CN112701660B - 有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 - Google Patents
有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112701660B CN112701660B CN202011467586.4A CN202011467586A CN112701660B CN 112701660 B CN112701660 B CN 112701660B CN 202011467586 A CN202011467586 A CN 202011467586A CN 112701660 B CN112701660 B CN 112701660B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- top cover
- strain
- oil pressure
- deformation
- monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/16—Electric power substations
Landscapes
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
Abstract
本发明公开了有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法,包括设置在换流变调压开关顶盖上的油压启动单元和应变监测单元,油压启动单元包括高频动态油压传感器,应变监测单元包括应变传感器,应变监测单元还连接有告警单元和跳闸单元。本发明对于可靠、快速甄别顶盖塑性形变具有不可替代的保护作用。对于变压器运行人员实时、准确、可靠获取变压器调压开关油室内部油压、顶盖形变数据,评估变压器安全运行状态具有重要的工程实用意义。本发明能够长期可靠运行,不受强电磁、油污环境影响,具有响应速率快、测量频率高的优点,运行过程中不向电力系统注入谐波,不影响变电站内一次、二次设备的正常运行。
Description
技术领域
本发明属于电力设备监测领域,涉及换流变有载调压开关顶盖状态监测装置及方法,用于监测、分析、诊断、记录换流变压器调压开关顶盖相变状态特征,实现故障判别和切除,同时评估调压开关及换流变运行状态。
背景技术
电网的安全运行是保证持续稳定的供电的基础,也是电网自身安全的保障。随着特高压直流输电工程的迅猛发展,电网运行对输变电设备的安全可靠性提出了更高的要求。与系统中的交流元件不同的是,直流关键设备的故障一般会导致直流功率的部分损失,功率的不平衡将在送、受端系统中引起频率、电压的波动。随着特高压直流输送功率越来越大,直流故障对交流系统运行的影响也日益严重。
换流变压器作为换流站能量转换、传输的核心设备,由于其发生故障造成的经济直接损失(包括设备损失和电量损失)和停电引起的间接损失巨大,因此而成为变电站和换流站故障的关键和重大影响因素。2017年以来,国内连续发生多起重大的换流变着火事故,事故造成部分变压器设备毁坏,造成了恶劣的影响和重大经济损失。在这些事故中,调压开关顶盖均因油室内故障油压骤升而发生破裂、爆炸,因此急需一种针对有载调压开关顶盖形变监测与保护的一体化装置及方法。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题,本发明的目的是提出有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法,该方法通过测取、分析调压开关油室油压及顶盖应变瞬态特征,实现调压开关金属顶盖塑性形变的可靠、快速甄别,实现顶盖形变状态的实时监控,可以有效地减少由于顶盖残余形变或疲劳导致的机械性能下降而发生顶盖破裂、油室爆炸事故,防患于未然,大大提高了换流变压器运行的安全性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置,包括设置在换流变调压开关顶盖上的油压启动单元和应变监测单元,油压启动单元包括高频动态油压传感器,应变监测单元包括应变传感器,应变监测单元还连接有告警单元和跳闸单元。
有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,包括以下步骤:
步骤1:对调压开关油室顶部油压进行实时测量,得到实时油压特征量;
步骤2:判断实时油压特征量是否超过油压启动门槛值,若超过油压启动门槛值进入步骤3,否则返回步骤1;
步骤3:对顶盖形变进行实时测量,得到实时应变特征量;
步骤4:判断实时应变特征量是否超过应变保护门槛值,若超过应变保护门槛值进入步骤5,否则进入步骤6;
步骤5:发出形变跳闸信号;
步骤6:判断实时应变特征量是否超过应变告警门槛值,若超过应变告警门槛值进入步骤7,否则返回步骤1;
步骤7:发送告警信号,并返回步骤2。
本发明进一步的改进在于,通过设置在在调压开关顶部的高频动态油压传感器对调压开关油室顶部油压进行实时测量。
本发明进一步的改进在于,通过设置在调压开关顶盖的应变传感器对顶盖形变进行实时测量。
本发明进一步的改进在于,通过油压启动单元判断实时油压特征量是否超过油压启动门槛值。
本发明进一步的改进在于,通过应变监测单元判断实时应变特征量是否超过应变保护门槛值。
本发明进一步的改进在于,通过跳闸单元发出形变跳闸信号,通过告警模块判断实时应变特征量是否超过应变告警门槛值。
本发明进一步的改进在于,油压启动门槛值为压力释放阀动作门槛值的0.5。
本发明进一步的改进在于,应变保护门槛值为调压开关顶盖金属材料屈服应变的1.05倍。
本发明进一步的改进在于,应变告警门槛值为调压开关顶盖金属材料屈服应变的0.8倍。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:
本发明中油压启动单元利用高频动态油压传感器测量调压开关油室顶部瞬态油压变化特征,应变监测单元利用安装在调压开关顶盖的应变传感器测量金属顶盖形变特征,无论从精度还是使用范围都能满足换流变压器内部高温、油污、强电磁环境要求。本发明的在监测与保护一体化装置独立于电力网络,测量和信号传输所受干扰较小,亦不向电力系统注入谐波;数字处理分析模块完全能够满足快速、实时处理多通路、高频数据的要求。本发明具有构成简单、易于实现、可靠高效等优点。
