CN112326153A - 一种变压器套管密封度监测装置及其方法 - Google Patents

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    • G01M3/2846—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for tubes

Abstract

本发明公开了一种变压器套管密封度监测装置及其方法，信号采集单元用于实时采集变压器套管的温度与压强信号；信号传输单元用以同步传输；信号组合分析单元用于联合分析温度与压强信号并实时输出显示，通过建立实时测量的压强与温度对应数值关系式能够判断变压器套管密封情况。能够实现对变压器套管密封状态的在线监测，弥补了当前对变压器套管密封状态研究的空白，并且在线监测能够不影响实际设备的运行，从而保证了其工作效率和安全性。

Description

一种变压器套管密封度监测装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种变压器套管密封度监测装置和一种变压器套管密封度监测方法，属于电力变压器套管在线监测技术领域。
背景技术
变压器套管是使导体与变压器箱体绝缘的一种支撑装置，变压器套管的储油柜盖密封不良、将军帽变形接触不严、密封垫圈老化都能够导致其受潮甚至变压器内部进水。另外，在安装过程中，可能出现导杆位置偏差，中心线未能重合，导致密封胶垫四周受力不均匀，产生不等位的压力差，压力倾向密封胶垫受损的一侧，弹性压缩增大，从而导致材料的不均匀老化，最后失去密封性。一方面，密封的失效所导致的漏油会使得绝缘性能大幅下降，并且渗漏油故障容易检测，但泄漏位置不在油位以下时很难察觉；另一方面，由于套管密封失效导致外部水汽和二氧化碳的侵入不但会使套管本体受潮，并且会沿导杆渗入变压器箱体中，对变压器的安全稳定运行造成了严重的安全隐患。目前国内外基本没有针对套管的密封性能及内部压强研究，而在大电压和大电流条件下长时间稳定运行也对套管的机械密封结构提出了较高的要求，因此，亟需开展变压器套管的密封性能在线监测研究，确保变压器系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种变压器套管密封度监测装置和一种变压器套管密封度监测方法，能够针对变压器套管的密封状态进行在线监测并进行判断，从而对于提高电网安全可靠性具有重大意义。
为达到上述目的，本发明提供一种变压器套管密封度监测装置，包括信号采集单元、信号传输单元和信号组合分析单元，信号采集单元密封连通变压器套管，信号采集单元通过信号传输单元电连接信号组合分析单元。
优先地，信号采集单元包括压力变送器和温度传感器，压力变送器和温度传感器密封设置在变压器套管中。
优先地，信号采集单元包括法兰和连接头，法兰套设并固定连接变压器套管，连接头的一端穿过法兰密封连通变压器套管的油阀，压力变送器和温度传感器通过连接头密封安装在变压器套管的油阀处。
优先地，法兰为环形，连接头为二通连接头或三通连接头。
优先地，信号传输单元为带RS-转USB连接端口的电线。
优先地，信号组合分析单元为上位机。
一种变压器套管密封度监测方法，包括以下步骤：
步骤一，将压力变送器和温度传感器分别密封连通变压器套管；
步骤二，通过压力变送器实时采集变压器套管内部压强，通过温度传感器实时采集变压器套管内部温度；
步骤三，将采集的压强和温度传输给上位机，压力变送器采集的压强为变压器套管内部油阀的油压与变压器套管内部的气压之和，测量范围由公式(1)确定：
Figure BDA0002696944860000021
公式(1)中，p为298.15K时标准大气压，ρ为变压器套管内绝缘油密度，h为变压器套管内绝缘油高度，g为重力加速度，T为压力变送器承受最高温度，计算得到压力变送器(7) 可耐受最大压强不应低于pmax；
压强与温度对应关系为：
Figure BDA0002696944860000022
公式(2)中，K为绝缘油温度与气腔温度比例系数，Va0为初始状态下变压器套管内的气腔体积，Vb0为初始状态下变压器套管内的绝缘油体积，V0为初始状态下变压器套管内的内部总体积，pa0为初始状态下变压器套管内部气腔压强，pb0为初始状态下变压器套管内绝缘油压强，Ta0为初始状态下气腔温度，Tb0为初始状态下绝缘油温度，β为绝缘油膨胀系数，Tb为实时测量绝缘油温度，p0为实时测量压强；
根据采集的温度计算理论压强并与p0进行对比，理论压强减去实测值得到的差值大于 5kPa则可判定变压器套管密封不良或失效。
本发明所达到的有益效果：
能够实现对变压器套管密封状态的实时监测，弥补了当前对变压器套管密封状态研究的空白，并且在线监测能够不影响变压器的运行，从而保证了其工作效率和安全性。
附图说明
图1是本发明的布置示意图；
图2是本发明的流程图。
附图中标记含义，1-上瓷套；2-电容芯子；3-法兰；4-下瓷套；5-均压环；6-温度传感器；7-压力变送器；8-三通连接头；9-上位机；10-电子连接口。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
一种变压器套管密封度监测装置，包括信号采集单元、信号传输单元和信号组合分析单元，信号采集单元密封连通变压器套管，信号采集单元通过信号传输单元电连接信号组合分析单元。
进一步地，信号采集单元包括压力变送器7和温度传感器6，压力变送器7和温度传感器6密封设置在变压器套管中。
进一步地，信号采集单元包括法兰3和连接头8，法兰3套设并固定连接变压器套管，连接头8的一端穿过法兰3密封连通变压器套管的油阀，压力变送器7和温度传感器6通过连接头8密封安装在变压器套管的油阀处。
进一步地，法兰3为环形，连接头8为二通连接头或三通连接头。
