CN112577878B - 一种变压器呼吸器服役性能评估方法 - Google Patents

一种变压器呼吸器服役性能评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器呼吸器服役性能评估方法，首先搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台，通过数据采集器将数据发送至终端机绘制呼吸速率变化曲线图，提取时变呼吸速率曲线图的特征参数，并对特征参数进行预处理，根据预处理后的参数计算变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子，由变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子计算变压器呼吸器服役性能评估系数，变压器呼吸器服役性能评估系数可有效地评估变压器呼吸器呼吸状态；该方法能够快速、准确的评估变压器呼吸系统状态，保障电力系统的安全运行。

Description

一种变压器呼吸器服役性能评估方法
技术领域
本发明属于变压器呼吸器状态评估领域，具体涉及一种变压器呼吸器服役性能评估方法。
背景技术
电力变压器作为发电厂和变电站中的核心设备，是电力系统安全稳定运行的关键。变压器呼吸器是油浸式变压器的重要部分，其作用是调节变压器系统的内部压力。近年来，变压器呼吸器堵塞引发的重大电力事故频繁发生，由于呼吸器堵塞不能通过定期检测避免，因此，为了有效地监测变压器呼吸器的运行状态，提高变压器的安全可靠性，急需一种变压器呼吸器服役性能的评估方法。
发明内容
为了有效监测变压器呼吸器的运行状态，本发明提供了一种变压器呼吸器服役性能评估方法。包括如下步骤：
第一步：搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台
搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台，主要包括安装法兰(1)、1号流量传感器(2)、电磁阀(3)、控制室(4)、连接板(5)、1号罐(6)、2号罐(7)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)、1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)、1号罐底盘(12)、2号罐底盘(13)、数据采集器(14)、终端机(15)；1号流量传感器(2)位于安装法兰(1)空腔内；2号流量传感器(8)和3号流量传感器(9)分别位于1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)内；1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)的电源接口经连接板(5)与控制室(4)相连；数据采集器(14)采集1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)数据发送到终端机(15)；1号罐(6)主罐和2号罐(7)辅罐的外壳为304不锈钢双罐结构，主罐与辅罐交替运行；
第二步：绘制呼吸速率随时间变化的曲线图
控制室(4)接通交流220V电源，对1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)进行供电及控制；1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)工作；2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)工作；数据采集器(14)通过接通交流220V电源的控制室(4)采集数据并传送到终端机(15)，绘制在1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的曲线图，在2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的曲线图；
第三步：特征参数提取及预处理
1号罐(6)运行时，根据1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的Vz1(t)、Vz2(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vzmax1、Vzmax2，单位cm/s，呼吸速率最小值Vzmin1、Vzmin2，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Tzvmax1、Tzvmax2，单位s，持续时间Tzd1、Tzd2，单位s，2号罐(7)运行时，根据1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的Vx1(t)、Vx3(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vxmax1、Vxmax3，单位cm/s，呼吸速率最小值Vxmin1、Vxmin3，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Txvmax1、Txvmax3，单位s，持续时间Txd1、Txd3，单位s；
1号罐(6)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000021
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q2＝Vzmax1·Tzd1，2号流量传感器(8)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000022
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q4＝Vzmax2·Tzd2；2号罐(7)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000023
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q6＝Vxmax1·Txd1，3号流量传感器(9)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000024
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q8＝Vxmax3·Txd3；第四步：计算变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子R；
所述变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子数R计算方法如公式(1)：
Figure GDA0003119912370000025
式中，a，b，c，d为变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征参数R的计算权重，0.2<a<0.4，0.1<b<0.3，0.2<c<0.35，0.25<d<0.5，W为环境影响因子，0.1<W<0.2，R表示变压器呼吸器呼吸通畅程度，R≤0.2时，表示呼吸状态差，0.2<R≤0.6，表示呼吸状态一般，R>0.6表示呼吸状态良好；
第五步：计算变压器呼吸器服役性能评估系数A；
