CN110954819A - 一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，通过在瓦斯继电器挡板转轴外伸处加装角度传感器，用于实时测量瓦斯继电器动作时挡板的转角；同步采集瓦斯继电器重瓦斯信号的电平值和挡板的转角，并将两路信号的测量值与重瓦斯动作的设定值进行比较，依据判断结果输出瓦斯继电器的工作状态；挡板转角未达到设定的最大转角、而重瓦斯信号为高电平，此时瓦斯继电器误动报警；挡板转角达到设定的最大转角、而重瓦斯信号为低电平，此时瓦斯继电器拒动报警。本发明方法能够有效的区分瓦斯继电器的重瓦斯信号的真伪性。

Description

一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法

技术领域

本发明油浸式变压器的非电量保护技术领域，特别是一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法。

背景技术

自上世纪20年代以来，变压器瓦斯保护就成为了变压器主流的非电量保护方式，它作为变压器电量保护的补充，主要作用是在变压器发生内部短路故障的情况下提供保护。相比较变压器的电气保护而言，基于瓦斯继电器的非电量保护能够反映变压器故障发生时伴随的诸多物理信息，例如：涌动的油流及产生的故障气体等。瓦斯保护可以全面的、直接的反映出被保护对象的运行状态，并且在灵敏度方面具有诸多优势。

瓦斯继电器是瓦斯保护的主要部件，在油浸式变压器的非电量保护方面广泛应用。根据行业规定，油浸式电力变压器电压等级在66kV及以上电力变压器应装有瓦斯继电器并应设有重瓦斯跳闸接点。瓦斯继电器的重瓦斯保护是一种机械保护，其机械结构可以在对接管道内油流的流速信息发生变化时做出响应。其保护原理为在变压器内部发生故障时，连接瓦斯继电器的管道内产生油流流动，冲击瓦斯继电器内部的挡板，当挡板转动达到一定角度，触发挡板后的磁铁吸附干弹簧接点闭合，输出高电平信号和重瓦斯动作报警。

现阶段，据统计重瓦斯保护误动、拒动现象时有发生。我国近年来发生了数百起因变压器瓦斯保护区外故障、变压器箱体振动、瓦斯继电器短路等故障造成的误动作跳闸事故。此外，现阶段的瓦斯继电器从机械结构感知故障油流到触发继电保护进行跳闸的整个过程存在诸多问题，例如：故障油流信息和挡板的动作信息无法获取；瓦斯继电器重瓦斯信号为开关量信号等。这些问题均有可能造成瓦斯继电器拒动或误动事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，本申请能够有效的区分瓦斯继电器的重瓦斯信号的真伪性，能有效的防止因继电器线路老化、短路、变压器异常振动及其它非变压器内部故障造成的重瓦斯误动作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，包括：

S1、通过角度传感器对瓦斯继电器挡板的转角U进行实时采集，每间隔Δt给油浸式变压器的瓦斯继电器传送一个挡板位置角度的数字信息，同时每间隔Δt同步采集重瓦斯信号的电平值记为S；

S2、分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角U_S和重瓦斯信号的电平值，即判断U与U_S大小关系以及S的电平值；

S3、根据挡板转角U与挡板设定的最大转角U_S进行判断，并根据判断结果输出正确运行状态信号、重瓦斯误动作警报或重瓦斯拒动警报。

进一步的，设定步骤S1中挡板转角信息在瓦斯继电器挡板转轴外伸处的角度传感器实时采集的连续信号。

进一步的，设定步骤S2中的角度传感器的最大转角U_S为瓦斯继电器挡板的转角达到可使干簧管吸合的角度值。

进一步的，设定步骤S3中，根据挡板转角U与挡板设定的最大转角U_S进行判断，并根据判断结果输出正确运行状态信号、重瓦斯误动作警报或重瓦斯拒动警报，具体包括：

若挡板的转角U大于等于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为高电平，即 U≥U_S且S＝1；

若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为低电平，即U＜U_S且S＝0；则输出正确运行状态信号；

若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为高电平，即U＜U_S且S＝1，利用实时采集的当前状态的数据信号，再次判断；若且S＝1时，则输出重瓦斯误动作警报；若上述条件不成立，则分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角和重瓦斯信号的电平值；

