CN112350273A - 变压器数字化轻瓦斯保护方法和保护装置 - Google Patents

变压器数字化轻瓦斯保护方法和保护装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器数字化轻瓦斯保护方法和保护装置,与瓦斯继电器气室通过第一管道连接的取气盒、与取气盒连接的耐油型气体传感器、安装在取气盒内部的液位传感器、位于取气盒下端出口管道上的电磁阀、控制装置以及电源;控制装置与电磁阀、耐油型气体传感器和液位传感器分别电连接;电源用于为控制装置、电磁阀、耐油型气体传感器和液位传感器提供电源,获取从变压器瓦斯继电器气室内的导出的气体组分含量;通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,当判断为严重故障时,对变压器进行切除。能够及时准确反映变压器故障的问题。

Description

变压器数字化轻瓦斯保护方法和保护装置
技术领域
本发明涉及变压器在线监测与变压器继电保护技术领域,具体涉及一种数字化轻瓦斯保护方法和保护装置。
背景技术
瓦斯保护是变压器保护的主保护之一。轻瓦斯保护主要依据的物理量是瓦斯继电器内积聚的气体容积。当瓦斯继电器内积聚气体时,瓦斯继电器的浮子在油的浮力的作用下向下运动,并带动杠杆另一侧的重锤向上运动。当气体容积达到整定值时,重锤上的磁铁将干簧管吸合,从而发出报警信号。目前的轻瓦斯保护没有充分利用气体的组分信息,因此只能报警而不能跳闸。当出现变压器漏气等情况时,瓦斯继电器内同样会积聚气体,导致轻瓦斯误动。
既有的解决方案有二:
1)人工取气检测瓦斯气体可燃性。在目前的运行规程中,轻瓦斯报警后需要人工取气,判断瓦斯气体的可燃性。如果气体可燃,可根据情况判断是否将变压器退出运行,进行检修。
这种方法有很高的安全风险。轻瓦斯报警后,变压器内部可能已经存在故障,人工取气时一旦发生燃爆事故,将对取气人员的生命安全造成极大威胁。另外,轻瓦斯可燃性检测,并不定量检测各种气体组分的含量,缺乏精确性,无法送出跳闸信号。
2)油色谱检测。油色谱检测是变压器上常用的在线监测手段。根据油中溶解气体的含量与组分,可以判断变压器的运行状态与故障类型。油色谱监测的是变压器长期运行状态的变化情况。
由于溶解气体的扩散时间较长,油样的脱气也需要一定时间,油色谱检测无法做到实时检测,不能够及时地反映较为严重的变压器故障。
发明内容
为解决现有技术中的不足,本发明提供一种变压器数字化轻瓦斯保护方法和保护装置,解决了现有变压器轻瓦斯保护方法不能及时准确反映变压器故障的问题。
为了实现上述目标,本发明采用如下技术方案:一种变压器数字化轻瓦斯保护方法,包括步骤:
获取从变压器瓦斯继电器气室内导出的气体组分含量;
通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,当判断为严重故障时,对变压器进行切除。
进一步的,通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,方法为:
判断总判据是否成立,总判据为:
S=A or B or C or(D1 and D2 and F)or(E1 and E2 and G)
其中,
判据A:
Figure BDA0002750354330000021
为氢气的百分含量,
Figure BDA00027503543300000213
为设定的氢气含量阈值;
判据B:
Figure BDA0002750354330000022
为总烃的含量,
Figure BDA00027503543300000214
为设定的总烃含量阈值;
判据C:
Figure BDA0002750354330000023
为乙炔的百分含量,
Figure BDA00027503543300000215
为设定的乙炔含量阈值;
判据D1
Figure BDA0002750354330000024
表示氢气含量的增长率,
Figure BDA00027503543300000216
表示氢气的增长率阈值;
判据E1
Figure BDA0002750354330000025
表示总烃含量的增长率,
Figure BDA00027503543300000217
表示总烃含量的增长率阈值;
判据D2
Figure BDA0002750354330000026
表示增长率判据用氢气含量阈值
判据E2