进一步地，信号传输单元为带RS-485转USB连接端口的电线。
进一步地，信号组合分析单元为上位机9。
一种变压器套管密封度监测方法，包括以下步骤：
步骤一，将压力变送器7和温度传感器6分别密封连通变压器套管；
步骤二，通过压力变送器7实时采集变压器套管内部压强，通过温度传感器6实时采集变压器套管内部温度；
步骤三，将采集的压强和温度传输给上位机9，压力变送器7采集的压强为变压器套管内部油阀的油压与变压器套管内部的气压之和，测量范围由公式(1)确定：
Figure BDA0002696944860000041
公式(1)中，p为298.15K时标准大气压，ρ为变压器套管内绝缘油密度，h为变压器套管内绝缘油高度，g为重力加速度，T为压力变送器承受最高温度，计算得到压力变送器(7) 可耐受最大压强不应低于pmax；
压强与温度对应关系为：
Figure BDA0002696944860000042
公式(2)中，K为绝缘油温度与气腔温度比例系数，Va0为初始状态下变压器套管内的气腔体积，Vb0为初始状态下变压器套管内的绝缘油体积，V0为初始状态下变压器套管内的内部总体积，pa0为初始状态下变压器套管内部气腔压强，pb0为初始状态下变压器套管内绝缘油压强，Ta0为初始状态下气腔温度，Tb0为初始状态下绝缘油温度，β为绝缘油膨胀系数，Tb为实时测量绝缘油温度，p0为实时测量压强；
根据采集的温度计算理论压强并与p0进行对比，理论压强减去实测值得到的差值大于 5kPa则可判定变压器套管密封不良或失效。
上位机9可采用电脑，变压器套管为现有技术中的元器件，压力变送器7和温度传感器 6、电脑在现有技术中可采用的型号很多，本领域技术人员可根据实际需求选用合适的型号，本实施例不再一一举例。
变压器套管通过法兰固定在变压器顶端，从而达到支撑变压器引出线的作用。变压器套管内部结构中，电容芯子浸没在绝缘油中，并且上部预留有一定的气腔以容许温度升高时绝缘油的膨胀，即内部可以视作绝缘油与上部空气组成的气-液混合体系。套管外部通过法兰连接上、下瓷套以完全包裹并密封电容芯子，并且法兰上表面装设油阀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，包括信号采集单元、信号传输单元和信号组合分析单元，信号采集单元密封连通变压器套管，信号采集单元通过信号传输单元电连接信号组合分析单元。
2.根据权利要求1所述的一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，信号采集单元包括压力变送器(7)和温度传感器(6)，压力变送器(7)和温度传感器(6)密封设置在变压器套管中。
3.根据权利要求1所述的一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，信号采集单元包括法兰(3)和连接头(8)，法兰(3)套设并固定连接变压器套管，连接头(8)的一端穿过法兰(3)密封连通变压器套管的油阀，压力变送器(7)和温度传感器(6)通过连接头(8)密封安装在变压器套管的油阀处。
4.根据权利要求3所述的一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，法兰(3)为环形，连接头(8)为二通连接头或三通连接头。
5.根据权利要求1所述的一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，信号传输单元为带RS-485转USB连接端口的电线。
6.根据权利要求1所述的一种变压器套管密封度监测装置，其特征在于，信号组合分析单元为上位机(9)。
7.基于权利要求1的一种变压器套管密封度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将压力变送器(7)和温度传感器(6)分别密封连通变压器套管；
步骤二，通过压力变送器(7)实时采集变压器套管内部压强，通过温度传感器(6)实时采集变压器套管内部温度；
步骤三，将采集的压强和温度传输给上位机(9)，压力变送器(7)采集的压强为变压器套管内部油阀的油压与变压器套管内部的气压之和，测量范围由公式(1)确定：
Figure FDA0002696944850000011
公式(1)中，p为298.15K时标准大气压，ρ为变压器套管内绝缘油密度，h为变压器套管内绝缘油高度，g为重力加速度，T为压力变送器承受最高温度，计算得到压力变送器(7)可耐受最大压强不应低于pmax；
压强与温度对应关系为：
Figure FDA0002696944850000021
公式(2)中，K为绝缘油温度与气腔温度比例系数，Va0为初始状态下变压器套管内的气腔体积，Vb0为初始状态下变压器套管内的绝缘油体积，V0为初始状态下变压器套管内的内部总体积，pa0为初始状态下变压器套管内部气腔压强，pb0为初始状态下变压器套管内绝缘油压强，Ta0为初始状态下气腔温度，Tb0为初始状态下绝缘油温度，β为绝缘油膨胀系数，Tb为实时测量绝缘油温度，p0为实时测量压强；
根据采集的温度计算理论压强并与p0进行对比，若理论压强减去实测值得到的差值大于5kPa则可判定变压器套管密封不良或失效。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113203531A (zh) * 2021-03-25 2021-08-03 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种变压器套管密封度监测方法
CN113804371A (zh) * 2021-11-17 2021-12-17 南京博路电气有限公司 一种配电变压器监测方法及终端

