CN111474119A - 一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油光声光谱在线监测技术领域，具体的说是一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，包括变压器、油样采集单元、油气分离单元、光声光谱气室、气体检测单元、故障诊断单元、数据采集单元、控制处理单元以及数据处理服务器，所述油样采集单元通过油泵与变压器相连接，所述油气分离单元与油样采集单元相连接，所述油气分离单元通过微型气体采样泵与光声光谱气室连接，所述光声光谱气室内设有气体检测单元、故障诊断单元和温度补偿单元。发明提供的变压器绝缘油光声光谱在线监测系统具有便于通过故障诊断系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油光声光谱在线监测技术领域，具体的说是一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统。
背景技术
目前，油光声光谱在线监测技术已广泛应用于油浸式电气设备的故障监测中，尤其是电力变压器故障的在线监测，电力变压器内部的故障都会在油中产生气体，不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分和含量是不同的，据此可以判断故障的类型。
现有的变压器绝缘油光声光谱监测系统监测设备之间相互独立，处于单一系统层次，单对单的监测方式使得监测效率较差，同时故障时无法进行有效提醒，发生事故时，容易造成损失。
因此，有必要提供一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统解决上述技术问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种便于通过故障诊断系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性的变压器绝缘油光声光谱在线监测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，包括变压器、油样采集单元、油气分离单元、光声光谱气室、气体检测单元、故障诊断单元、数据采集单元、控制处理单元以及数据处理服务器，所述油样采集单元通过油泵与变压器相连接，所述油气分离单元与油样采集单元相连接，所述油气分离单元通过微型气体采样泵与光声光谱气室连接，所述光声光谱气室内设有气体检测单元、故障诊断单元和温度补偿单元，所述气体检测单元与数据采集单元相连接，所述数据采集单元与控制处理单元相连接，所述控制处理单元通过RS485转以太网与数据处理服务器相连接。
本发明的进一步设置为：所述油样采集单元对采集到的油样采用顶空分析法进行分析，将油样置于有一定空间的密闭系统中，待达到热力学平衡后，取其顶端气相组分进行色谱分析。
本发明的进一步设置为：所述油样采集单元与变压器之间设有辅助单元，所述辅助单元包括接口法兰、油管以及通信电缆，所述油样采集单元与变压器之间通过接口法兰、油管连接，通过通信电缆进行各单元的数据传输与供电。
本发明的进一步设置为：所述油样采集单元通过两个辅助单元分别与两个变压器相连接，提供两个独立的绝缘油输入通道，一台设备可同时监测两个主油箱。
本发明的进一步设置为：所述故障诊断单元包括三个报警继电器和两个LED指示灯，提供多个报警配置界面，可基于多种故障气体的变化率设置报警值，每个设置界面可激活任意一个报警继电器，同时激活LED指示灯闪烁进行报警提醒。
本发明的进一步设置为：所述控制处理单元包括存储模块、计算模块和分析模块，所述存储模块接收数据采集单元的数据，同时传输至计算模块进行计算，再将数据传输至分析模块进行分析处理，分析后将数据通过RS转以太网上传至数据处理服务器。
本发明的进一步设置为：所述存储模块采用固定闪存，防止数据丢失，如果测量间隔为小时，可以在设备内部存储两年的数据。
本发明的进一步设置为：所述温度补偿单元包括温度传感器、温度控制器、散热装置和加热装置，通过温度传感器将收集到的温度信号传送给温度控制器，温度控制器对接收的温度信号进行判断，当温度高于预设温度时，温度控制器将驱动散热装置进行工作；当温度低于预设温度时，温度控制器将停止散热装置，并驱动加热装置进行工作。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，通过设置油样采集单元、油气分离单元、光声光谱气室，气体检测单元、故障诊断单元，可定量、自动、快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，提供两个独立的绝缘油输入通道，一台设备可同时监测两个主油箱，工作效率高，并通过故障诊断系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的变压器绝缘油光声光谱在线监测系统的一种较佳实施例的系统连接示意图；
图2是图1所示的控制处理单元的系统连接示意图。
图中：1、变压器；2、辅助单元；3、油样采集单元；4、油气分离单元；5、光声光谱气室；6、气体检测单元；7、故障诊断单元；8、温度补偿单元；9、数据采集单元；10、控制处理单元；11、数据处理服务器；12、报警继电器；13、LED指示灯；14、存储模块；15、计算模块；16、分析模块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图2所示，本发明所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，包括变压器1、油样采集单元3、油气分离单元4、光声光谱气室5、气体检测单元6、故障诊断单元7、数据采集单元9、控制处理单元10以及数据处理服务器11，所述油样采集单元3通过油泵与变压器1相连接，所述油气分离单元4与油样采集单元3相连接，所述油气分离单元4通过微型气体采样泵与光声光谱气室5连接，所述光声光谱气室5内设有气体检测单元6、故障诊断单元7和温度补偿单元8，所述气体检测单元6与数据采集单元9相连接，所述数据采集单元9与控制处理单元10相连接，所述控制处理单元10通过RS485转以太网与数据处理服务器11相连接。
进一步的，所述油样采集单元3对采集到的油样采用顶空分析法进行分析，将油样置于有一定空间的密闭系统中，待达到热力学平衡后，取其顶端气相组分进行色谱分析。
进一步的，所述油样采集单元3与变压器1之间设有辅助单元2，所述辅助单元2包括接口法兰、油管以及通信电缆，所述油样采集单元3与变压器1之间通过接口法兰、油管连接，通过通信电缆进行各单元的数据传输与供电。
