CN114465204B - 一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统 - Google Patents

一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统，本发明利用外部进气不含氢气，而变压器内部故障产生的气体中含有氢气的特点，可以有效鉴别变压器外部进气导致保护误报警的情况，避免保护误动作；同时基于过去预设时段内的氢气平均浓度，进行轻瓦斯保护投信号判断，相较于传统的气体体积量判据，能够在气体体积量达到原有额定阈值前灵敏感知故障信息，提高了保护可靠性、速动性与灵敏度。

Description

一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统，属于油浸式变压器的保护技术领域。
背景技术
变压器轻瓦斯保护主要应用于变压器内部故障的早期检测，相较于变压器电气量保护，反应故障气体产生的非电量保护能够在轻微故障阶段识别出故障发展特征，从而更为灵敏、直接、全面地反应保护对象运行状态。
现有轻瓦斯保护利用油浸式变压器内部故障产热汽化绝缘油的原理，通过机械结构实现对气体体积量是否达到阈值的判断。这种方法在外部进气的情况下，很容易导致保护误动作，且采用气体体积量作为单一判据，轻瓦斯保护灵敏度低。
发明内容
本发明提供了一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法及系统，解决了现有方法很容易导致保护误动作、灵敏度低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法，包括：
响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度；
根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号。
所述方法还包括启动轻瓦斯保护的步骤，该步骤包括：
测量变压器集气盒内气体体积；
响应于变压器集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护。
向轻瓦斯保护发送的信号包括预警信号、延时跳闸信号和瞬时跳闸信号。
根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号，包括：
若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护已接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号。
一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护系统，包括：
计算模块：响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度；
信号判断模块：根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号。
所述系统还包括启动模块，启动模块包括：
测量模块：测量变压器集气盒内气体体积；
启动判断模块：响应于变压器集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护。
向轻瓦斯保护发送的信号包括预警信号、延时跳闸信号和瞬时跳闸信号。
信号判断模块包括：
预警信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
延时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
瞬时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护已接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明利用外部进气不含氢气，而变压器内部故障产生的气体中含有氢气的特点，可以有效鉴别变压器外部进气导致保护误报警的情况，避免保护误动作；同时基于过去预设时段内的氢气平均浓度，判断轻瓦斯保护发送的信号，相较于传统的气体体积量判据，能够在气体体积量达到原有额定阈值前灵敏感知故障信息，提高了保护可靠性、速动性与灵敏度。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为具体实物的安装示意图；
图3为常见的辐射状电网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法，包括以下步骤：
步骤1，响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度；
步骤2，根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号。
上述方法直接运用在轻瓦斯继电器中，该方法利用外部进气不含氢气，而变压器内部故障产生的气体中含有氢气的特点，可以有效鉴别变压器外部进气导致保护误报警的情况，避免保护误动作；同时基于过去预设时段内的氢气平均浓度，进行轻瓦斯保护投信号判断，相较于传统的气体体积量判据，能够在气体体积量达到原有额定阈值前灵敏感知故障信息，提高了保护可靠性、速动性与灵敏度。
如图2所示，轻瓦斯继电器中可通过磁致伸缩式液位计测量集气盒内气体体积，当集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护，该阈值小于原体积阈值，在保证氢气浓度测量可行性的基础上提高保护速动性。
将轻瓦斯保护启动的时刻作为预设时段的截止时刻，其中预设时段一般为1分钟，计算过去1分钟内的氢气平均浓度，即获取过去1分钟内各采样时刻(每隔十秒取一个值)的氢气浓度，求其平均值。
根据实时连续测量过去1分钟内的氢气平均浓度，即可判断向轻瓦斯保护发送的信号，其中，信号一般包括预警信号、延时(半小时)跳闸信号和瞬时跳闸信号，具体步骤可以采用以下方法：
1)若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
上述的判据可采用以下公式表述：
F＝A and(not C)
其中，
判据A：当下，其中，/>为过去1分钟内集气盒中氢气平均浓度，/>为高浓度阈值；
判据C：轻瓦斯保护已接收到延时(半小时)跳闸信号。
2)若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
上述的判据可采用以下公式表述：
F＝B
其中，
判据B：当下，其中/>为过去1分钟内集气盒中氢气平均浓度，/>为高浓度阈值，/>为低浓度阈值。
3)若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护已接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号；
上述的判据可采用以下公式表述：
F＝A and C
其中，
判据A：当下，其中，/>为过去1分钟内集气盒中氢气平均浓度，/>为高浓度阈值。
判据C：轻瓦斯保护已接收到延时(半小时)跳闸信号。
图3为一种常见的辐射状电网，其包括油浸式变压器T1和T2，该辐射状电网外接下级线路和负荷，以图中油浸式变压器T1为例，采用磁致伸缩式液位计对瓦斯集气盒内的气体体积进行采集，当气体体积大于体积阈值，则启动轻瓦斯保护，计算过去1分钟内的氢气平均浓度，根据上述判断过程，即可确定轻瓦斯保护投预警信号、延时(半小时)跳闸信号或瞬时跳闸信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护系统，为上述方法的软件系统，包括：
启动模块包括：
测量模块：测量变压器集气盒内气体体积；
启动判断模块：响应于变压器集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护。
计算模块：响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度。
信号判断模块：根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号；其中，向轻瓦斯保护发送的信号包括预警信号、延时跳闸信号和瞬时跳闸信号。
信号判断模块包括：
预警信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
延时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
瞬时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且已向轻瓦斯保护发送了延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护方法，其特征在于，包括：
测量变压器集气盒内气体体积，响应于变压器集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护；其中，体积阈值小于原有额定阈值；
响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度；
根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号；其中，向轻瓦斯保护发送的信号包括预警信号、延时跳闸信号和瞬时跳闸信号；
根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号，包括：
若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护已接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号。
2.一种基于氢气浓度特征的变压器轻瓦斯保护系统，其特征在于，包括：
测量模块：测量变压器集气盒内气体体积；
启动判断模块：响应于变压器集气盒内气体体积大于体积阈值，启动轻瓦斯保护；其中，体积阈值小于原有额定阈值；
计算模块：响应于轻瓦斯保护启动，将轻瓦斯保护启动时刻作为预设时段的截止时刻，计算过去预设时段内的氢气平均浓度；
信号判断模块：根据氢气平均浓度，判断向轻瓦斯保护发送的信号；其中，向轻瓦斯保护发送的信号包括预警信号、延时跳闸信号和瞬时跳闸信号；
信号判断模块包括：
预警信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护未接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送预警信号；
延时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于低浓度阈值、且小于高浓度阈值，则向轻瓦斯保护发送延时跳闸信号；
瞬时跳闸信号判断模块：若氢气平均浓度大于等于高浓度阈值、且轻瓦斯保护已接收到延时跳闸信号，则向轻瓦斯保护发送瞬时跳闸信号。
3.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1所述的方法。
4.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1所述的方法的指令。
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