CN113253067B - 变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明的变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及系统，属于变压器故障诊断技术领域，解决如何减少变压器绝缘油局部放电模拟试验过程中消耗的油样量以及提高油样的利用效率的问题，本发明的技术方案根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间修正产气量，从而降低算法的实施难度，该方案减少绝缘油局部放电模拟试验过程中消耗的油样数量，提高了油样的利用效率，加快了绝缘油局部放电模拟试验的试验速度，消除连续取油对产气量的影响，提高不同批次试验结果的可对比性。

Description

变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及系统

技术领域

本发明属于变压器故障诊断技术领域，涉及变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及系统。

背景技术

变压器绝缘油在局部放电故障下，会发生劣化进而生成气体。故障越严重，产生的气体就越多，随后溶解于变压器绝缘油中。如果故障相同，那么产生的气体组分也相同，分析绝缘油的产气量，有助于判断变压器的故障类型。同时，通过对变压器绝缘油的局部放电试验，分析在不同放电时间下的绝缘油产气量，可以评估绝缘油的品质，识别绝缘油在不同局放故障下的产气特征，为实际变压器故障诊断提供参考依据。

现有技术在模拟局部放电故障下绝缘油的产气特征时，需要多次进行放电试验，每次放电时间不同。对于绝缘油取样的方式可分为两种：一种采用取样后换油的方式，每次取样后，将试验装置中的油样清理干净，再加入新油，从0开始计算放电时间；另一种采用连续取样的方式，经过多次取油样后，如果出现油样不足的情况，则需要向装置中加入新油。

例如，公开日期为2009年的文献《变压器典型缺陷局部放电特性及与油中溶解气体对应关系研究》(梁流铭，重庆大学电气工程学院)，针对油中沿面和油纸气隙两种故障模式，研究了不同放电时间对产气量的影响，在局部放电发展的过程中，每隔一段时间取油样。公开日期为2010年的文献《变压器内绝缘典型缺陷局部放电特性及产气规律研究》(杨剑锋，重庆大学电气工程学院)公开了不同故障类型下，产气量与绝对产气速率随时间变化规律，取样时采用连续取样的方式。公开日期为2013年的文献《油纸绝缘变压器局部放电产气特征的模拟研究》(张远博，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院)公开了不同放电类型与放电距离对产气量的影响，在考虑不同放电时间的影响时，采用换油的方法，每进行一次特定时长的放电试验，需要更换装置中的变压器绝缘油。上述文献的技术方案在模拟变压器绝缘油局放试验时，考虑了不同的放电时间长度对产气量的影响，取油样过程中或连续取样或重新放油，均不涉及油样体积变化与产气量的换算关系。

现有技术的缺点在于：(1)在每次放电到达预计时间时，需取出一定量的油样做检测分析，并将试验装置中的油样清理干净，再加入新油，从0开始计算放电时间，难以实现放电时间的累计，前一次经受放电的油样无法继续利用，导致模拟过程消耗大量时间，同时也会浪费大量的油样；(2)如果要实现油样的继续利用，则需使用连续取样的工作方式，经过多次取油样后，如果出现油样不足的情况，则需要向装置中加入新油，但这会造成装置中则会同时存在若干中放电时间各不相同的油样，影响试验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于如何减少变压器绝缘油局部放电模拟试验过程中消耗的油样量以及提高油样的利用效率。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法，包括以下步骤：

S101、对于不同的放电时间，从变压器绝缘油局部放电模拟试验装置的腔体中按照固定比例L_s/L连续取样k次，每次取样后向腔体中补充等量的新油；

S102、针对第k次取样的样品，采用色谱分析方法计算出产气量λ；

S103、根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间

与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间t_k修正产气量λ。

作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S103中所述的修正产气量λ的公式如下：

式中，μ为修正后的产气量；

为第k次取样样品的等效放电时间。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的第k次取样样品的等效放电时间

的计算公式如下：

即，

式中，L为腔体体积，L_s为每次取样体积，k为正整数，k≥2，i为计数因子，1≤i≤k-1。

变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正系统，包括：

取样模块，所述的取样模块对于不同的放电时间，从变压器绝缘油局部放电模拟试验装置的腔体中按照固定比例L_s/L连续取样k次，每次取样后向腔体中补充等量的新油；

计算模块，所述的计算模块针对第k次取样的样品，采用色谱分析方法计算出产气量λ；

修正模块，所述的修正模块根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间

与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间t_k修正产气量λ。

作为本发明技术方案的进一步改进，修正模块中所述的修正产气量λ的公式如下：

式中，μ为修正后的产气量；

为第k次取样样品的等效放电时间。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的第k次取样样品的等效放电时间

