CN114325180A - 一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，包括步骤：连续测量六氟化硫表计的压力，记录时间和压力数据并绘制变化曲线；根据理想气体状态方程以及变化曲线判断对应电力设备内部发热状况；其中，电力设备包括A、B和C三相，每相电力设备均含有一个或多个单独的气室，气室内填充有六氟化硫气体，每个气室分别设置有一个六氟化硫表计；六氟化硫表计包括温度补偿功能；在体积V不变的情况下绘制对应的A相气室、B相气室以及C相气室上压力值随时间变化的趋势曲线。通过各气室安装的六氟化硫压力表计的压力值进行监测，通过压力值的变化反应出其内部的发热状况。

Description

一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法

技术领域

本发明涉及电力设备安全运行监测技术领域，尤其涉及一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法。

背景技术

随着电力系统中电压等级的日益提高，以空气或油作为绝缘介质以难以满足电力系统的发展需求。六氟化硫SF6作为一种具有高绝缘强度和强灭弧性能的绝缘气体，自应用于电力系统以来，已得到了日益广泛的发展，在各级电网中得到了日益广泛的应用，并在气体绝缘设备中，占据绝对优势的地位。以SF6气体作为绝缘的充气设备，应用的设备包括GIS/HGIS、罐式断路器、GIL、PASS断路器等各种组合电器及断路器、电流互感器等敞开式设备。

以SF6作为绝缘的设备，其SF6气体的密度与其绝缘能力密切相关，因此在现场应用中，以SF6气体绝缘的设备，均装设SF6压力表，以实现对SF6压力的监测和及时发现设备的漏气，并设计有相应的逻辑电路和温度补偿装置。其中，设计的逻辑电路用于当电力设备内部因SF6漏气造成压力降低时，当压力低于设定值时，进行压力报警或者闭锁设备等操作。设计温度补偿装置，用于当外界环境温度变化时，自动进行温度补偿，将测量到的压力转换到规定温度下的值，便于进行压力值的比较。

目前，对于电力设备的发热缺陷测量，常用的测量方法为红外测温技术，利用设备辐射出的红外线，通过红外测温仪进行检测，并将测量到的红外信号进行可视化显示，来实现对设备温度的测量。利用红外测温技术进行电力设备的发热测量，具有响应速度快、非接触、安全性高等优势，在电力系统中得以广泛的应用。但利用红外测温技术进行电力设备的现场测温，也存在实时性差、每次测量存在时间间隔，无法进行实时测量等缺点，除此之外，在对组合电器类设备进行红外测温时，因所测量部位只能为组合电器壳体，受外界环境影响较大，且无法进行内部设备的温度测量等缺点。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，能够对各个设备进行连续不间断监测的优势，实时诊断电力设备的温度及运行状态，为电力设备的安全稳定运行提供保障。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，包括步骤：

连续测量六氟化硫表计的压力，记录时间和压力数据并绘制变化曲线；

根据理想气体状态方程以及变化曲线判断对应电力设备内部发热状况；

其中，电力设备包括A、B和C三相，每相电力设备均含有一个或多个单独的气室，所述气室内填充有六氟化硫气体，每个气室分别设置有一个所述六氟化硫表计；所述六氟化硫表计包括温度补偿功能；所述理想气体状态方程的表达式为pV＝nRT(1)，p表示气体的压强，V表示气体活动空间的体积，n表示物质的量，R为一恒量，T为绝对温度；对所述理想气体状态方程进行改进得到

在体积V不变的情况下绘制对应的A相气室、B相气室以及C相气室上压力值随时间变化的趋势曲线。

可选的，所述根据变化曲线判断电力设备内部发热状况的步骤包括：

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计压力无明显变化，但C相的六氟化硫表计压力值逐渐降低，则可能原因是因为C相设备存在漏气现场，随着漏气现象的发生，使得设备内部六氟化硫气体减少，从而使得测量的压力值降低；

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计的压力无明显变化，或者均有降低趋势，但C相的六氟化硫表计的压力呈现上升状态，在该种情况下，可能C相内部存在发热现象，随着内部的发热增多，导致设备内部温度值异常增高，根据公式(2)可知随着温度的升高，会导致内部的压强增大，进而导致六氟化硫表计测量的压力值增大；

