[发明专利]一种改进三比值法的输电变压器控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进三比值法的输电变压器控制系统，属于输电技术领域。

背景技术

随着电力设备容量的增大和电网规模的扩大，对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了更高的要求，近年发生的各国大停电事故也为我国电力系统敲响了警钟。变压器在电力系统中的地位举足轻重，是电力系统中最重要和最昂贵的电气设备之一，其运行的安全可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定。因此，提高变压器特别是大型电力变压器运行的可靠性对整个电网的安全可靠运行具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体分析(DGA)技术一直被认为是诊断电力变压器早期故障的有效手段。它能够及时发现变压器内部存在的绝缘故障，有利于促进由定期维修方式向状态维修方式的过渡，因而受到了广泛的应用。DGA技术的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一气体的产气率出现最大值，随着温度升高，产气率最大的气体依次为CH4，C2H6，C2H4，C2H2，H2，C0，CO2。

由于变压器油具有优良的散热和绝缘性能，因此油浸式电力变压器在电力系统中得到广泛的引用。在正常的运行过程中，变压器会在机械应力以及热、电等各种因素的影响下慢慢老化，并生成一些可燃性气体。如果变压器存在内部潜伏性故障，故障部位释放出的能量会加速绝缘材料的裂解，促使油中溶解气体的含量以及产气速率大大提高。通过获取变压器油样本，采用气相色谱的方法就可以获取油中溶解气体各组分的含量，从而对变压器的健康状况做出评估或者对存在异常的变压器进行故障情况的分析。

而三比值法是一种根据气体浓度的相对比值来进行变压器故障诊断的方法。它依据变压器绝缘材料在故障能量的作用下生成的气体成分含量的相对比值与故障点温度存在的密切关系，从五种特征气体组分中选取气体扩散系数以及在绝缘油中溶解度相似的两种气体做比值。按照上述的方法一共选取三组比值，分别为乙炔(C2H2)/乙烯(C2H4)，甲烷(CH4)/氢气(H2)，乙烯(C2H4)/乙烷(C2H6)，并且按照导则所推荐的编码规则(未示出)对三种比值进行编码。比如：乙炔(C2H2)/乙烯(C2H4)小于0.1的时候，编码设定为0；乙炔(C2H2)/乙烯(C2H4)大于或者等于0.1且小于3的时候，编码设定为1；乙炔(C2H2)/乙烯(C2H4)大于或者等于3的时候，编码设定为2。当获得三种比值的编码之后，按照导则所规定表所列出的故障类型判断方法就可以很容易的对故障类型以及可能的故障原因做出判断。由于这种方法在工程上简单实用，因此，采用三比值法的输电变压器控制系统对油浸式变压器故障诊断有着重要的意义。

当然，三比值法也存在比较明显的不足之处，例如当气体各组分含量以及产气速率都没有超标，变压器运行状态正常，三比值法诊断是无效的，只有当气体含量超标或者产气速率超标或者有足够的依据判定变压器存在故障的时候，三比值法诊断才会有意义。由于在对油中气体进行采样分析试验的时候存在误差，这样也会给气体的相对比值带来一定影响，可能导致诊断结果的不准确。因此，在进行变压器油色谱分析试验的时候，测试误差必须满足导则所规定的要求，应尽量避免各种可能降低精度的因素干扰。

因此，有必要对目前采用的采用三比值法的输电变压器控制系统进行改进以提高诊断电力变压器故障的精度和稳定性，避免发生误判操作产生不良影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种改进三比值法的输电变压器控制系统，该输电变压器控制系统可以最大程度上避免因多重因素影响而产生的测量不精确或不稳定，能够在进行三比值法监测之前进行预先预警，这种预警操作过程还能够准确地分级别预警，能够在三比值法准确的监测出故障类型之前发出预警通知。

为实现上述目的，本发明的技术构思为，为了避免测量产生的误操作，最大程度地保证三比值法的故障类型判断准确度，除三比值法编码判断系统之外，引入了预警系统，本发明的输电变压器控制系统的预警系统采取了初级浓度预警操作和预警分级操作两级判断过程，采用的技术手段为：

方案1、一种改进三比值法的输电变压器控制系统，其包括输电变压器ECU单元，储存器单元，三个检测模块，三比值法编码判断模块以及预警及显示单元，所述三个检测模块包括组分浓度检测模块，烃含量检测模块，产气速率检测模块；其中组分浓度检测模块，烃含量检测模块，产气速率检测模块，三比值法编码判断模块与ECU单元连接，接受ECU单元的控制指令以及向ECU单元反馈各种信号，储存器单元分别与ECU单元和三比值法编码判断模块连接，预警及显示单元负责将ECU单元输出的预警信号进行外部显示处理；