所述变压器呼吸器服役性能评估系数A计算方法如公式(2)：
Figure GDA0003119912370000031
式中，m，n，e为服役性能评估系数A的计算权重，0.2<m<0.3，0.1<n<0.2，0.6<e<0.9，A为变压器呼吸器服役性能评估系数，A越大表示变压器呼吸器服役性能状态越好；根据得到的服役性能评估系数A进行评估分级，评估系数A<0.3，变压器呼吸器服役性能差，0.3≤A<0.7，变压器呼吸器服役性能良好，A≥0.7变压器呼吸器服役性能优良。
本发明的有益之处在于：
本发明通过分析气体流量数据得到变压器呼吸器呼吸通畅程度表征因子，计算得到变压器呼吸器服役性能评估系数，可以快速、有效地对变压器呼吸器状态进行评估，保障了电力系统的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种变压器呼吸器服役性能评估方法的实验平台；
其中，1—安装法兰，2—1号流量传感器，3—电磁阀，4—控制室，5—连接板，6—1号罐，7—2号罐，8—2号流量传感器，9—3号流量传感器，10—1号罐干燥室，11—2号罐干燥室，12—1号罐底盘，13—2号罐底盘，14—数据采集器，15—终端机。
图2为一种变压器呼吸器服役性能评估方法的流程图；
具体实施方式
图1所示为一种变压器呼吸器服役性能评估方法的实验平台，图2为一种变压器呼吸器服役性能评估方法的流程图，可以看出变压器呼吸器服役性能评估方法包括以下步骤：
第一步：搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台
搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台，主要包括安装法兰(1)、1号流量传感器(2)、电磁阀(3)、控制室(4)、连接板(5)、1号罐(6)、2号罐(7)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)、1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)、1号罐底盘(12)、2号罐底盘(13)、数据采集器(14)、终端机(15)；1号流量传感器(2)位于安装法兰(1)空腔内；2号流量传感器(8)和3号流量传感器(9)分别位于1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)内；1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)的电源接口经连接板(5)与控制室(4)相连；数据采集器(14)采集1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)数据发送到终端机(15)；1号罐(6)主罐和2号罐(7)辅罐的外壳为304不锈钢双罐结构，主罐与辅罐交替运行；
第二步：绘制呼吸速率随时间变化的曲线图
控制室(4)接通交流220V电源，对1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)进行供电及控制；1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)工作；2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)工作；数据采集器(14)通过接通交流220V电源的控制室(4)采集数据并传送到终端机(15)，绘制在1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的曲线图，在2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的曲线图；
第三步：特征参数提取及预处理
1号罐(6)运行时，根据1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的Vz1(t)、Vz2(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vzmax1、Vzmax2，单位cm/s，呼吸速率最小值Vzmin1、Vzmin2，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Tzvmax1、Tzvmax2，单位s，持续时间Tzd1、Tzd2，单位s，2号罐(7)运行时，根据1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的Vx1(t)、Vx3(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vxmax1、Vxmax3，单位cm/s，呼吸速率最小值Vxmin1、Vxmin3，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Txvmax1、Txvmax3，单位s，持续时间Txd1、Txd3，单位s；
1号罐(6)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000051
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q2＝Vzmax1·Tzd1，2号流量传感器(8)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000052
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q4＝Vzmax2·Tzd2；2号罐(7)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000053
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q6＝Vxmax1·Txd1，3号流量传感器(9)达到最大速率时的呼吸量
Figure GDA0003119912370000054
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q8＝Vxmax3·Txd3；
第四步：计算变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子R；
所述变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子数R计算方法如公式(1)：
Figure GDA0003119912370000055
式中，a，b，c，d为变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征参数R的计算权重，a＝0.3，b＝0.2，c＝0.25，d＝0.3，W为环境影响因子，W＝0.15，计算得到变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子数R＝0.8，表示呼吸状态良好；
第五步：计算变压器呼吸器服役性能评估系数A；
所述变压器呼吸器服役性能评估系数A计算方法如公式(2)：
Figure GDA0003119912370000056
式中，m，n，e为服役性能评估系数A的计算权重，m＝0.25，n＝0.15，e＝0.7，计算得到变压器呼吸器服役性能评估系数A＝0.9，变压器呼吸器服役性能优良。

