CN113008409B - 一种变压器火灾监测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变压器消防技术领域，具体涉及一种变压器火灾监测方法及系统；采用的方案为：通过第一传感器和第二传感器得知变压器A的绕组温度T1和套管升高座温度T2，通过第三传感器和第四传感器得知变压器B的绕组温度T3和套管升高座温度T4，现场监测终端处理后传入智能IED；若T1＜TO1，变压器A温度正常，若0.9＜T1/T3＜1.1，变压器A的绕组温度灵敏度特征值P1为0，否则为1，若T2＜TO2，变压器A温度正常，若0.8＜T2/T4＜1.2，定义变压器A的套管升高座温度灵敏度特征值P2为0，否则为1；定义P=P1+2P2，P=1时，绕组温度过高，绕组过载，停电处理；P=2时，套管升高座温度过高，套管和升高座接触不良故障，停电处理，P=3时，绕组温度和套管升高座温度过高，停电处理。

Description

一种变压器火灾监测方法及系统
技术领域
本发明属于变压器消防技术领域，具体涉及一种变压器火灾监测方法及系统。
背景技术
近年来，变压器火灾事故频发，不仅影响电网正常运行，还严重威胁周围建筑设施以及人员安全，目前国内外油浸式变压器的消防灭火装置主要有三种：排油注氮灭火装置、泡沫灭火系统和水喷雾灭火系统，无论何种灭火方法都离不开变压器火灾探测器。传统意义上的火灾探测是通过传感器实时采集变压器油温或者绕组温度，然后通过提前设定的某一阈值标准判断是否发生火灾，但由于设定的阈值是固定的，不能根据变压器负载变化实时调整，变压器在实际运行中，油温或者绕组温度随负载变化比较明显，尤其在用电低峰期和高峰期差别较大，若仅通过传感器阈值判断变压器火灾，容易出现漏报或误报情况。
除此之外，现有消防系统不能准确定位变压器火灾部位，一旦发现险情，所有喷头同时动作，不仅浪费大量资源，且灭火效果不佳。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种变压器火灾监测方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种变压器火灾监测方法，包括以下步骤：
第一步：安装在高压绕组A上的第一传感器采集变压器A的绕组温度信息，得知变压器A的绕组温度为T1，安装在套管升高座A内的第二传感器采集变压器A的套管升高座油温信息，得知变压器A的套管升高座温度为T2；安装在高压绕组B上的第三传感器采集变压器B的绕组温度信息，得知变压器B的绕组温度为T3，安装在套管升高座B内的第四传感器采集变压器B的套管升高座油温信息，得知变压器B的套管升高座温度为T4；
第二步：各传感信息经过滤波、放大和A/D转换后经光纤传送到现场监测终端，现场监测终端对各信号进行特征提取与归一化处理；
第三步：处理后的数据经RS485上传到智能IED进行综合诊断，将绕组温度T1与阈值T01比较，若T1＜TO1，则变压器A温度正常；若T1＞TO1，将绕组温度T1和绕组温度T3的比值定义为T1/T3，当0.9＜T1/T3＜1.1，则定义变压器A的绕组温度灵敏度特征值P1为0，否则为1；所述的变压器绕组温度阈值T01，指通过对大量变压器出厂试验、运行负荷电流、环境温度等数据分析，提前设定的绕组最高运行温度；
第四步：将套管升高座温度T2与阈值T02比较，若T2＜TO2，则变压器A温度正常；若T2＞TO2，将套管升高座温度T2和套管升高座温度T4的比值定义为T2/T4，当0.8＜T2/T4＜1.2，则定义变压器A的套管升高座温度灵敏度特征值P2为0，否则为1；所述阀值T02指通过对大量变压器出厂试验、运行负荷电流、环境温度等数据分析，提前设定的套管最高运行温度；
第五步：定义综合特征值为P，P=P1+2P2，计算变压器综合特征值P；当P=1，则变压器绕组温度过高，存在绕组短路和绕组过载的情况，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=2，则变压器套管升高座温度过高，存在套管与升高座接触不良故障，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=3，则变压器绕组温度和套管升高座温度均过高，将变压器三侧开关断开，做停电处理。
