[发明专利]操作电设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及操作流体绝缘电设备的方法。另外，本发明涉及具有执行此方法的控制与分析单元的电设备。

介绍和背景技术

处于液态和/或气态(即，流体)的介电绝缘介质广泛用于使多种电设备中的电活性部件绝缘，例如开关设备或变压器。例如，将介质中的电活性部件或高压金属包封开关设备布置在气密隔室，气密隔室封闭具有数巴压力的绝缘气体，绝缘气体使设备的隔室与电活性部件电隔离。换句话讲，绝缘气体不允许电流从电活性部件通到隔室。常用的介电绝缘气体是六氟化硫(SF₆)，六氟化硫显示极佳的绝缘和灭电弧能力。然而，SF₆是温室效应的强大成因，因此具有高全球变暧的可能性。因此，应寻找替代绝缘流体。

已确定数种替代绝缘流体。这些替代物中的一些包括多组分流体混合物，即，它们包含多于一种分子或原子物类。发现这些绝缘流体混合物的某些性质对安全操作电设备是可行的。例如，绝缘流体的介电击穿强度强烈依赖于混合物组分的浓度比和总流体压力。为了保持混合物的绝缘特性并因此保持电设备的安全性和功能性，流体中绝缘流体的不同组分的浓度和总颗粒数必须保持恒定或至少在一定限度内。为此，用传感器装置监测绝缘流体的物理状态。

对于用单组分气体绝缘的电设备，例如SF₆，通过检测电设备所有气体填充隔室内的流体密度，可实现这种监测。由于封闭体积内气体的密度独立于压力和温度，密度检测给出例如泄漏故障是否存在的直接指示。对于绝缘流体混合物，单独密度检测还不够，因为介电绝缘强度另外依赖于例如组分之比。

US 2002/0095262 A1和US 7,184,895 B2描述监测由至少两种组分组成的气态绝缘介质中组分比例的方法和装置。

然而，公开的方法和装置有缺点，对于绝缘介质，它们不确定和/或区分故障情况，这可危害电设备的安全操作。

发明公开内容

因此，本发明的总体目的是提供操作电设备的改进方法，其中区分多种操作状态。本发明的另一个目的是提供执行这种操作方法的电设备。本发明的另一个目的是提供执行这种方法的计算机程序要素。

这些目的通过独立权利要求的方法和装置实现。

因此，操作流体绝缘电设备(例如，气体绝缘介质或高压开关设备、气体绝缘线或气体绝缘变压器)的方法包括确定电设备中绝缘流体的物理(例如，热力学)状态的步骤。绝缘流体包含至少两种组分A和B，即，包含至少第一组分A和第二组分B的混合物。这些组分可以为液体和/或气体，例如，组分A可以为(工艺)空气，组分B可以为例如全氟酮C5、C6或C7之一(见以下定义)。通过检测绝缘流体的至少三个测量变量，例如压力p、温度T和密度ρ，确定绝缘流体的物理状态。这通过一个或多个传感器实现。这些测量变量(例如以上实例中的p、T和ρ)指示绝缘流体物理状态。因此，可从测量变量确定绝缘流体的物理状态。

选择测量变量，以便能够确定或者可由它们确定指示绝缘流体的组分(A, B)的分压(p_A, p_B)或浓度(c_A, c_B)的至少两个特征变量。本文所术语“可确定”是指可从测量变量确定或计算指示绝缘流体的组分(A, B)的分压(p_A, p_B)或浓度(c_A, c_B)的特征变量。因此，组分(A, B)的混合比容易定量。

对这些测量变量至少之一导出至少一个趋势变量。该趋势变量指示至少一个测量变量随时间的变化。例如，趋势变量可以是测量变量的时间导数，或者可以指示在指定瞬时间隔内(即，第一时间和第二时间之间)测量变量的绝对或相对变化。在导出测量变量的趋势变量外，补充或备选的是，导出至少一个特征变量的至少一个趋势变量，所述至少一个趋势变量指示至少一个特征变量随时间的变化。至少一个特征变量从一个或多个测量变量导出。

换句话讲，趋势变量指示了一个或多个测量变量和/或指示绝缘流体的第一组分(A)和第二组分(B)的分压(p_A, p_B)或浓度(c_A, c_B)的一个或多个导出变量(称为特征变量)随时间的变化。这些特征变量也是绝缘流体物理状态的指示。利用上述测量变量实例p、T和ρ，可能的特征变量为例如绝缘流体的第一组分A和第二组分B的分压p_A和p_B。