Figure BDA0002750354330000027
表示增长率判据用总烃含量阈值;
判据F:
Figure BDA0002750354330000028
表示在t时刻的氢气含量,
Figure BDA0002750354330000029
表示在t-ΔT时刻的氢气含量,
Figure BDA00027503543300000210
表示在设定时间窗ΔT内氢气的含量阈值;
判据G:
Figure BDA00027503543300000211
表示在t时刻的总烃含量,
Figure BDA00027503543300000212
表示在t-ΔT时刻的总烃含量,
Figure BDA0002750354330000031
表示在设定时间窗ΔT内总烃含量阈值;
当总判据S成立时,表示变压器故障严重。
进一步的,还包括根据变压器油中溶解气体分析结果调整判据:
判据A:
Figure BDA0002750354330000032
判据B:
Figure BDA0002750354330000033
判据C:不变;
判据D1
Figure BDA0002750354330000034
判据E1
Figure BDA0002750354330000035
判据D2
Figure BDA0002750354330000036
判据E2
Figure BDA0002750354330000037
判据F:
Figure BDA0002750354330000038
判据G:
Figure BDA0002750354330000039
其中,kDGA为变压器油中溶解气体分析结果某一气体的溶解气体浓度,函数fi(kDGA),i=A,B,D1,E1,D2,E2,F,G,分别为判据i中对应气体的整定值,当不根据溶解气体分析结果整定时,函数值为1,当根据溶解气体分析结果整定时,函数值随变压器油中溶解气体的浓度增加而减小,且小于1。
一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,包括:与瓦斯继电器气室通过第一管道连接的取气盒、与取气盒连接的耐油型气体传感器、安装在取气盒内部的液位传感器、位于取气盒下端出口管道上的电磁阀、控制装置以及电源;控制装置与电磁阀、耐油型气体传感器和液位传感器分别电连接;电源用于为控制装置、电磁阀、耐油型气体传感器和液位传感器提供电源。
进一步的,变压器正常运行时,取气盒以及第一管道充满变压器油,电磁阀处于常闭状态;
自动取气时,控制装置控制电磁阀打开;控制装置接收到液位传感器输出信号后关闭电磁阀,控制装置获取耐油型气体传感器得到瓦斯气体组分的浓度数据,基于前述的任一一项所述的变压器数字化轻瓦斯保护方法对变压器进行保护。
进一步的,取气盒上端还设置有出气口。
一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,包括:与瓦斯继电器气室通过第一管道连接的取气盒、安装在取气盒内的液位传感器、位于取气盒内顶端的第二液位传感器、位于取气盒下端出口管道上的电磁阀、位于取气盒上端出口管道上的第二电磁阀、与第二电磁阀通过第三管道连接的第二取气盒、安装在第二取气盒上的气体传感器、与第二取气盒连接的气泵、控制装置以及电源;
控制装置与电磁阀、第二电磁阀、气体传感器、液位传感器、第二液位传感器和气泵分别电连接;电源用于为控制装置、第二电磁阀、电磁阀、气体传感器、第二液位传感器和液位传感器、气泵提供电源。
进一步的,取气盒上还设置有出气口,第二取气盒上还设置有第二出气口。
进一步的,变压器正常运行时,取气盒以及第一管道充满变压器油,电磁阀和第二电磁阀均处于常闭状态;
自动取气时,控制装置控制电磁阀打开,同时,控制器控制气泵对第二取气盒进行抽气;
控制装置接收到液位传感器输出信号后关闭电磁阀和气泵,打开第二电磁阀,控制装置接收到第二液位传感器输出信号后关闭第二电磁阀;
控制装置获得气体传感器得到瓦斯气体组分的浓度数据,基于前述的任一一项所述的变压器数字化轻瓦斯保护方法对变压器进行保护。
进一步的,气体传感器为不耐油型气体传感器。
本发明所达到的有益效果:本发明的保护方法在变压器轻瓦斯报警后,将气室内的气体导出,利用导出气体的组分、各组分含量、组分变化率趋势建立保护判据,依据气体组份与体积等信息,判断变压器故障严重程度时,还可以结合油中溶解气体分析的结果,根据油中溶解气体的含量,适当调整动作阈值,因此,判断结果准确。