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110156918A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Eduardo Pedrosa Santos System for monitoring oil level and detecting leaks in power transformers, reactors, current and potential transformers, high voltage bushings and the like
CN104165700A (zh) * 2014-08-08 2014-11-26 国家电网公司 变压器绝缘套管温度在线监测系统
CN104748917A (zh) * 2015-04-20 2015-07-01 江苏宝亨新电气有限公司 一种远程监测变压器套管密封性的装置
CN107576443A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 西安亚能电气有限责任公司 用于750kV高压绝缘套管的压力在线监测系统
CN110926543A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置及方法
CN111103512A (zh) * 2019-11-29 2020-05-05 广东电网有限责任公司 一种变压器套管监测试验平台

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110156918A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Eduardo Pedrosa Santos System for monitoring oil level and detecting leaks in power transformers, reactors, current and potential transformers, high voltage bushings and the like
CN104165700A (zh) * 2014-08-08 2014-11-26 国家电网公司 变压器绝缘套管温度在线监测系统
CN104748917A (zh) * 2015-04-20 2015-07-01 江苏宝亨新电气有限公司 一种远程监测变压器套管密封性的装置
CN107576443A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 西安亚能电气有限责任公司 用于750kV高压绝缘套管的压力在线监测系统
CN111103512A (zh) * 2019-11-29 2020-05-05 广东电网有限责任公司 一种变压器套管监测试验平台
CN110926543A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈凌等: ""基于内部压强响应的变压器套管在线监测装置研制"", 《高电压技术》, vol. 46, no. 2, 29 February 2020 (2020-02-29), pages 569 - 575 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113203531A (zh) * 2021-03-25 2021-08-03 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种变压器套管密封度监测方法
CN113804371A (zh) * 2021-11-17 2021-12-17 南京博路电气有限公司 一种配电变压器监测方法及终端

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