本发明通过油压启动单元对调压开关油室顶部瞬态油压进行监测和分析,以避免由于机械操纵机构动作导致的顶盖晃动而引起的一体化装置误动作或者误报警。通过与预设油压启动门槛比较,实现故障油压下的快速、可靠启动。应变保护单元与应变告警单元直接安装在金属顶盖上,可以快速感知顶盖形变变化特征,通过与预设保护门槛值比较,实现对顶盖塑性形变的可靠、快速甄别。同时,通过与预设告警门槛值比较,实现对顶盖形变状态的实时监测和评估。本发明的应用对于可靠、快速甄别顶盖塑性形变具有不可替代的保护作用。对于变压器运行人员实时、准确、可靠获取变压器调压开关油室内部油压、顶盖形变数据,评估变压器安全运行状态具有重要的工程实用意义。本发明装置能够长期可靠运行,不受强电磁、油污环境影响,具有响应速率快、测量频率高的优点,运行过程中不向电力系统注入谐波,不影响变电站内一次、二次设备的正常运行。
附图说明
图1为换流变新型有载调压开关顶盖状态监测装置示意图。
图2为本发明的逻辑流程图。
图中,1为换流变,2为调压开关,3为顶盖,4为油枕,5为油压启动单元,6为应变监测单元,7为告警单元,8为跳闸单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
参见图1,有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置,包括在换流变1调压开关2上的顶盖3设置的油压启动单元5和应变监测单元6,油压启动单元5包括高频动态油压传感器,应变监测单元6包括应变传感器,应变监测单元6还连接有告警单元7和跳闸单元8,换流变1一侧设置有油枕4。顶盖3为金属顶盖。
参见图2,有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,包括如下步骤:
步骤1:装置上电启动后,读取预设的油压启动门槛值pset、应变保护门槛值εp.set、应变告警门槛值εa.set;
步骤2:利用安装在调压开关顶部的高频动态油压传感器对调压开关油室顶部油压进行实时测量,输出测量得到的实时油压特征量poil(t);
步骤3:通过油压启动单元判断实时油压特征量poil(t)是否超过油压启动门槛值pset,即是否满足poil(t)≥pset。若满足进入步骤4,否则返回步骤2;
步骤4:利用安装在调压开关顶盖的应变传感器对顶盖形变进行实时测量,输出测量得到的实时应变特征量εcv(t);
步骤5:通过应变监测单元判断实时应变特征量εcv(t)是否超过应变保护门槛值εp.set,即是否满足保护判据εcv(t)≥εp.set。若满足进入步骤6,否则进入步骤7;
步骤6:通过跳闸单元发出形变跳闸信号,同时存储跳闸前后500ms的瞬态油压、顶盖应变数据,整套装置复归。
步骤7:通过告警模块判断实时应变特征量εcv(t)是否超过应变告警门槛值εa.set,即是否满足告警判据εcv(t)≥εa.set。若满足进入步骤8,否则返回步骤2;
步骤8:通过有线与无线方式发送告警信号,同时存储报警前后500ms的瞬态油压、顶盖应变数据,最后返回步骤2。
本发明进一步的改进在于,依据大量现场试验、运行经验及理论计算结果,油压启动门槛值pset按照所安装压力释放阀动作门槛值的0.5倍进行设定。
本发明进一步的改进在于,依据大量现场试验、运行经验及理论计算结果,应变保护门槛值εp.set按照调压开关顶盖金属材料屈服应变的1.05倍进行设定。
本发明进一步的改进在于,依据大量现场试验、运行经验及理论计算结果,应变告警门槛值εa.set按照调压开关顶盖金属材料屈服应变的0.8倍进行设定。
本发明通过对油压启动单元、应变保护单元、应变告警单元、跳闸单元等四部分的有机组合及合理配搭,使整个监测与保护一体化装置及方法具有构成简单,易于实现,正确高效等优点,可直接在设备上通过编程实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (9)
1.有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,基于有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置实现该方法,该装置包括:包括设置在换流变调压开关顶盖(3)上的油压启动单元(5)和应变监测单元(6),油压启动单元(5)包括高频动态油压传感器,应变监测单元(6)包括应变传感器,应变监测单元(6)还连接有告警单元(7)和跳闸单元(8);
该方法包括以下步骤:
步骤1:对调压开关油室顶部油压进行实时测量,得到实时油压特征量;
步骤2:判断实时油压特征量是否超过油压启动门槛值,若超过油压启动门槛值进入步骤3,否则返回步骤1;
步骤3:对顶盖形变进行实时测量,得到实时应变特征量;
步骤4:判断实时应变特征量是否超过应变保护门槛值,若超过应变保护门槛值进入步骤5,否则进入步骤6;
步骤5:发出形变跳闸信号;
步骤6:判断实时应变特征量是否超过应变告警门槛值,若超过应变告警门槛值进入步骤7,否则返回步骤1;
步骤7:发送告警信号,并返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,
通过设置在调压开关顶部的高频动态油压传感器对调压开关油室顶部油压进行实时测量。
3.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,
通过设置在调压开关顶盖的应变传感器对顶盖形变进行实时测量。
4.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,
通过油压启动单元判断实时油压特征量是否超过油压启动门槛值。
5.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,通过跳闸单元发出形变跳闸信号,通过告警模块判断实时应变特征量是否超过应变告警门槛值。
6.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,通过应变监测单元判断实时应变特征量是否超过应变保护门槛值。
7.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,油压启动门槛值为压力释放阀动作门槛值的0.5。
8.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,应变保护门槛值为调压开关顶盖金属材料屈服应变的1.05倍。
9.根据权利要求1所述的有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化方法,其特征在于,应变告警门槛值为调压开关顶盖金属材料屈服应变的0.8倍。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011467586.4A CN112701660B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011467586.4A CN112701660B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112701660A CN112701660A (zh) | 2021-04-23 |