一种变压器火灾监测系统，包括变压器A、变压器B、现场监测终端和智能IED，所述智能IED通过现场监测终端与变压器A和变压器B连接。
优选的，所述变压器A包括高压绕组A和套管升高座A，所述高压绕组A上设置有第一传感器，所述套管升高座A内设置有第二传感器。
优选的，所述变压器B包括高压绕组B、套管升高座B、第三传感器和第四传感器，所述变压器A和变压器B结构相同。
优选的，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器通过光纤与现场监测终端连接。
优选的，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器均为光纤光栅传感器。
优选的，所述变压器A和变压器B均为三绕组变压器。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明专利充分考虑了外部环境对变压器火灾影响，利用单台主变火灾识别结果与变电站相同环境相同负荷的其余主变进行比较，综合判断火灾识别结果，有效提高了变压器火灾监测系统的实用性，充分避免了传统消防系统因火灾特征参数阈值固定，不考虑变压器实时负荷而导致误报和漏报的情况并且准确判断火灾部位，针对性灭火，节省资源同时灭火效果更佳。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为变压器A，11为高压绕组A，12为第一传感器，13为套管升高座A，14为第二传感器，2为变压器B，21为高压绕组B，22为第三传感器，23为套管升高座B，24为第四传感器，3为光纤，4为现场监测终端，5为智能IED。
具体实施方式
如图所示，一种变压器火灾监测方法，包括以下步骤：
第一步：安装在高压绕组A11上的第一传感器12采集变压器A1的绕组温度信息，得知变压器A1的绕组温度为T1，安装在套管升高座A13内的第二传感器14采集变压器A1的套管升高座油温信息，得知变压器A1的套管升高座温度为T2；安装在高压绕组B21上的第三传感器22采集变压器B2绕组温度信息，得知变压器B2的绕组温度为T3，安装在套管升高座B23内的第四传感器24采集变压器B2的套管升高座油温信息，得知变压器B2的套管升高座温度为T4；
第二步：各传感信息经过滤波、放大和A/D转换后经光纤3传送到现场监测终端4，现场监测终端4对各信号进行特征提取与归一化处理；
第三步：处理后的数据经RS485上传到智能IED5进行综合诊断，将绕组温度T1与阈值T01比较，若T1＜TO1，则变压器A1温度正常；若T1＞TO1，将绕组温度T1和绕组温度T3的比值定义为T1/T3，当0.9＜T1/T3＜1.1，则定义变压器A1的绕组温度灵敏度特征值P1为0，否则为1；所述的变压器绕组温度阈值T01，指通过对大量变压器出厂试验、运行负荷电流、环境温度等数据分析，提前设定的绕组最高运行温度；
第四步：将套管升高座温度T2与阈值T02比较，若T2＜TO2，则变压器A1温度正常；若T2＞TO2，将套管升高座温度T2和套管升高座温度T4的比值定义为T2/T4，当0.8＜T2/T4＜1.2，则定义变压器A1的套管升高座温度灵敏度特征值P2为0，否则为1；所述阀值T02指通过对大量变压器出厂试验、运行负荷电流、环境温度等数据分析，提前设定的套管最高运行温度；
第五步：定义综合特征值为P，P=P1+2P2，计算变压器综合特征值P；当P=1，则变压器绕组温度过高，存在绕组短路和绕组过载的情况，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=2，则变压器套管升高座温度过高，存在套管与升高座接触不良故障，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=3，则变压器绕组温度和套管升高座温度均过高，将变压器三侧开关断开，做停电处理。
一种变压器火灾监测系统，包括变压器A1、变压器B2、现场监测终端4和智能IED5，所述智能IED5通过现场监测终端4与变压器A1和变压器B2连接。
