CN114659724B - 一种检测六氟化硫气体泄漏故障的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种检测六氟化硫气体泄漏故障的方法，通过实时采集六氟化硫气体温度、压力等参数，对六氟化硫气体泄漏情况进行实时分析判断，可及时发现六氟化硫气体泄漏情况，分析六氟化硫气体泄漏速度，并使用六氟化硫气体泄漏速度计算六氟化硫气体泄漏至报警压力所需时间，根据该时间制定设备检修或消缺计划，为设备检修或消缺预留足够的准备时间，避免六氟化硫气体绝缘设备发生绝缘击穿，造成设备损坏，导致设备非计划停运等异常事件，提高六氟化硫气体绝缘设备的稳定性、可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测六氟化硫气体泄漏故障的方法，通过实时检 测六氟化硫气体温度、压力检测六氟化硫气体泄漏故障的方法，属于 绝缘设备故障检测领域。
背景技术
六氟化硫气体绝缘设备在运行过程中，可能因连接管路接头焊接 质量不高、密封老化破损、设备外壳存在砂眼等设备缺陷，导致六氟 化硫气体泄漏，或因设备地基发生沉降导致六氟化硫气体泄漏。泄漏 后六氟化硫气体压力降低，设备绝缘水平降低，发生导体放电击穿绝 缘，造成设备损坏，影响电力系统稳定运行。
为解决上述问题，目前的技术方案一是通过六氟化硫在线监测系 统实时监测六氟化硫气体的压力参数，结合报警定值进行直接判断。 二是通过人工现场巡检，读取六氟化硫压力表数据或使用六氟化硫气 体检漏仪对六氟化硫气体泄漏情况进行判断。
方式一在实际运行中六氟化硫在线监测测通测量的六氟化硫气 体压力会随着气体的温度变化而变化，因此在漏气初期并不容易被发 现，只有当六氟化硫气体泄漏至低报警值时才能对发现六氟化硫泄漏 情况。方式二人工现场巡检读取压力表或使用六氟化硫检漏仪进行六 氟化硫气体泄漏检查存在工作量大、检查频率低、人为因素影响等困 难，对六氟化硫气体初期泄漏情况的也难以发现。以上两种方式对六 氟化硫气体泄漏的速度不能进行衡量，不能判断六氟化硫气体多久会 泄漏到报警值，不能对缺陷处理方案制定提供时间的参考价值。因此 有必要对现有技术加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种检测六氟化硫气体泄漏故障的 方法，通过实时采集六氟化硫气体温度、压力等参数，对六氟化硫气 体泄漏情况进行实时分析判断，可及时发现六氟化硫气体泄漏情况， 分析六氟化硫气体泄漏速度，并使用六氟化硫气体泄漏速度计算六氟 化硫气体泄漏至报警压力所需时间，根据该时间制定设备检修或消缺 计划，为设备检修或消缺预留足够的准备时间，避免六氟化硫气体绝 缘设备发生绝缘击穿，造成设备损坏，导致设备非计划停运等异常事 件，提高六氟化硫气体绝缘设备的稳定性、可靠性，延长设备使用周 期。
本发明通过下列技术方案实现：一种检测六氟化硫气体泄漏故障 的方法，包括下列步骤：
(1)设定六氟化硫气体在改设备正常运行时，D1为到六氟化硫 气体允许的正常压力最小值的一般故障检测时间，D2为到六氟化硫气 体允许的正常压力最小值的严重故障检测时间；
(2)通过六氟化硫气体绝缘设备已有的压力和温度监测器，获 取某一时刻该气室六氟化硫气体的温度T和压力P；
(3)将运行中的六氟化硫气体视作理想气体，根据气体状态方 程PV＝nRT，其中P为理想气体压力，V为理想气体的体积，n为理想 气体物质的量，T为理想气体的热力学温度，R为理想气体常数，可 知P/T＝nR/V；当气体不发生泄漏时，气体物质的量和气体常数不变， 且气室体积已固定，故在气体未泄漏时，P/T为一个定值，命K＝P/T；
(4)根据六氟化硫气体绝缘设备给出的六氟化硫气体在标准温 度下的标准压力，根据步骤(3)的公式，计算出在标准条件下的压 力与温度的比值K’；
(5)根据步骤(2)和步骤(3)获得的数据和推导的公式计算 出当前的六氟化硫气体压力与温室的比值Ktn；
(6)根据以下公式计算出某一小时内六氧化硫气体压力与温室 的比值的平均值
式中：某一小时内六氟化硫气体压力与温度比值的平均值， Kt1、Kt2、Ktn表示不同采样点计算出的当前六氟化硫气体温度与压 力的比值，n表示采样点的数量；
(7)根据下式计算出六氟化硫气体压力与温度比值的每小时变 化率ΔT；
式中：ΔT为六氟化硫气体压力与温度比值的每日变化率；表示 某一小时内六氟化硫气体压力与温度的比值的平均值；/>表示/>统 计范围前一小时内六氟化硫气体压力与温度的比值的平均值；
(8)根据步骤(7)计算出的六氟化硫气体压力与温度比值的每 小时变化率ΔT以及步骤(3)计算的标准条件下的压力与温度的比值K’，按照下式计算出报警时间D；
(9)根据步骤(8)计算的数据与步骤(1)设定的数据进行如 下对比：