Claims (1)

1.一种变压器呼吸器服役性能评估方法，其特征在于主要包括以下步骤：
第一步：搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台
搭建变压器呼吸器服役性能评估实验平台，主要包括安装法兰(1)、1号流量传感器(2)、电磁阀(3)、控制室(4)、连接板(5)、1号罐(6)、2号罐(7)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)、1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)、1号罐底盘(12)、2号罐底盘(13)、数据采集器(14)、终端机(15)；1号流量传感器(2)位于安装法兰(1)空腔内；2号流量传感器(8)和3号流量传感器(9)分别位于1号罐干燥室(10)、2号罐干燥室(11)内；1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)的电源接口经连接板(5)与控制室(4)相连；数据采集器(14)采集1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)数据发送到终端机(15)；1号罐(6)主罐和2号罐(7)辅罐的外壳为304不锈钢双罐结构，主罐与辅罐交替运行；
第二步：绘制呼吸速率随时间变化的曲线图
控制室(4)接通交流220V电源，对1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)、3号流量传感器(9)进行供电及控制；1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)工作；2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)工作；数据采集器(14)通过接通交流220V电源的控制室(4)采集数据并传送到终端机(15)，绘制在1号罐(6)运行时，1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的曲线图，在2号罐(7)运行时，1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的曲线图；
第三步：特征参数提取及预处理
1号罐(6)运行时，根据1号流量传感器(2)、2号流量传感器(8)的呼吸速率随时间变化的Vz1(t)、Vz2(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vzmax1、Vzmax2，单位cm/s，呼吸速率最小值Vzmin1、Vzmin2，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Tzvmax1、Tzvmax2，单位s，持续时间Tzd1、Tzd2，单位s，2号罐(7)运行时，根据1号流量传感器(2)、3号流量传感器(9)的呼吸速率随时间变化的Vx1(t)、Vx3(t)曲线图，提取呼吸速率最大值Vxmax1、Vxmax3，单位cm/s，呼吸速率最小值Vxmin1、Vxmin3，单位cm/s，达到最大呼吸速率的时间Txvmax1、Txvmax3，单位s，持续时间Txd1、Txd3，单位s；
1号罐(6)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure FDA0003119912360000021
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q2＝Vzmax1·Tzd1，2号流量传感器(8)达到最大速率时的呼吸量
Figure FDA0003119912360000022
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q4＝Vzmax2·Tzd2；2号罐(7)运行，1号流量传感器(2)达到最大速率时的呼吸量
Figure FDA0003119912360000023
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q6＝Vxmax1·Txd1，3号流量传感器(9)达到最大速率时的呼吸量
Figure FDA0003119912360000024
最大呼吸速率持续时间内的呼吸量Q8＝Vxmax3·Txd3；
第四步：计算变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子R；
所述变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征因子数R计算方法如公式(1)：
Figure FDA0003119912360000025
式中，a，b，c，d为变压器呼吸器呼吸通畅程度的表征参数R的计算权重，0.2<a<0.4，0.1<b<0.3，0.2<c<0.35，0.25<d<0.5，W为环境影响因子，0.1<W<0.2，R表示变压器呼吸器呼吸通畅程度，R≤0.2时，表示呼吸状态差，0.2<R≤0.6，表示呼吸状态一般，R>0.6表示呼吸状态良好；
第五步：计算变压器呼吸器服役性能评估系数A；
所述变压器呼吸器服役性能评估系数A计算方法如公式(2)：
Figure FDA0003119912360000026
式中，m，n，e为服役性能评估系数A的计算权重，0.2<m<0.3，0.1<n<0.2，0.6<e<0.9，A为变压器呼吸器服役性能评估系数，A越大表示变压器呼吸器服役性能状态越好；根据得到的服役性能评估系数A进行评估分级，评估系数A<0.3，变压器呼吸器服役性能差，0.3≤A<0.7，变压器呼吸器服役性能良好，A≥0.7变压器呼吸器服役性能优良。
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