的计算公式如下：

即，

式中，L为腔体体积，L_s为每次取样体积，k为正整数，k≥2，i为计数因子，1≤i≤k-1。

本发明的优点在于：

本发明的技术方案根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间修正产气量，从而降低算法的实施难度，该方案减少绝缘油局部放电模拟试验过程中消耗的油样数量，提高了油样的利用效率，加快了绝缘油局部放电模拟试验的试验速度，消除连续取油对产气量的影响，提高不同批次试验结果的可对比性。

附图说明

图1是本发明实施例的变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例一

如图1所示，一种变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法，包括以下步骤：

1、绝缘油局部放电模拟试验，对不同的放电时间，采用连续取油的方式，每次取油后，补充等量的新油，记录每次取样的放电时长、取样体积。

2、对于多次取出的样品，采用色谱分析方法，分析绝缘油的产气量，记录分析结果。

3、根据每个样品的放电时长和取样体积，计算等效放电时间，修正产气量的数值。

设变压器绝缘油局部放电模拟试验装置的腔体容积为L，每次取样体积为L_s，即从腔体中按比例L_s/L取样，取样后以新油补齐；每次取样的时刻记为t₁，...，t_k，t₁，...，t_k也是变压器油样整体经受放电的实际时间。

第1次绝缘油局部放电模拟试验结束，放电时间为t₁，第1次取样

取样前，腔体中所有变压器绝缘油样品的放电时间均为t₁，体积为L，按比例L_s/L进行取样，第1次取样的样品的放电时间为t₁，体积为L_s；

取样后，以新油补齐取样损耗，腔体中变压器绝缘油按放电时间不同可以分为两类：第1类体积为L_s，样品的放电时间为0，第2类体积为L-L_s，样品的放电时间为t₁。

第2次绝缘油局部放电模拟试验结束，放电时间为t₂，第2次取样

取样前，腔体中变压器绝缘油按放电时间不同，可以分为两类：第1类体积为L_s，样品的放电时间为t₂-t₁，第2类体积为L-L_s，样品的放电时间为t₂；

按比例L_s/L进行取样，第2次取样的样品的中第1类体积为L_s*L_s/L，样品的放电时间为t₂-t₁，第2类体积为(L-L_s)*L_s/L，样品的放电时间为t₂；

取样后，以新油补齐取样损耗，腔体中变压器绝缘油按放电时间不同可以分为三类：第1类体积为L_s，样品的放电时间为0，第2类体积为L_s-L_s*L_s/L，样品的放电时间为t₂-t₁；第3类体积为(L-L_s)-(L-L_s)*L_s/L，样品的放电时间为t₂。

依次类推，第k次绝缘油局部放电模拟试验结束，放电时间为t_k，第k次取样

取样前，腔体中变压器绝缘油按放电时间不同，可以分为k类，其中第i类油的体积为

放电时间为t_k-t_k-i，1≤i≤k-1；第k类油的体积为

样品的放电时间为t_k。

按比例L_s/L取样，第k次取样的样品中第i类油的体积为

样品的放电时间为t_k-t_k-i，1≤i≤k-1；第k类油的体积为

样品的放电时间为t_k。

那么第k次取样的样品等效放电时间

为：

即，

考虑到产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用等效放电时间

与实际放电时间t_k修正产气量，设修正前产气量为λ，修正后产气量为μ，则有：

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、对于不同的放电时间，从变压器绝缘油局部放电模拟试验装置的腔体中按照固定比例L_s/L连续取样k次，每次取样后向腔体中补充等量的新油；

S102、针对第k次取样的样品，采用色谱分析方法计算出产气量λ；

S103、根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间

与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间t_k修正产气量λ；

步骤S103中所述的修正产气量λ的公式如下：

式中，μ为修正后的产气量；

为第k次取样样品的等效放电时间；

所述的第k次取样样品的等效放电时间

的计算公式如下：

即，

式中，L为腔体体积，L_s为每次取样体积，k为正整数，k≥2，i为计数因子，1≤i≤k-1。

2.变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正系统，其特征在于，包括：

取样模块，所述的取样模块对于不同的放电时间，从变压器绝缘油局部放电模拟试验装置的腔体中按照固定比例L_s/L连续取样k次，每次取样后向腔体中补充等量的新油；

计算模块，所述的计算模块针对第k次取样的样品，采用色谱分析方法计算出产气量λ；

修正模块，所述的修正模块根据产气量与放电时间之间呈正相关，将产气量与放电时间简化为线性关系，采用第k次取样样品的等效放电时间

与第k次局部放电模拟试验的实际放电时间t_k修正产气量λ；

修正模块中所述的修正产气量λ的公式如下：

式中，μ为修正后的产气量；

为第k次取样样品的等效放电时间；

所述的第k次取样样品的等效放电时间

的计算公式如下：

即，

式中，L为腔体体积，L_s为每次取样体积，k为正整数，k≥2，i为计数因子，1≤i≤k-1。

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