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D＜D2，判断为六氟化硫 气体有严重泄漏故障；需要运行人员重点进行关注，启动相关的处置 预案，同时需要专业人员立即到现场根据实际情况综合分析，制定专 项处理方案，必要时立即对对应的六氟化硫气室进行停电隔离，防止 发生绝缘击穿事故；
由步骤(8)计算出的变压器油位报警时间D2＜D＜D1，判断六氟化 硫气体有一般泄漏故障；需要运行人员加强关注，持续关注泄漏故障 发展趋势，同时需要专业人员结合实际情况综合分析，检查泄漏点， 结合设备的计划检修时间制定专项检查处理方案，必要时需要根据实 际情况调整设备的检修计划，对六氟化硫气体绝缘设备漏点进行处 理；
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D＞D1，判断六氟化 硫气体无泄漏，设备运行正常，运维人员正常关注即可。
本发明具备的优点和效果：本发明通过实时采集六氟化硫气体温 度、压力等参数，对六氟化硫气体泄漏情况进行实时分析判断，可及 时发现六氟化硫气体泄漏情况，分析六氟化硫气体泄漏速度，并使用 六氟化硫气体泄漏速度计算六氟化硫气体泄漏至报警压力所需时间， 根据该时间制定设备检修或消缺计划，为设备检修或消缺预留足够的 准备时间，避免六氟化硫气体绝缘设备发生绝缘击穿，造成设备损坏， 导致设备非计划停运等异常事件，提高六氟化硫气体绝缘设备的稳定 性、可靠性。此实时检测方法理论依据充分，准确性高，可以至少降 低一半的现场巡检频率，提升一倍的工作效率，缩减一半的人员现场 巡检时间。如成功避免一次500kV六氟化硫绝缘设备的绝缘击穿事 件，将至少节约直接和间接经济损失百万元以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
本例以某电厂500kV甲线5022开关A相设备运行情况为例，获 取某一时刻该气室六氟化硫的温度T和压力P。按下列步骤进行检测：
(1)设定六氟化硫气体在该设备正常运行时，D1为到六氟化硫 气体允许的正常压力最小值的一般故障检测时间，D2为到六氟化硫 气体允许的正常压力最小值的严重故障检测时间。
D1＝30
D2＝10
(2)通过六氟化硫气体绝缘设备已有的在线监测系统的压力、 温度量及其相连的计算机，获取某一时刻该气室六氟化硫气体的温度 T和压力P；
| 时间 | 14:00 | 14:15 | 14:30 | 14:45 | 15:00 | 15:15 | 15:30 | 15:45 |
| 压力(P) | 0.523438 | 0.523282 | 0.523312 | 0.523335 | 0.523358 | 0.523404 | 0.523405 | 0.523432 |
| 温度(T) | 31.6 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 |
(3)将运行中的六氟化硫气体视作理想气体，根据气体状态方 程PV＝nRT(其中P为理想气体压力强，V为理想气体的体积，n为理 想气体物质的量，T为理想气体的热力学温度，R为理想气体常数)， 可知P/T＝nR/V。又因当气体不发生泄漏时，气体物质的量和气体常 数不变，且气室体积已固定，故在气体未泄漏时，P/T为一个定值， 命K＝P/T；
(4)根据六氟化硫气体绝缘设备给出的六氟化硫气体在标准温 度下的标准压力，根据步骤(3)的公式，计算出在标准条件下的压 力与温度的比值K’；
标准条件下P＝0.5MPa，T＝20℃
K’＝0.5/20＝0.025
(5)根据步骤(2)和步骤(3)获得的数据和推导的公式计算 出当前的六氟化硫气体压力与温度的比值Ktn，下表为该设备运行两小 时的温度压力表：
| 时间 | 14:00 | 14:15 | 14:30 | 14:45 | 15:00 | 15:15 | 15:30 | 15:45 |
| 压力(P) | 0.523438 | 0.523282 | 0.523312 | 0.523335 | 0.523358 | 0.523404 | 0.523405 | 0.523432 |
| 温度(T) | 31.6 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 | 31.67 |
| 比值(K) | 0.016564494 | 0.016522955 | 0.016523903 | 0.016524629 | 0.016525355 | 0.016526808 | 0.016526839 | 0.016527692 |
(6)根据步骤(5)计算的当前六氟化硫气体压力与温度的比值 根据以下公式计算出某一小时内六氟化硫气体压力与温室的比值的 平均值
