CN113358757A - 110kv总降主变油色谱在线监测分析*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供110KV总降主变油色谱在线监测分析***,涉及变压器油色谱在线监测领域。该110KV总降主变油色谱在线监测分析***,包括变压器本体装置、油色谱在线监测装置、荧光光纤在线测温装置和主控计算机装置,所述荧光光纤在线测温装置包括光纤温度传感器和光纤温控仪,所述油色谱在线监测装置包括油中溶解气体分析模块、油中微水含量在线监测模块和色谱分析诊断模块。通过油色谱在线监测装置可同时进行多组份、全组份油中溶解故障气体的监测,并能辅助实现油中微水的在线分析,能自动实现数据采集、色谱谱图分析及故障诊断等功能,通过荧光光纤在线测温装置可实时在线监测变压器绕组温度及变化趋势,实现事前管理和风险预测。
Description
技术领域
本发明涉及变压器油色谱在线监测技术领域,具体为110KV总降主变油色谱在线监测分析***。
背景技术
随着经济的发展对电力需求越来越旺盛,电网规模不断的扩大,电网结构日趋复杂,供电可靠性的要求也越来越高,这就要求对变电站进行在线监测。高电压、大容量的电力变压器是输变电***中最关键的设备,在实际运行中会受到电、热、机械、环境等各种因素的影响。因此,对电力高压设备进行必要的监测,保证其稳定运行,对电力***运行的可靠性、安全性具有重要意义,19世纪末,变压器开始使用变压器油作为绝缘和冷却介质,出现了油浸式变压器,得到广泛的应用。
对于油浸式变压器人工定期取样检测,时间周期不固定,分析、计算的过程中难免存在人为误差,为电力维修人员增加大量的工作量,也无法保证变压器设备的安全稳定运行,并且由于变压器绕组所处位置的特殊性、运行情况的复杂性和技术手段的缺乏,长期以来绕组运行状态还无法有效直接监测。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了110KV总降主变油色谱在线监测分析***,解决了现有变压器不能够长期、安全、正常运行的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:110KV总降主变油色谱在线监测分析***,包括变压器本体装置、油色谱在线监测装置、荧光光纤在线测温装置和主控计算机装置,所述荧光光纤在线测温装置包括光纤温度传感器和光纤温控仪,所述油色谱在线监测装置包括油中溶解气体分析模块、油中微水含量在线监测模块和色谱分析诊断模块,所述变压器本体装置包括变压器外壳、储油柜外壳和油箱,所述荧光光纤在线测温装置和油色谱在线监测装置均通信连接主控计算机装置。
优选的,所述变压器本体装置电性连接有中性点成套装置。
优选的,所述变压器外壳的顶部一侧设置有有载分接开关、低压套管和高压套管,所述变压器外壳的内部设置有绕组,所述变压器外壳的底部设置有取样阀。
优选的,所述储油柜外壳的内侧设置有波纹内油式芯体,所述储油柜外壳的一端中部固定连接有油位计,所述储油柜外壳的一端顶部设置有吸湿器,所述储油柜外壳的另一端设置有气体继电器防护壳,所述气体继电器防护壳内设置有气体继电器。
优选的,所述光纤温度传感器设置在绕组的一侧,所述光纤温度传感器的数量大于等于九个,所述光纤温度传感器通过转接电缆连接光纤温控仪。
优选的,所述光纤温控仪包括显示模块、储存模块和RS485模块,所述RS485模块通过通信电缆连接主控计算机装置,所述光纤温控仪还包括4-20mA模拟输出、RS-485和以太网通讯接口。
优选的,所述油色谱在线监测装置通过油路连接在取样阀的一端。
工作原理:光纤温度传感器设置在绕组的一侧,光纤温度传感器的数量大于等于九个,光纤温控仪包括显示模块、储存模块和RS485模块,荧光光纤在线测温装置可实时在线监测变压器绕组温度及变化趋势,实现事前管理和风险预测,油色谱在线监测装置可同时进行多组份、全组份油中溶解故障气体的监测,并能通过油中微水含量在线监测模块,辅助实现油中微水的在线分析,自动、快速地在线监测变压器油中溶解故障气体的含量及其增长率,油色谱在线监测装置包括的在线监测油中溶解气体分析模块和色谱分析诊断模块两部分,能自动实现数据采集、基线修正、三比值分析、相对产气速率和绝对产气速率计算、趋势图分析、色谱谱图分析及故障诊断等功能,能够对历史数据和原始谱图进行查询。
