CN111562248A - 一种基于sf6内标的gis故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,包括:S1,利用激光拉曼光谱技术获取GIS中SF6及其分解气体样品的拉曼光谱;S2,分别计算出SF6及其分解气体的拉曼光谱峰面积;S3,将分解气体的拉曼光谱峰面积与SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,获得归一化值;S4,建立分解气体的已知浓度与各自的归一化值的定量分析模型;S5,将分解气体的归一化值代入定量分析模型中获得该分解气体的气体浓度,并基于三比值法进行GIS故障诊断。本申请将分解气体的拉曼光谱峰面积与SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,充分考虑了SF6气体含量变化的影响,消除了由于检测仪器振动、检测参数波动或外界环境干扰造成的误差,提高了GIS故障诊断的准确度。
Description
技术领域
本申请涉及电气设备在线监测技术领域,尤其涉及一种基于拉曼光谱法检测的SF6内标的GIS故障诊断方法。
背景技术
SF6气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)因具有结构紧凑、占地面积小、易于维护、绝缘性能优良、可靠性高等优点而被广泛应用于高电压领域,在电力装备中占比大。随着超特高压输电战略的发展,SF6气体绝缘组合电器需求增加,对其(特别是特高压设备)在线监测技术提出了更高的要求。由于制造、安装、运输和运行时的缺陷,SF6气体绝缘组合电器内部易产生放电和过热故障,导致SF6气体发生分解并产生SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S、COS和CO2等反映设备内部绝缘缺陷类型、放电水平和绝缘材料老化程度的特征气体组分。对SF6气体及其分解特征组分进行有效检测,进而准确诊断设备内部绝缘材料老化程度及GIS内部压力情况,可以为SF6气体绝缘组合电器的全寿命周期管理提供依据,是提高设备利用率、降低设备检修费用、提升设备运维智能化以及保证电网安全生产的关键。
SF6是GIS内部的绝缘气体,初始状态时纯度高于99.99%,在GIS内部放电故障或者固体材料裂化时,会分解产生SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2等故障特征气体,并混合于SF6中。目前,GIS故障诊断中往往因为背景气体SF6的浓度远大于SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2的浓度而将SF6气体浓度变化视为不变,也将利用拉曼光谱测得的SF6峰的拟合面积值在理想情况下认为是常量。而SF6气体浓度变化是由检测仪器振动、检测参数波动或外界环境干扰引起的。因此,若在GIS故障诊断中未考虑到因检测仪器振动、检测参数波动、外界环境干扰而引起的SF6气体浓度的变化,会使GIS故障诊断的准确度降低。
发明内容
本申请提供了一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,以解决检测仪器振动、检测参数波动和外界环境干扰造成的问题。
本申请采用的技术方案如下:
一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,所述方法包括:
获取GIS中SF6及其分解气体样品的拉曼光谱;
计算所述SF6及其所述分解气体的拉曼光谱峰面积;
分别对所述分解气体的拉曼光谱峰面积与所述SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,获得归一化值;
建立所述分解气体的已知浓度与各自的归一化值的定量分析模型;
将所述归一化值代入所述定量分析模型中计算所述分解气体浓度,并基于三比值法进行GIS故障诊断。
进一步的,计算所述SF6及其所述分解气体的拉曼光谱峰面积的方法包括洛伦兹拟合或Voigt拟合。
进一步的,所述分解气体包括SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2。
进一步的,所述三比值法中的比值类型包括CF4/CO2、SO2/H2S和SOF2/SO2F2。
采用本申请的技术方案的有益效果如下:
利用激光拉曼光谱技术获取GIS中SF6及其分解气体样品的拉曼光谱,再分别计算出所述SF6及其所述分解气体的拉曼光谱峰面积,并将分解气体的拉曼光谱峰面积与SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,获得归一化值,将分解气体的归一化值代入建立的定量分析模型中获得该分解气体的气体浓度,最后基于三比值法进行GIS故障诊断。本申请提供的一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法采用将分解气体的拉曼光谱峰面积与SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理以获得归一化值,充分考虑了SF6气体含量变化引起的分析误差,消除了检测仪器振动、检测参数波动、外界环境干扰,提高了GIS故障诊断的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1,为一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法的流程图。
本申请提供的一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,方法具体包括:
S1:利用激光拉曼光谱技术获取GIS中SF6及其分解气体样品的拉曼光谱:
由于制造、安装、运输和运行时的缺陷,SF6气体绝缘组合电器内部易产生放电和过热故障,导致SF6气体发生分解并产生SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2等反映设备内部绝缘缺陷类型、放电水平和绝缘材料老化程度的特征气体组分。本实施例中分析的分解气体包括SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2,至于产生的其他分解气体不在此处赘述。
S2:计算SF6及其分解气体的拉曼光谱峰面积:
基于谱线强度较高、谱线相对独立等原则,可分别选取拉曼光谱峰785cm-1、1512cm-1、1278cm-1、947cm-1、1178cm-1、2610cm-1和1386cm-1作为SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2的拉曼光谱特征峰;
另外,在计算各气体的拉曼光谱峰面积是也可采用Voigt拟合法。
计算各分解气体SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2的归一化值如下:
S4:建立分解气体的已知浓度与各自的归一化值的定量分析模型:
标准方法测定已知样品中各分解气体的浓度;
利用拉曼光谱仪获取样品的拉曼光谱;
利用各气体的特征峰计算各气体的拉曼光谱峰面积;
将对分解气体的拉曼光谱峰面积与SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,获得归一化值;
优化、检验并建立各已知分解气体浓度与各归一化值的定量分析模型。
S5:将步骤S3计算得到的归一化值Sx代入步骤S4的定量分析模型中计算各分解气体浓度,并基于三比值法进行GIS故障诊断。三比值法中的比值类型包括CF4/CO2、SO2/H2S和SOF2/SO2F2,通过对这三组气体比值范围的分析,诊断出GIS内部的尖端放电、悬浮放电或颗粒放电等故障。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可,以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例,并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,其特征在于,所述方法包括:
获取GIS中SF6及其分解气体样品的拉曼光谱;
计算所述SF6及其所述分解气体的拉曼光谱峰面积;
分别对所述分解气体的拉曼光谱峰面积与所述SF6的拉曼光谱峰面积进行归一化处理,获得归一化值;
建立所述分解气体的已知浓度与归一化值的定量分析模型;
将所述归一化值代入所述定量分析模型中计算所述分解气体浓度,并基于三比值法进行GIS故障诊断。
2.根据权利要求1所述的一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,其特征在于,计算所述SF6及其所述分解气体的拉曼光谱峰面积的方法包括洛伦兹拟合和Voigt拟合。
3.根据权利要求1所述的一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,其特征在于,所述分解气体包括SO2F2、SOF2、CF4、SO2、H2S和CO2。
5.根据权利要求1所述的一种基于SF6内标的GIS故障诊断方法,其特征在于,所述三比值法中的比值类型包括CF4/CO2、SO2/H2S和SOF2/SO2F2。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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