[发明专利]一种油浸式变压器异常状态的监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油浸式变压器异常状态的监控方法，属于输电技术领域。

背景技术

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。因此，变压器油中溶解气体分析对油浸式变压器故障诊断有着重要的意义。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，CO，CO2。这也证明在故障温度与溶解气体含量之间一定存在着对应的关系。这些气体组分也被称作特征气体或者组分气体。

作为DGA技术之一的三比值法在工程实际中发挥了一定的作用，但是由于比值编码有限，故障类型也只是被划分成一些经典类型，无法涵盖实际运行中的所有故障类型，编码组合与故障种类之间的映射关系存在模糊性，简单的一对一的映射不能全面客观的体现出征兆与故障之间的复杂藕合关系，同时也存在一些由于各种因素可能造成的气体含量的不精确，进而对故障类型形成误判。因此有必要对目前采用的DGA技术进行改进以提高诊断油浸式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，本发明提出一种油浸式变压器异常状态的监控方法，该监控方法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，能够准确地分级别报警，提示操作人员进行相应维修等活动。

研究发现，在利用油中溶解气体浓度来判断变压器是否异常的过程中，通常需要将油中气体各组分的浓度与所推荐油中溶解气浓度的极限值进行比较，如果任意气体浓度超标就应当引起密切关注。但是仅仅依靠气体浓度值并不能完全准确判定设备是否存在故障，因为某些非故障因素也可能导致油中溶解气体含量增加，甚至超过导则所推荐的气体浓度极限值。

经过长期的运行经验发现，变压器故障通常是以潜伏性低能量故障开始，若任由故障自由发展，最终可能导致变压器严重事故的发生，由于气体浓度只能从一个侧面反映变压器当前的运行状态，而产气速率也从一定程度上反映出故障的严重程度，在本发明的报警分级操作过程中，正是结合气体浓度以及产气速率对变压器状态进行全面客观的检测评估。

基于上述研究，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，最大程度地保证判断报警精度，本发明的油浸式变压器异常状态的监控方法采取了初级浓度报警操作和报警分级操作两级判断过程，采用的技术手段为：

1)利用组分浓度检测模块能够循环检测每个气体组分的浓度，并将每个浓度值Di与该气体组分所对应的极限值Di0进行依次比较，一旦得到该气体组分检测的浓度超出极限值，则进行计数器N的计数操作，一旦计数器N等于或超过K时，则表示有K组气体组分超出了极限值，则进行启动报警分级操作；

2)利用烃含量检测模块和产气速率检测模块分别检测出变压器总烃含量C以及总烃绝对产气速率V，通过对比变压器总烃含量C与变压器总烃含量第一阈值C0和第二阈值C1，以及对比总烃绝对产气速率V与总烃绝对产气速率第一阈值V0、第二阈值V1和第三阈值V2之间的关系判断出不同的报警等级；

3)根据步骤2)的结果，报警等级的操作判断过程如下，

a).当满足C＜C0且V＜V0时，表示变压器正常，则报警等级为正常状态；

b).当满足C0＜C＜C1且V＜V0时，表示变压器存在潜伏性故障，且故障发展缓慢，影响较为轻微，则报警等级为轻微故障；

c).当满足C0＜C＜C1且V0＜V＜V1时，表示变压器有可能存在明显故障，此时需要进行二次检测总烃含量C’和绝对产气速率V’进行进一步判断，而二次检测之前需要延迟t时间，假如仍然满足C0＜C’＜C1且V0＜V’＜V1，此时表明存在较为稳定的中等故障，则报警等级为中等故障(稳定)；