式中：某一小时内六氟化硫气体压力与温度比值的平均值，Kt1、Kt2、Ktn表示 不同采样点计算出的当前六氟化硫气体温度与压力的比值，n表示采样点的数量。
(7)根据步骤(6)计算的某一小时内六氟化硫气体压力与温度 比值的平均值根据下式计算出六氟化硫气体压力与温度比值的每 小时变化率ΔT；
式中：ΔT为六氟化硫气体压力与温度比值的每日变化率；表示某一小时内六氟化 硫气体压力与温度的比值的平均值；/>表示/>统计范围前一小时内六氟化硫气体压力与 温度的比值的平均值。
(8)根据步骤(7)计算出的六氟化硫气体压力与温度比值的每 小时变化率ΔT，步骤(3)计算的标准条件下的压力与温度的比值K’， 按照下式计算出报警时间D；
D＝(0.016526674-0.025)/0.000007321/24＝48.23
(9)根据步骤(8)计算的数据与步骤(1)设定的数据进行如 下对比：
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D＜D2，判断为六氟化硫 气体有严重泄漏故障，需要运行人员重点进行关注，启动相关的处置 预案，同时需要专业人员立即到现场根据实际情况综合分析，制定专 项处理方案，必要时立即对对应的六氟化硫气室进行停电隔离，防止 发生绝缘击穿事故；
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D2＜D＜D1，判断六氟 化硫气体有一般泄漏故障，需要运行人员加强关注，持续关注泄漏故 障发展趋势，同时需要专业人员结合实际情况综合分析，检查泄漏点， 结合设备的计划检修时间制定专项检查处理方案，必要时需要根据实 际情况调整设备的检修计划，对六氟化硫气体绝缘设备漏点进行处 理；
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D>D1，判断六氟化 硫气体无泄漏，设备运行正常，运维人员正常关注即可。
本例计算结果D>D1且D>D2，因在设计本方法时D1>D2，可以参照 第三条结论进行判断，该气室六氟化硫气体无泄漏。
Claims (1)
1.一种检测六氟化硫气体泄漏故障的方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)设定六氟化硫气体在改设备正常运行时，D1为到六氟化硫气体允许的正常压力最小值的一般故障检测时间，D2为到六氟化硫气体允许的正常压力最小值的严重故障检测时间；
(2)通过六氟化硫气体绝缘设备已有的压力和温度监测器，获取某一时刻气室六氟化硫气体的温度T和压力P；
(3)将运行中的六氟化硫气体视作理想气体，根据气体状态方程PV＝nRT，其中P为理想气体压力，V为理想气体的体积，n为理想气体物质的量，T为理想气体的热力学温度，R为理想气体常数，可知P/T＝nR/V；当气体不发生泄漏时，气体物质的量和气体常数不变，且气室体积已固定，故在气体未泄漏时，P/T为一个定值，命K＝P/T；
(4)根据六氟化硫气体绝缘设备给出的六氟化硫气体在标准温度下的标准压力，根据步骤(3)的公式，计算出在标准条件下的压力与温度的比值K’；
(5)根据步骤(2)和步骤(3)获得的数据和推导的公式计算出当前的六氟化硫气体压力与温度的比值Ktn；
(6)根据以下公式计算出某一小时内六氟化硫气体压力与温室的比值的平均值
式中：某一小时内六氟化硫气体压力与温度比值的平均值，Kt1、Kt2、Ktn表示不同采样点计算出的当前六氟化硫气体温度与压力的比值，n表示采样点的数量；
(7)根据下式计算出六氟化硫气体压力与温度比值的每小时变化率ΔT；
式中：ΔT为六氟化硫气体压力与温度比值的每日变化率；表示某一小时内六氟化硫气体压力与温度的比值的平均值；/>表示/>统计范围前一小时内六氟化硫气体压力与温度的比值的平均值；
(8)根据步骤(7)计算出的六氟化硫气体压力与温度比值的每小时变化率ΔT以及步骤(3)计算的标准条件下的压力与温度的比值K′，按照下式计算出报警时间D；
(9)根据步骤(8)计算的数据与步骤(1)设定的数据进行如下对比：
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D＜D2，判断为六氟化硫气体有严重泄漏故障；
由步骤(8)计算出的变压器油位报警时间D2＜D＜D1，判断六氟化硫气体有一般泄漏故障；
由步骤(8)计算出的六氟化硫泄漏报警时间D＞D1，判断六氟化硫气体无泄漏，设备运行正常。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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