本发明的瓦斯气体自动取气与保护装置能够自动取气,进行分析判断,能够实时判断瓦斯情况,及时地反映较为严重的变压器故障,送出跳闸信号。
附图说明
图1是本发明实施例中的保护方法流程图;
图2是本发明实施例中的瓦斯气体自动取气与保护装置示意图;
图3是本发明实施例中的另一种瓦斯气体自动取气与保护装置示意图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。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。
实施例1:
如图1所示,一种变压器数字化轻瓦斯保护方法,包括以下步骤:
步骤1,获取从变压器瓦斯继电器气室内的导出的气体组分含量;
变压器瓦斯继电器轻瓦斯报警后瓦斯继电器中积聚了足够多的气体,致使轻瓦斯报警后,通过将取气盒中的变压器油排出,进而将气室内的气体导出至取气盒中;对导出气体的组分与各组分含量进行在线检测,获取从变压器瓦斯继电器气室内的导出的气体组分含量;同时可取变压器油箱内部油样进行油中溶解气体组分浓度的检测;
气体的组分含量包括:氢气H2含量、总烃含量、乙炔C2H2含量;
步骤2,通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,当判断为严重故障时,对变压器进行切除。
利用气体的组分含量判断变压器故障严重程度,当判断为严重故障时,对变压器进行切除,若判断结果为无故障或故障较轻,继续等待下一次判断。其中保护判据具体包括以下两方面:
1)百分含量判据:
判据A:
Figure BDA0002750354330000061
当H2的百分含量
Figure BDA0002750354330000062
超过设定的氢气含量阈值
Figure BDA0002750354330000063
时,表明变压器的故障已相当严重,此时可切除变压器。其中氢气含量阈值可根据现场工程经验进行设定,发生明显故障(螺丝松动导致的放电将均压环烧出洞、冲击合闸放电导致绝缘油碳化,雷击等等)所对应的瓦斯气体中氢气含量至少为35000μL/L,至多为70000μL/L,故本实施例将氢气含量阈值设定为30000μL/L。
判据B:
Figure BDA0002750354330000064
当总烃的含量
Figure BDA0002750354330000065
超过设定的总烃含量阈值
Figure BDA0002750354330000066
时,即使此时H2含量仍未达到氢气含量阈值,变压器的故障也已相当严重,此时可切除变压器。其中总烃含量阈值同样可根据现场工程经验进行设定,发生明显故障(螺丝松动导致的放电将均压环烧出洞、冲击合闸放电导致绝缘油碳化,雷击等等)所对应的瓦斯气体中总烃含量至少为7383.5μL/L,故本实施例将总烃含量阈值设定为5000μL/L。
判据C:
Figure BDA0002750354330000067
当瓦斯气体中出现可检出的C2H2时,表明变压器的故障已相当严重。保护中,可设定一个乙炔含量阈值
Figure BDA0002750354330000068
当C2H2的百分含量
Figure BDA0002750354330000069
超过该阈值时,可切除变压器。其中乙炔含量阈值同样可根据现场工程经验进行设定,本发明将乙炔阈值设定为3000μL/L。
2)变化率判据:当瓦斯气体累积量达到一定程度后,数字化轻瓦斯保护被触发,气体被导出并进行在线浓度检测进而得出判断结果,若结果显示无故障,则需将瓦斯气体排尽并对保护系统进行复位,待下次气体累积量到达一定程度后再重复进行导气以及浓度测量步骤。在这一情况中,瓦斯气体每两次检测完毕后,应同步计算气体的增长率,如果达到阈值,则切除变压器。这是因为当H2或总烃短时内突然大量生成时,表明变压器内有发展较快的故障。其中由于瓦斯气体中总烃浓度变化已包含C2H2气体的浓度变化,故无需再针对C2H2气体设置气体浓度的变化率保护判据。
判据D1
Figure BDA0002750354330000071
判据E1
Figure BDA0002750354330000072
Figure BDA0002750354330000073
表示H2含量的增长率,
Figure BDA0002750354330000074
表示H2的增长率阈值,
Figure BDA0002750354330000075
表示总烃含量的增长率,
Figure BDA0002750354330000076
表示总烃含量的增长率阈值;