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相的六氟化硫压力表计压力基本无变化，B相的六氟化硫压力表计压力值逐步降低，而C相的六氟化硫压力表计值逐渐上升，则可能时因为B相存在漏气现象，导致B相的压力值降低，而C相存在内部发热现象，导致测得的压力值逐渐上升。

本发明的积极有益效果：

本发明所提出的方法，通过对六氟化硫压力表计测量的压力值进行实时监测，并将监测数据进行记录，根据监测数据的变化趋势判断电力设备是否存在发热缺陷。在对含有六氟化硫气体的设备中，通过各气室安装的六氟化硫压力表计的压力值进行监测，通过压力值的变化反应出其内部的发热状况，具有造价低，能够对各个设备进行连续不间断监测的优势，实时诊断电力设备的运行状态，为电力设备的安全稳定运行提供保障。所提出的方案，扩展了六氟化硫压力表计的使用用途，从进行漏气检测到进一步判断发热状况，具有技术上的可行性和创新性所提出的方法，扩展了电力系统中已有数据的应用范围，为电力系统中设备的发热缺陷提供了新的检测方法和判断思路，是大数据和智能诊断计算在电力系统中的进一步应用。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法的示意框图；

图2是本发明提供的一种ABC三相气室和六氟化硫表计的示意图；

图3是本发明提供的一种理想气体状态方程中温度与压强的关系的示意图；

图4是本发明提供的一种异常的六氟化硫表计压力变化趋势图的示意图。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1至图3所示，一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，包括步骤：

一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，包括步骤：

S1、连续测量六氟化硫表计的压力，记录时间和压力数据并绘制变化曲线；

S2、根据理想气体状态方程以及变化曲线判断对应电力设备内部发热状况；

其中，电力设备包括A、B和C三相，每相电力设备均含有一个或多个单独的气室，所述气室内填充有六氟化硫气体，每个气室分别设置有一个所述六氟化硫表计；所述六氟化硫表计包括温度补偿功能；所述理想气体状态方程的表达式为pV＝nRT(1)，p表示气体的压强，V表示气体活动空间的体积，n表示物质的量，R为一恒量，T为绝对温度；对所述理想气体状态方程进行改进得到

在体积V不变的情况下绘制对应的A相气室、B相气室以及C相气室上压力值随时间变化的趋势曲线。

六氟化硫表计通过自身底部设置的连通管与电力设备气室相连，该六氟化硫表计具有温度补偿功能，能够在环境温度变化时，通过温度系数补偿来保持正常的测量，避免因环境温度的变化造成测量值的过大偏差；一般ABC三相分别配备一个六氟化硫表计来监测对应气室内的压力，可以安排工作人员间隔一段时间前去记录数据进行压力及发热情况监测，也可以在每个六氟化硫表计附近设置摄像头并远程查看或者在六氟化硫表计内设置处理模块和通讯模块，处理模块用于获取六氟化硫表计压力的监测值，通讯模块用于将测量的压力监测值无线传输到远处的显示终端，供工作人员远程监测和判断。

理想气体的状态方程是本发明的理论基础，对于电力设备而言，在运行状态下，其气体活动空间的体积为恒定值，即为六氟化硫设备气室的体积。在电力设备不存在漏点的情况下，物质的量也为恒定值，但考虑到实际运行中的设备，因设计的缺陷、装配工艺的不良及长时间运行中存在老化等因素，均会导致漏气情况的发生，因此物质的量存在缓慢降低的趋势；根据改进的公式(2)，体积V不变，随着温度的升高，空间内的压力变大，随着温度的降低，压力也会降低；通过六氟化硫表计，连续测量六氟化硫压力，绘制其变化曲线，根据变化趋势可实现对电力设备内部发热状况的判断诊断。扩大了六氟化硫压力表计的应用范围，具有造价低，实时性高的优点，为电力设备的安全稳定运行提供保障。

统计六氟化硫表计其他压力变化趋势，如果ABC三相同步变化，则很大可能是因为环境温度的变化造成的，在这种情况下，也可对相邻设备的六氟化硫变化趋势进行比对，判断变化趋势是否一致。

具体的，所述根据变化曲线判断电力设备内部发热状况的步骤包括：

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计压力无明显变化，但C相的六氟化硫表计压力值逐渐降低，则可能原因是因为C相设备存在漏气现场，随着漏气现象的发生，使得设备内部六氟化硫气体减少，从而使得测量的压力值降低；