若挡板的转角U大于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为低电平，即U≥U_S且S＝0，则利用实时采集的当前状态数据信号，延时时间t2，再次判断；若且S＝0时，则输出重瓦斯拒动警报；若上述条件不成立，则分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角和重瓦斯信号的电平值，即判断与大小关系和S的电平值。

进一步的，设定延时时间t2是依据挡板在油流冲击后的恢复到初始位置的时间进行设定的，可在瓦斯继电器安装角度传感器后进行时间标定。

进一步的，设定角度传感器设于瓦斯继电器挡板转轴外伸处。

进一步的，设定步骤S1中，转角信号和重瓦斯信号被同步采集。

进一步的，设定瓦斯继电器为QJ1-80型瓦斯继电器。

进一步的，设定瓦斯继电器的最大转角为22°。

本发明的有益效果为：

(1)本发明将角度传感器与瓦斯继电器的挡板转轴连接，持续测量瓦斯继电器内挡板的偏转角，可通过挡板的实时角度变化间接对油浸式变压器的管道油流运动状态进行监测，对非涌动油流造成的重瓦斯报警具有甄别作用，从而确保重瓦斯动作的信号输出的正确性；

(2)本发明有效的防止因继电器线路老化、短路、变压器异常振动及其它非变压器内部故障造成的重瓦斯误动作；

(3)本发明在挡板动作达到最大角度值，重瓦斯未发出信号时，即瓦斯继电器重瓦斯拒动情况，也可以做出故障警报，实时监测瓦斯继电器的工作状态，提高了瓦斯继电器对油浸式变压器内部故障保护的可靠性。

附图说明

图1为本发明瓦斯继电器重瓦斯防误动判别方法流程图；

图2为本发明角度传感器在气体继电器上的安装位置示意图；

图3为本发明实施方法的示意图；

图中，1-接线端子，2-开口杯，3-调节杆，4-挡板与转轴连接块，5-干簧触点，6-挡板， 7-磁铁，8-联轴器，9-角位移传感器，10-玻璃端盖，11-法兰盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本实施例提供一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，如图1所示，包括以下基本步骤：

S1：安装在瓦斯继电器挡板转轴外伸处的角度传感器对瓦斯继电器挡板的转角U进行实时采集，每间隔Δt给油浸式变压器的瓦斯继电器传送一个挡板位置角度的数字信息，同时每间隔Δt同步采集重瓦斯信号的电平值记为S；

S2：分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角U_S和重瓦斯信号的电平值，即判断U与U_S大小关系和S的电平值。

S3：若挡板的转角U大于等于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为高电平，即U≥U_S且S＝1；或者挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为低电平，即U＜U_S且S＝0；则进入步骤S4；若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为高电平，即U＜U_S且S＝1，则进入步骤S5；若挡板的转角U大于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为低电平，即 U≥U_S且S＝0，则进入步骤S7；

S4：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态正常，输出正确运行状态信号(即重瓦斯动作或未动作信号)。

S5：利用实时采集的当前状态的数据信号，再次判断。若U＜U_S且S＝1时，进入S6；若上述条件不成立，则进入步骤S2。

S6：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态异常，输出重瓦斯误动作警报。

S7：利用实时采集的当前状态数据信号，延时t2，再次判断。若U≥U_S且S＝0时，进入 S8；若上述条件不成立，则进入步骤S2。

S8：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态异常，输出重瓦斯拒动警报。

本发明方法中提到的挡板设定的最大转角U_S是当瓦斯继电器挡板的转角达到可使干簧管吸合的角度值。以沈阳防爆QJ1-80型瓦斯继电器为例，最大转角为22°。

实施例2：

如图2所示，是适用于本发明的角度传感器在瓦斯继电器的安装位置示意图。图中，瓦斯继电器的类型为沈阳防爆QJ1-80型，安装方法为：角度传感器9通过联轴器8与转轴相连，转轴通过挡板与转轴连接块4与挡板相连。

S1：安装在瓦斯继电器挡板转轴外伸处的角度传感器对瓦斯继电器挡板的转角U进行实时采集，每间隔Δt给油浸式变压器的瓦斯继电器传送一个挡板位置角度的数字信息，同时每间隔Δt同步采集重瓦斯信号的电平值记为S，如图3所示；

