试验开关油室内部实际动作静态压力值>110kPa，油流继电器动作压力区间及动作百分比情况如表4所示：
表4整定值2.0m/s的油流继电器动作压力区间及动作次数情况
对于整定值2.5m/s的油流继电器，试验开关油室内部实际动作静态压力值>148kPa，油流继电器动作压力区间及动作百分比情况如表5所示：
表5整定值2.5m/s的油流继电器动作压力区间及动作次数情况
综上所述，本发明通过对有载分接开关本体油室3施加一定的压力来模拟有载分接开关故障时油室内部压力升高，一方面避免了使用大电流试验装置，降低了试验装置复杂度；另一方面可以方便快捷调整有载分接开关本体油室3内部压力值，便于适应各种试验需求。此外，采用本发明试验系统可以对各种型号油流继电器开展试验，对于掌握油流继电器实际动作特性、选取合适整定值的油流继电器具有重要作用。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，其特征在于：包括有载分接开关油枕、有载分接开关本体油室和加压油箱，所述有载分接开关油枕的出油管路依次经待测油流继电器、油流计和第三电磁阀V3连通至有载分接开关本体油室，有载分接开关本体油室的顶盖上安装压力测试系统，所述加压油箱的出油管路经第二电磁阀V2连通至有载分接开关本体油室，加压油箱的加气口上连通气体管路，气体管路上设置第一电磁阀V1，有载分接开关油枕的顶部连通有呼吸管。
2.根据权利要求1所述的有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，其特征在于：所述有载分接开关油枕的容积为有载分接开关本体油室的容积的20％；所述加压油箱的容积为有载分接开关本体油室的容积的30％。
3.根据权利要求1所述的有载分接开关油流继电器动作特性试验系统，其特征在于：所述有载分接开关油枕、加压油箱均位于有载分接开关本体油室的上方，且有载分接开关油枕、加压油箱分别位于有载分接开关本体油室的左右两侧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有载分接开关油流继电器动作特性试验系统的试验方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
(1)在有载分接开关本体油室中注满油，在有载分接开关油枕和加压油箱中分别注入占各自容量1/2的油量，关闭第三电磁阀V3，开启第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，通过第一电磁阀V1注入气体使加压油箱及有载分接开关本体油室达到设定的压力值，完成加压；
(2)在加压油箱及有载分接开关本体油室达到设定的压力值时，关闭第一电磁阀V1和第二电磁阀V2，开启第三电磁阀V3，通过待测油流继电器和第三电磁阀V3释放压力，使有载分接开关本体油室中的油液产生涌动，形成流速，测试油流速度，并确定待测油流继电器是否动作；若待测油流继电器动作，则判断待测油流继电器自身整定值与油流计测量值是否一致，若待测油流继电器未动作，进入步骤(3)；其中所述待测油流继电器自身整定值是指待测油流继电器的动作值，在流速达到该值后，待测油流继电器会发出一个动作信号；
(3)若待测油流继电器未动作，则按逐次逼近原则重新施加气体压力，重复步骤(2),直至获得有载分接开关本体油室的油室内部压力值与待测油流继电器的动作对应关系。
5.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于：利用待测油流继电器所发出的动作信号判断待测油流继电器是否动作。
6.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于：当待测油流继电器会发出动作信号后，继续增加气体压力，直至待测油流继电器每次均能可靠动作；根据有载分接开关的设定动作次数确定试验次数，通过对试验结果进行统计分析，确定待测油流继电器的静态动作压力区间。
7.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于：所述按逐次逼近原则重新施加气体压力具体是指：给定压力值Pn按照以下规律进行设定：若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器未动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝给定压力值Pn+10kpa；反之，若第n次给定压力值Pn下待测油流继电器动作，则下一次的预加压力值Pn+1＝上一次的加载压力值Pn-1+5kpa；直至待测油流继电器每次均能可靠动作，最终确定气体继电器的动作压力值，允许误差在正负5kpa以内。
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