考虑变化率判据时,气体累积量应达到一定的阈值才可触发。
判据D2
Figure BDA0002750354330000077
判据E2
Figure BDA0002750354330000078
kr,op,H2表示增长率判据用H2含量阈值;kr,op,CxHy表示增长率判据用总烃含量阈值;
除了变化率外,还应考虑一定时间窗内的新增气体累积量的判据。时间窗通常不小于计算变化率的时间窗。
判据F:
Figure BDA0002750354330000079
判据G:
Figure BDA00027503543300000710
Figure BDA00027503543300000711
表示在t时刻的H2含量,
Figure BDA00027503543300000712
表示在t-ΔT时刻的H2含量,
Figure BDA00027503543300000716
表示在设定时间窗ΔT内H2的含量阈值;
Figure BDA00027503543300000713
表示在t时刻的总烃含量,
Figure BDA00027503543300000714
表示在t-ΔT时刻的总烃含量,
Figure BDA00027503543300000715
表示在设定时间窗ΔT内总烃含量阈值;
最终的总判据为:
S=A or B or C or(D1 and D2 and F)or(E1 and E2 and G)
本发明方法还包括根据变压器油中溶解气体分析结果调整判据:
依据气体组份判断变压器故障严重程度时,还可以结合变压器本体所安装的在线油色谱分析结果或其余时刻所进行的离线油色谱分析结果,即油中溶解气体分析(Dissolved gas analysis,DGA)所得到的各气体组分浓度结果。根据油中溶解气体的含量,适当调整H2和总烃的阈值。
定义函数f(kDGA),其中kDGA表示DGA分析结果中某种气体组分的浓度,当不根据DGA整定时,函数f(kDGA)的数值为1。当根据DGA整定时,函数f(kDGA)的数值随DGA的结果变化,且始终小于1。
百分含量判据可改写为:
判据A:
Figure BDA0002750354330000081
判据B:
Figure BDA0002750354330000082
变化率判据变更为:
判据D1
Figure BDA0002750354330000083
判据E1
Figure BDA0002750354330000084
判据D2
Figure BDA0002750354330000085
判据E2
Figure BDA0002750354330000086
判据F:
Figure BDA0002750354330000087
判据G:
Figure BDA0002750354330000088
总判据仍为:
S=A or B or C or(D1 and D2 and F)or(E1 and E2 and G)
其中,函数fi(kDGA),i=A,B,D1,E1,D2,E2,F,G,分别为判据i中对应气体的整定值,当不根据溶解气体分析结果整定时,函数值为1,当根据溶解气体分析结果整定时,函数值随DGA的结果变化,且小于1;基本遵循反比变化,即溶解气体中判据i中对应气体组分浓度上升,则f减小(小于1),此时设定的新的阈值将变小,表示当溶解气体中检测出某种组分时,表明已经发生故障,此时本保护方法中针对瓦斯气体的保护阈值需要调小,使其能“尽快”动作。
实施例2:
如图2所示,一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,包括:与瓦斯继电器气室通过第一管道1连接的取气盒2、与取气盒2连接的耐油型气体传感器3、安装在取气盒2内部的液位传感器4、位于取气盒2下端出口管道上的电磁阀5、控制装置7以及电源8;控制装置7与瓦斯继电器、电磁阀5、耐油型气体传感器3和液位传感器4分别电连接;电源8用于为控制装置7、电磁阀5、耐油型气体传感器3和液位传感器4提供电源;
取气盒2上端还设置有出气口6,出气口6用于人工从取气盒2中取气或者释放取气盒中的气体。
控制装置7控制电磁阀5的开合实现气体或者油的导出,同时耐油型气体传感器3用于检测气体组分;
瓦斯继电器通过第二管道9连接变压器的储油柜。变压器正常运行时,瓦斯继电器和取气盒2以及第一管道1和第二管道9中均应充满变压器油,电磁阀5、出气口6处于常闭状态;
使用方法:
1)当瓦斯继电器中积聚了足够多的气体,致使轻瓦斯报警,控制装置7接收到瓦斯继电器的轻瓦斯动作信号后,或人为地决定采集瓦斯气体气样时,控制装置7控制电磁阀5打开;第一管道1和取气盒2内原有的变压器油通过取气盒2下端出口管道经由电磁阀5流出,同时瓦斯继电器集气室内的气体经过第一管道1进入取气盒2中;
3)当取气盒中的变压器油下降到一定高度后,液位传感器4向控制装置7发出信号,表面此时进入取气盒2的气体达到一定体积,耐油型气体传感器3已经完全处于气体环境中,控制装置7接收到液位传感器4输出信号后关闭电磁阀5,控制装置7通过耐油型气体传感器3得到瓦斯气体组分的浓度数据,并按照实施例1中的方法进行判断变压器故障严重程度,当达到动作条件时,输出保护跳闸信号,对变压器进行切除;此时也可通过打开出气口6,进行人工取气;
4)判断完成后,打开取气盒2上方的出气口6以排出取气盒中的气体以及瓦斯继电器集气室内的残存气体,同时储油柜中的油经由第二管道9以及第一管道1分别进入瓦斯继电器和取气盒2内,使得其中重新充满油以完成系统的复位,最后关闭出气口6。
所用耐油型气体传感器要求能够在较短时间内给出检测结果,响应时间不超过1min。
然而耐油型气体传感器的制作要求较高,目前产品较少,价格高昂,大部分为不耐油型气体传感器,因此给出实施例3。
耐油型气体传感器,为:浸泡过变压器油后,可以在气体环境中正常工作,且工作性能以及检测结果不发生改变,同时工作时无需空气或氧气作为背景气,包括:Model5000型钯合金薄膜氢气传感器等;
不耐油型气体传感器,为:在浸泡过变压器油后,无法在气体环境中进行正常工作或检测结果存在较大偏差的气体传感器,且其工作时需要空气或氧气作为背景气,才可对目标组分的气体浓度进行检测,包括:MQ-8型氢气检测传感器等。
实施例3:
如图3所示,一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,包括:
与瓦斯继电器气室通过第一管道1连接的取气盒2、安装在取气盒2内部的液位传感器4、位于取气盒2内顶端的第二液位传感器15、位于取气盒2下端出口管道上的电磁阀5、位于取气盒2上方的出气口6、位于取气盒2上端出口管道上的第二电磁阀10、与第二电磁阀10通过第三管道11连接的第二取气盒14、安装在第二取气盒14上的不耐油型气体传感器12、与第二取气盒14连接的气泵13、控制装置7以及电源8;
第二电磁阀10也可以设置与出气口6相连接;
控制装置7与电磁阀5、第二电磁阀10、不耐油型气体传感器12、液位传感器4、第二液位传感器15和气泵13分别电连接;电源8用于为控制装置7、第二电磁阀10、电磁阀5、不耐油型气体传感器12(也可以为耐油型气体传感器)、第二液位传感器15和液位传感器4、气泵13提供电源;
第二取气盒14上还设置有第二出气口16;
取气盒2、第二取气盒14通过第一管道1和第三管道11与瓦斯继电器气室相连,控制装置7控制第一电磁阀5和第二电磁阀10的开合实现瓦斯气体的导出,同时不耐油型气体传感器12用于检测气体组分;
瓦斯继电器通过第二管道9连接变压器的储油柜。变压器正常运行时,瓦斯继电器和取气盒2以及第一管道1和第二管道9中均应充满变压器油,且电磁阀5、第二电磁阀10、出气口6、第二出气口16均处于常闭状态;
使用方法:
1)当瓦斯继电器中积聚了足够多的气体,致使轻瓦斯报警,控制装置7接收到瓦斯继电器的轻瓦斯动作信号后,或人为地决定采集瓦斯气体气样时,控制装置7控制电磁阀5打开;第一管道1和取气盒2内原有的变压器油从取气盒2下端出口管道经由电磁阀5流出,同时瓦斯继电器集气室内的气体经过第一管道1进入取气盒2中;在导气过程中,控制器控制气泵13同步对第二取气盒14进行抽真空。
2)当取气盒2中的变压器油下降到一定高度后,液位传感器4向控制装置7发出信号,表面此时进入取气盒2的气体达到一定体积,控制装置7接收到液位传感器4输出信号后关闭电磁阀5和气泵13,打开第二电磁阀10,此时取气盒2内的瓦斯气体以及残存在瓦斯继电器和第一管道1中的剩余瓦斯气体通过第三管道11进入取气盒14中。
3)由于瓦斯气体量有限,在所有产生的气体大部分都进入取气盒14中后,储油柜中的油会通过第二管道9和第一管道1分别进入瓦斯继电器和取气盒2内,使得其中重新充油,此时可通过安装在取气盒2内顶端的第二液位传感器15对油面进行检测并在油面到达一定高度后向控制装置发出信号。因此当检测到第二液位传感器的输出信号发生变换时就表示原瓦斯继电器内的大部分气体已排入第二取气盒14中,关闭第二电磁阀10;