S2：分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角U_S和重瓦斯信号的电平值，即判断U与U_S大小关系和S的电平值。

S3：若挡板的转角U大于等于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为高电平，即U≥U_S且S＝1；或者挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为低电平，即U＜U_S且S＝0；则进入步骤S4；若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为高电平，即U＜U_S且S＝1，则进入步骤S5；若挡板的转角U大于挡板设定的最大转角U_S，与此同时重瓦斯信号的电平值为低电平，即 U≥U_S且S＝0，则进入步骤S7；

S4：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态正常，输出正确运行状态信号(即重瓦斯动作或未动作信号)。

S5：利用实时采集的当前状态的数据信号，再次判断。若U＜U_S且S＝1时，进入步骤S6；若上述条件不成立，则进入步骤S2。

S6：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态异常，输出重瓦斯误动作警报。

S7：利用实时采集的当前状态数据信号，延时t2，再次判断。若U≥U_S且S＝0时，进入步骤S8；若上述条件不成立，则进入步骤S2。

S8：瓦斯继电器重瓦斯保护动作状态异常，输出重瓦斯拒动警报。

采用本发明所述的保护方案，极大地提高油浸式变压器的非电量保护，即瓦斯保护的可靠性，同时，可以实时监测实时记录瓦斯继电器的挡板角度值的变化量，反向推算出变压器运行事管道油流的变化情况。此外，对于非挡板在涌动油流冲击下发生的重瓦斯故障具有出色的判别能力，杜绝了因瓦斯继电器故障造成的变压器停机事故。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，包括：

S1、通过角度传感器对瓦斯继电器挡板的转角U进行实时采集，每间隔Δt给油浸式变压器的瓦斯继电器传送一个挡板位置角度的数字信息，同时每间隔Δt同步采集重瓦斯信号的电平值记为S；

S2、分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角U_S和重瓦斯信号的电平值，即判断U与U_S大小关系以及S的电平值；

S3、根据挡板转角U与挡板设定的最大转角U_S进行判断，并根据判断结果输出正确运行状态信号、重瓦斯误动作警报或重瓦斯拒动警报。

2.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定步骤S1中挡板转角信息在瓦斯继电器挡板转轴外伸处的角度传感器实时采集的连续信号。

3.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定步骤S2中的角度传感器的最大转角U_S为瓦斯继电器挡板的转角达到可使干簧管吸合的角度值。

4.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定步骤S3中，根据挡板转角U与挡板设定的最大转角U_S进行判断，并根据判断结果输出正确运行状态信号、重瓦斯误动作警报或重瓦斯拒动警报，具体包括：

若挡板的转角U大于等于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为高电平，即U≥U_S且S＝1；

若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为低电平，即U＜U_S且S＝0；则输出正确运行状态信号；

若挡板的转角U小于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为高电平，即U＜U_S且S＝1，利用实时采集的当前状态的数据信号，再次判断；若且S＝1时，则输出重瓦斯误动作警报；若上述条件不成立，则分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角和重瓦斯信号的电平值；

若挡板的转角U大于挡板设定的最大转角U_S，重瓦斯信号的电平值为低电平，即U≥U_S且S＝0，则利用实时采集的当前状态数据信号，延时时间t2，再次判断；若且S＝0时，则输出重瓦斯拒动警报；若上述条件不成立，则分别判断角度传感器的角度值与挡板设定的最大转角和重瓦斯信号的电平值，即判断与大小关系和S的电平值。

5.根据权利要求4所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定延时时间t2是依据挡板在油流冲击后的恢复到初始位置的时间进行设定的，可在瓦斯继电器安装角度传感器后进行时间标定。

6.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定角度传感器设于瓦斯继电器挡板转轴外伸处。

7.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定步骤S1中，转角信号和重瓦斯信号被同步采集。

8.根据权利要求1所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定瓦斯继电器为QJ1-80型瓦斯继电器。

9.根据权利要求8所述一种基于挡板转角和重瓦斯信号的瓦斯继电器状态识别方法，其特征在于，设定瓦斯继电器的最大转角为22°。

Images