进一步的，所述油样采集单元3通过两个辅助单元2分别与两个变压器1相连接，提供两个独立的绝缘油输入通道，一台设备可同时监测两个主油箱。
进一步的，所述故障诊断单元7包括三个报警继电器12和两个LED指示灯13，提供多个报警配置界面，可基于多种故障气体的变化率设置报警值，每个设置界面可激活任意一个报警继电器12，同时激活LED指示灯13闪烁进行报警提醒。
进一步的，所述控制处理单元10包括存储模块14、计算模块15和分析模块16，所述存储模块14接收数据采集单元9的数据，同时传输至计算模块15进行计算，再将数据传输至分析模块16进行分析处理，分析后将数据通过RS485转以太网上传至数据处理服务器11。
进一步的，所述存储模块14采用固定闪存，防止数据丢失，如果测量间隔为4小时，可以在设备内部存储两年的数据。
进一步的，所述温度补偿单元8包括温度传感器、温度控制器、散热装置和加热装置，通过温度传感器将收集到的温度信号传送给温度控制器，温度控制器对接收的温度信号进行判断，当温度高于预设温度时，温度控制器将驱动散热装置进行工作；当温度低于预设温度时，温度控制器将停止散热装置，并驱动加热装置进行工作。
本发明提供的变压器绝缘油光声光谱在线监测系统的工作原理如下：
首先，采用真空差压方式将变压器1油吸入到油样采集单元3中，通过油泵进行油样循环；油气分离单元4快速分离油中溶解气体至气室，内置的微型气体采样泵把分离出来的气样输送到光声光谱气室5内；通过温度传感器将收集到的温度信号传送给温度控制器，温度控制器对接收的温度信号进行判断，当温度高于预设温度时，温度控制器将驱动散热装置进行工作；当温度低于预设温度时，温度控制器将停止散热装置，并驱动加热装置进行工作；提供多个报警配置截面，可基于多种故障气体的变化率设置报警值，每个设置界面可激活任意一个报警继电器12，同时激活LED指示灯13闪烁进行报警提醒，数据采集单元9完成AD数据的转换和采集，控制处理单元10对采集到的数据进行存储、计算和分析，并通过RS485转以太网将数据上传至数据处理服务器11中。
与相关技术相比较，本发明提供的变压器绝缘油光声光谱在线监测系统具有如下有益效果：
本发明提供一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，通过设置油样采集单元3、油气分离单元4、光声光谱气室5，气体检测单元6、故障诊断单元7，可定量、自动、快速地在线监测变压器1等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，提供两个独立的绝缘油输入通道，一台设备可同时监测两个主油箱，工作效率高，并通过故障诊断系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。
本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源。
涉及到电路和电器元件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件的改进。
在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于，包括：变压器(1)、油样采集单元(3)、油气分离单元(4)、光声光谱气室(5)、气体检测单元(6)、故障诊断单元(7)、数据采集单元(9)、控制处理单元(10)以及数据处理服务器(11)，所述油样采集单元(3)通过油泵与变压器(1)相连接，所述油气分离单元(4)与油样采集单元(3)相连接，所述油气分离单元(4)通过微型气体采样泵与光声光谱气室(5)连接，所述光声光谱气室(5)内设有气体检测单元(6)、故障诊断单元(7)和温度补偿单元(8)，所述气体检测单元(6)与数据采集单元(9)相连接，所述数据采集单元(9)与控制处理单元(10)相连接，所述控制处理单元(10)通过RS485转以太网与数据处理服务器(11)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述油样采集单元(3)对采集到的油样采用顶空分析法进行分析，将油样置于有一定空间的密闭系统中，待达到热力学平衡后，取其顶端气相组分进行色谱分析。
3.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述油样采集单元(3)与变压器(1)之间设有辅助单元(2)，所述辅助单元(2)包括接口法兰、油管以及通信电缆，所述油样采集单元(3)与变压器(1)之间通过接口法兰、油管连接，通过通信电缆进行各单元的数据传输与供电。
4.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述油样采集单元(3)通过两个辅助单元(2)分别与两个变压器(1)相连接，提供两个独立的绝缘油输入通道，一台设备可同时监测两个主油箱。
5.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述故障诊断单元(7)包括三个报警继电器(12)和两个LED指示灯(13)，提供多个报警配置界面，可基于多种故障气体的变化率设置报警值，每个设置界面可激活任意一个报警继电器(12)，同时激活LED指示灯(13)闪烁进行报警提醒。
6.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述控制处理单元(10)包括存储模块(14)、计算模块(15)和分析模块(16)，所述存储模块(14)接收数据采集单元(9)的数据，同时传输至计算模块(15)进行计算，再将数据传输至分析模块(16)进行分析处理，分析后将数据通过RS(485)转以太网上传至数据处理服务器(11)。
7.根据权利要求6所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述存储模块(14)采用固定闪存，防止数据丢失，如果测量间隔为(4)小时，可以在设备内部存储两年的数据。
8.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油光声光谱在线监测系统，其特征在于：所述温度补偿单元(8)包括温度传感器、温度控制器、散热装置和加热装置，通过温度传感器将收集到的温度信号传送给温度控制器，温度控制器对接收的温度信号进行判断，当温度高于预设温度时，温度控制器将驱动散热装置进行工作；当温度低于预设温度时，温度控制器将停止散热装置，并驱动加热装置进行工作。
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