CN112701660B true CN112701660B (zh) | 2021-11-19 |
Family
ID=75507855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011467586.4A Active CN112701660B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112701660B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114460497B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-07-16 | 西安交通大学 | 基于应变特征的变压器状态监测与保护一体化装置及方法 |
CN114440783B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-03-31 | 西安交通大学 | 变压器油箱本体形变监测装置及方法 |
CN114400615B (zh) * | 2021-12-31 | 2022-10-25 | 西安交通大学 | 基于挠度特征的变压器数字式非电量保护装置及方法 |
CN114509705B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-07-16 | 西安交通大学 | 基于防爆材料应变特征的变压器状态监测装置及方法 |
CN114509665A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-17 | 西安交通大学 | 基于综合特征量有载分接开关状态监测装置及方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109638779B (zh) * | 2019-02-21 | 2020-06-26 | 西安交通大学 | 变压器用有载分接油开关的自适应瓦斯保护方法 |
-
2020
- 2020-12-14 CN CN202011467586.4A patent/CN112701660B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112701660A (zh) | 2021-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112701660B (zh) | 有载调压开关顶盖形变监测与保护一体化装置及方法 | |
CN112635214B (zh) | 换流变有载调压开关顶盖形变保护装置及方法 | |
CN101752873B (zh) | 一种直流输电高压换流站保护方法 | |
CN103323771B (zh) | 基于在线监测的高压断路器机械特性故障几率监测方法及系统 | |
CN103513139A (zh) | 一种电力变压器故障智能诊断技术、方法及设备 | |
CN110061473B (zh) | 一种基于压力单量信息的变压器数字式保护装置及方法 | |
CN109980602B (zh) | 一种基于压力特征的变压器数字式自适应保护装置及方法 | |
CN105737903A (zh) | 港口机械设备故障智能预诊断及维保智能预警方法 | |
CN206804743U (zh) | 开关柜状态监测装置及系统 | |
CN110071481B (zh) | 一种电力变压器数字式瓦斯保护装置及方法 | |
CN112630643B (zh) | 换流变有载调压开关顶盖状态监测装置及方法 | |
CN106773993A (zh) | 现场数据采集终端及系统 | |
CN107884645A (zh) | 基于电压比较的电力电容器运行状态监测方法 | |
CN103234576A (zh) | 一种用于智能变电站中电力设备的状态监测系统 | |
WO2020224536A1 (zh) | 变压器数字式瓦斯保护与油流涌动监测一体化装置及方法 | |
Xie et al. | Transformer monitoring and protection in dynamic power systems–a review | |
CN111077362A (zh) | 电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测方法及系统 | |
CN114446599A (zh) | 变压器油箱形变监测与保护一体化装置及方法 | |
CN106990305A (zh) | 高压电力电容器成套装置的干式空心电抗器在线监测方法 | |
KR102293865B1 (ko) | 직류 배전용 직류 아크사고 검출 방법 | |
CN110112706B (zh) | 一种基于压力全量信息的变压器数字式保护装置及方法 | |
CN114400615B (zh) | 基于挠度特征的变压器数字式非电量保护装置及方法 | |
CN212031587U (zh) | 电力电容器成套装置中电抗器运行状态在线监测系统 | |
CN114355250A (zh) | 一种基于低压电气故障的检测装置 | |
CN211452651U (zh) | 一种变压器温度电力运行维护监测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240322 Address after: 101399 5th floor, building 6, courtyard 11, Tengren Road, Niulanshan Town, Shunyi District, Beijing Patentee after: BEIJING ZHONGRUIHE ELECTRICAL Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 710049 No. 28 West Xianning Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XI'AN JIAOTONG University Country or region before: China |