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计的压力无明显变化，或者均有降低趋势，但C相的六氟化硫表计的压力呈现上升状态，在该种情况下，可能C相内部存在发热现象，随着内部的发热增多，导致设备内部温度值异常增高，根据公式(2)可知随着温度的升高，会导致内部的压强增大，进而导致六氟化硫表计测量的压力值增大；(注意：SF6表计的温度调整，是根据环境温度的变化来进行调整，而设备内部温度增加后，内部的真实压强增加，所以测量得到的压力值也将增大)

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相的六氟化硫压力表计压力基本无变化，B相的六氟化硫压力表计压力值逐步降低，而C相的六氟化硫压力表计值逐渐上升，则可能时因为B相存在漏气现象，导致B相的压力值降低，而C相存在内部发热现象，导致测得的压力值逐渐上升。

对于其他相的异常情况，及其他不同的变化趋势结果，可结合上述步骤，并通过与理论的结合进行综合分析判断。

参考图3，在0到20的时间间隔，ABC三相的压力变化趋势基本一致，未有明显的增加和下降，但在20间隔到35间隔，AB两相的压力值基本无变化，而C相的压力值逐渐上升，在35之后，C相压力值逐渐稳定，但仍高于AB两相压力值，可以看出C相的压力值存在异常。

在排除C相压力表因压力表本身损坏的问题造成检测压力不准之外，造成该变化趋势的原因很大可能是C相设备内部存在发热，随着内部发热的逐渐增多，导致内部压力值逐渐升高，进而导致所测得的C相压力值增大。当设备的发热与散热达到均衡后，内部发热温度趋于稳定，而外在表现为测量到的六氟化硫表计压力值也趋于稳定。除了附图3之外，还存在着其他各种类型的异常趋势图，均可结合本专利所提出的理论，通过与其他相邻相，或相邻设备的趋势图进行对比分析，并进行具体的判断，在本专利中不再进行一一分析。

通过本专利所提出的基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，在进行六氟化硫表计压力监测时，应注意的是压力值异常增加现象，特别是单个设备的压力值增大现象，应进行关注和重点分析，必要的情况下，通过与相邻两相，甚至是相邻设备的压力变化趋势进行一致性分析，以排除环境因素的干扰，并结合气体温度和压力的理论分析进行综合判断，当诊断出异常时，可结合红外检测等更准确的测温手段进行综合测量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，其特征在于，包括步骤：

连续测量六氟化硫表计的压力，记录时间和压力数据并绘制变化曲线；

根据理想气体状态方程以及变化曲线判断对应电力设备内部发热状况；

其中，电力设备包括A、B和C三相，每相电力设备均含有一个或多个单独的气室，所述气室内填充有六氟化硫气体，每个气室分别设置有一个所述六氟化硫表计；所述六氟化硫表计包括温度补偿功能；所述理想气体状态方程的表达式为pV＝nRT (1)，p表示气体的压强，V表示气体活动空间的体积，n表示物质的量，R为一恒量，T为绝对温度；对所述理想气体状态方程进行改进得到

在体积V不变的情况下绘制对应的A相气室、B相气室以及C相气室上压力值随时间变化的趋势曲线。

2.如权利要求1所述的一种基于六氟化硫表计压力监测的电力设备发热诊断方法，其特征在于，所述根据变化曲线判断电力设备内部发热状况的步骤包括：

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计压力无明显变化，但C相的六氟化硫表计压力值逐渐降低，则可能原因是因为C相设备存在漏气现场，随着漏气现象的发生，使得设备内部六氟化硫气体减少，从而使得测量的压力值降低；

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相、B相的六氟化硫表计的压力无明显变化，或者均有降低趋势，但C相的六氟化硫表计的压力呈现上升状态，在该种情况下，可能C相内部存在发热现象，随着内部的发热增多，导致设备内部温度值异常增高，根据公式(2)可知随着温度的升高，会导致内部的压强增大，进而导致六氟化硫表计测量的压力值增大；

如果ABC三相的变化趋势不同，如A相的六氟化硫压力表计压力基本无变化，B相的六氟化硫压力表计压力值逐步降低，而C相的六氟化硫压力表计值逐渐上升，则可能时因为B相存在漏气现象，导致B相的压力值降低，而C相存在内部发热现象，导致测得的压力值逐渐上升。

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