优选的，所述变压器A1包括高压绕组A11和套管升高座A13，所述高压绕组A11上设置有第一传感器12，所述套管升高座A13内设置有第二传感器14。
优选的，所述变压器B2包括高压绕组B21、套管升高座B23、第三传感器22和第四传感器24，所述变压器A1和变压器B2结构相同。
优选的，所述第一传感器12、第二传感器14、第三传感器22和第四传感器24通过光纤3与现场监测终端4连接。
优选的，所述第一传感器12、第二传感器14、第三传感器22和第四传感器24均为光纤光栅传感器。
优选的，所述变压器A1和变压器B2均为三绕组变压器。
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种变压器火灾监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：安装在高压绕组A（11）上的第一传感器（12）采集变压器A（1）的绕组温度信息，得知变压器A（1）的绕组温度为T1，安装在套管升高座A（13）内的第二传感器（14）采集变压器A（1）的套管升高座油温信息，得知变压器A（1）的套管升高座温度为T2；安装在高压绕组B（21）上的第三传感器（22）采集变压器B（2）的绕组温度信息，得知变压器B（2）的绕组温度为T3，安装在套管升高座B（23）内的第四传感器（24）采集变压器B（2）的套管升高座油温信息，得知变压器B（2）的套管升高座温度为T4；
第二步：各传感信息经过滤波、放大和A/D转换后经光纤（3）传送到现场监测终端（4），现场监测终端（4）对各信号进行特征提取与归一化处理；
第三步：处理后的数据经RS485上传到智能IED（5）进行综合诊断，将绕组温度T1与阈值T01比较，若T1＜TO1，则变压器A（1）温度正常；若T1＞TO1，将绕组温度T1和绕组温度T3的比值定义为T1/T3，当0.9＜T1/T3＜1.1，则定义变压器A（1）的绕组温度灵敏度特征值P1为0，否则为1；
第四步：将套管升高座温度T2与阈值T02比较，若T2＜TO2，则变压器A（1）温度正常；若T2＞TO2，将套管升高座温度T2和套管升高座温度T4的比值定义为T2/T4，当0.8＜T2/T4＜1.2，则定义变压器A（1）的套管升高座温度灵敏度特征值P2为0，否则为1；
第五步：定义综合特征值为P，P=P1+2P2，计算变压器综合特征值P；当P=1，则变压器绕组温度过高，存在绕组短路和绕组过载的情况，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=2，则变压器套管升高座温度过高，存在套管与升高座接触不良故障，将变压器三侧开关断开，做停电处理；当P=3，则变压器绕组温度和套管升高座温度均过高，将变压器三侧开关断开，做停电处理。
2.一种变压器火灾监测系统，采用权利要求1所述的变压器火灾监测方法进行火灾监测，其特征在于，包括变压器A（1）、变压器B（2）、现场监测终端（4）和智能IED（5），所述智能IED（5）通过现场监测终端（4）与变压器A（1）和变压器B（2）连接。
3.根据权利要求2所述的一种变压器火灾监测系统，其特征在于，所述变压器A（1）包括高压绕组A（11）和套管升高座A（13），所述高压绕组A（11）上设置有第一传感器（12），所述套管升高座A（13）内设置有第二传感器（14）。
4.根据权利要求3所述的一种变压器火灾监测系统，其特征在于，所述变压器B（2）包括高压绕组B（21）、套管升高座B（23）、第三传感器（22）和第四传感器（24），所述变压器A（1）和变压器B（2）结构相同。
5.根据权利要求4所述的一种变压器火灾监测系统，其特征在于，所述第一传感器（12）、第二传感器（14）、第三传感器（22）和第四传感器（24）通过光纤（3）与现场监测终端（4）连接。
6.根据权利要求5所述的一种变压器火灾监测系统，其特征在于，所述第一传感器（12）、第二传感器（14）、第三传感器（22）和第四传感器（24）均为光纤光栅传感器。
7.根据权利要求2所述的一种变压器火灾监测系统，其特征在于，所述变压器A（1）和变压器B（2）均为三绕组变压器。
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