4)控制装置7通过不耐油性气体传感器12得到瓦斯气体组分的浓度数据,并根据实施例1中判据进行判断,当达到动作条件时,输出保护跳闸信号,对变压器进行切除;
此时也可通过打开出气口16,进行人工取气;
5)判断完成后,打开取气盒2上端的出气口6以排出取气盒2中的残存气体以及瓦斯继电器集气室内的残存气体,同时储油柜中的油经由第二管道9以及第一管道1分别进入瓦斯继电器和取气盒2内,使得其中重新充满油。
打开气泵13进行抽气以排出取气盒14中的气体以完成复位。
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。
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 (10)

1.一种变压器数字化轻瓦斯保护方法,其特征在于,包括步骤:
获取从变压器瓦斯继电器气室内的导出的气体组分含量;
通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,当判断为严重故障时,对变压器进行切除。
2.根据权利要求1所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护方法,其特征在于,通过气体组分含量判断变压器故障严重程度,方法为:
判断总判据是否成立,总判据为:
S=A or B or C or(D1and D2and F)or(E1and E2and G)
其中,
判据A:
Figure FDA0002750354320000011
Figure FDA0002750354320000012
为氢气的百分含量,
Figure FDA0002750354320000013
为设定的氢气含量阈值;
判据B:
Figure FDA0002750354320000014
Figure FDA0002750354320000015
为总烃的含量,
Figure FDA0002750354320000016
为设定的总烃含量阈值;
判据C:
Figure FDA0002750354320000017
Figure FDA0002750354320000018
为乙炔的百分含量,
Figure FDA0002750354320000019
为设定的乙炔含量阈值;
判据D1
Figure FDA00027503543200000110
Figure FDA00027503543200000111
表示氢气含量的增长率,
Figure FDA00027503543200000112
表示氢气的增长率阈值;
判据E1
Figure FDA00027503543200000113
Figure FDA00027503543200000114
表示总烃含量的增长率,
Figure FDA00027503543200000115
表示总烃含量的增长率阈值;
判据D2
Figure FDA00027503543200000116
Figure FDA00027503543200000117
表示增长率判据用氢气含量阈值
判据E2
Figure FDA00027503543200000118
Figure FDA00027503543200000119
表示增长率判据用总烃含量阈值;
判据F:
Figure FDA00027503543200000120
Figure FDA00027503543200000121
表示在t时刻的氢气含量,
Figure FDA00027503543200000122
表示在t-ΔT时刻的氢气含量,
Figure FDA00027503543200000123
表示在设定时间窗ΔT内氢气的含量阈值;
判据G:
Figure FDA00027503543200000124
Figure FDA00027503543200000125
表示在t时刻的总烃含量,
Figure FDA00027503543200000126
表示在t-ΔT时刻的总烃含量,
Figure FDA00027503543200000127
表示在设定时间窗ΔT内总烃含量阈值;
当总判据S成立时,表示变压器故障严重。
3.根据权利要求2所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护方法,其特征在于,还包括根据变压器油中溶解气体分析结果调整判据:
判据A:
Figure FDA0002750354320000021
判据B:
Figure FDA0002750354320000022
判据C:不变;
判据D1
Figure FDA0002750354320000023
判据E1
Figure FDA0002750354320000024
判据D2
Figure FDA0002750354320000025
判据E2
Figure FDA0002750354320000026
判据F:
Figure FDA0002750354320000027
判据G:
Figure FDA0002750354320000028
其中,kDGA为变压器油中溶解气体分析结果某一气体的溶解气体浓度,函数fi(kDGA),i=A,B,D1,E1,D2,E2,F,G,分别为判据i中对应气体的整定值,当不根据溶解气体分析结果整定时,函数值为1,当根据溶解气体分析结果整定时,函数值随变压器油中溶解气体的浓度增加而减小,且小于1。
4.一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,包括:与瓦斯继电器气室通过第一管道(1)连接的取气盒(2)、与取气盒(2)连接的耐油型气体传感器(3)、安装在取气盒(2)内部的液位传感器(4)、位于取气盒(2)下端出口管道上的电磁阀(5)、控制装置(7)以及电源(8);控制装置(7)与电磁阀(5)、耐油型气体传感器(3)和液位传感器(4)分别电连接;电源(8)用于为控制装置(7)、电磁阀(5)、耐油型气体传感器(3)和液位传感器(4)提供电源。
5.根据权利要求4所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,变压器正常运行时,取气盒以及第一管道充满变压器油,电磁阀处于常闭状态;
自动取气时,控制装置控制电磁阀打开;控制装置接收到液位传感器输出信号后关闭电磁阀,控制装置获取耐油型气体传感器得到瓦斯气体组分的浓度数据,基于权利要求1~3任一一项所述的变压器数字化轻瓦斯保护方法对变压器进行保护。
6.根据权利要求4所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,取气盒(2)上端还设置有出气口(6)。
7.一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,包括:
与瓦斯继电器气室通过第一管道(1)连接的取气盒(2)、安装在取气盒(2)内的液位传感器(4)、位于取气盒(2)内顶端的第二液位传感器(15)、位于取气盒(2)下端出口管道上的电磁阀(5)、位于取气盒(2)上端出口管道上的第二电磁阀(10)、与第二电磁阀(10)通过第三管道(11)连接的第二取气盒(14)、安装在第二取气盒(14)上的气体传感器(12)、与第二取气盒(14)连接的气泵(13)、控制装置(7)以及电源(8);
控制装置(7)与电磁阀(5)、第二电磁阀(10)、气体传感器(12)、液位传感器(4)、第二液位传感器(15)和气泵(13)分别电连接;电源(8)用于为控制装置7、第二电磁阀10、电磁阀(5)、气体传感器(12)、第二液位传感器(14)和液位传感器(4)、气泵(13)提供电源。
8.根据权利要求7所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,取气盒(2)上还设置有出气口(6),第二取气盒(14)上还设置有第二出气口(16)。
9.根据权利要求7所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,变压器正常运行时,取气盒以及第一管道充满变压器油,电磁阀和第二电磁阀均处于常闭状态;
自动取气时,控制装置控制电磁阀打开,同时,控制器控制气泵(13)对第二取气盒(14)进行抽气;
控制装置接收到液位传感器(4)输出信号后关闭电磁阀(5)和气泵(13),打开第二电磁阀(10),控制装置接收到第二液位传感器(15)输出信号后关闭第二电磁阀(10);
控制装置获得气体传感器(12)得到瓦斯气体组分的浓度数据,基于权利要求1~3任一一项所述的变压器数字化轻瓦斯保护方法对变压器进行保护。
10.根据权利要求7所述的一种变压器数字化轻瓦斯保护装置,其特征在于,气体传感器(12)为不耐油型气体传感器。
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