(三)有益效果
本发明提供了110KV总降主变油色谱在线监测分析***。具备以下有益效果:
1、本发明通过油色谱在线监测装置、油中溶解气体分析模块、油中微水含量在线监测模块和色谱分析诊断模块,可同时进行多组份、全组份油中溶解故障气体的监测,并能辅助实现油中微水的在线分析,自动、快速地在线监测变压器油中溶解故障气体的含量及其增长率,能自动实现数据采集、基线修正、三比值分析、相对产气速率和绝对产气速率计算、趋势图分析、色谱谱图分析及故障诊断等功能,能够对历史数据和原始谱图进行查询。
2、本发明通过荧光光纤在线测温装置可实时在线监测变压器绕组温度及变化趋势,实现事前管理和风险预测。
3、本发明通过储油柜采用波纹内油式结构,采用全焊接密封式结构、波纹补偿芯体采用不锈钢材料制作、储油柜使用寿命不小于30年,波纹内油式芯体采用单组波纹芯体,避免产生无效空间,浪费绝缘油。
附图说明
图1为本发明的结构框图;
图2为本发明的荧光光纤在线测温装置的结构框图;
图3为本发明的油色谱在线监测装置的结构框图;
图4为本发明的变压器本体装置的结构示意图。
其中,1、绕组;2、取样阀;3、油箱;4、变压器外壳;5、有载分接开关;6、低压套管;7、高压套管;8、气体继电器防护壳;9、吸湿器;10、油位计;11、储油柜外壳;12、波纹内油式芯体;13、变压器本体装置;14、油色谱在线监测装置;15、荧光光纤在线测温装置;16、主控计算机装置;17、光纤温度传感器;18、光纤温控仪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
如图1-4所示,本发明实施例提供110KV总降主变油色谱在线监测分析***,包括变压器本体装置13、油色谱在线监测装置14、荧光光纤在线测温装置15和主控计算机装置16,采用110kV/10kV 40MVA三相双绕组电力变压器(分体式),荧光光纤在线测温装置15包括光纤温度传感器17和光纤温控仪18,油色谱在线监测装置14包括油中溶解气体分析模块、油中微水含量在线监测模块和色谱分析诊断模块,变压器本体装置13包括变压器外壳4、储油柜外壳11和油箱3,荧光光纤在线测温装置15和油色谱在线监测装置14均通信连接主控计算机装置16;荧光光纤在线测温装置15可实时在线监测变压器绕组1温度及变化趋势,实现事前管理和风险预测,具有高温报警功能,每套***的变压器荧光光纤在线测温装置15组成:a.ThermAgile光纤温控仪18,b.荧光光纤温度传感器17,c.贯通器和贯通板,d.转接光缆(外部光纤),e.温控仪保护箱和贯通板防护罩;参数要求:a.温度测量范围在-40℃~+250℃,b.测温精度不大于±1℃或满刻度的1%,c.分辨率0.1℃,d.拥有4-20mA模拟输出、RS-485和以太网通讯接口能与其他监控***后台进行通讯,e.温控仪具有就地显示模块和2GB以上内存模块(可选2~6个继电器输出),f.保护箱防护等级不小于IP56;油色谱在线监测装置14可同时进行多组份、全组份油中溶解故障气体的监测,如:氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、二氧化碳(CO2),并能通过油中微水含量在线监测模块,辅助实现油中微水的在线分析,自动、快速地在线监测变压器油中溶解故障气体的含量及其增长率,并通过安装故障诊断专家***早期预报设备故障隐患信息,避免设备事故,提高设备运行的可靠性,通过对故障特性气体的分析诊断,及时捕捉变压器故障信息,科学指导变压器运行检修,油色谱在线监测装置14包括的在线监测油中溶解气体分析模块和色谱分析诊断模块两部分,能自动实现数据采集、基线修正、三比值分析、相对产气速率和绝对产气速率计算、趋势图分析、色谱谱图分析及故障诊断等功能,能够对历史数据和原始谱图进行查询。
变压器本体装置13电性连接有中性点成套装置,中性点成套装置用于变压器本体装置13的降压作用,将变压器中性点接地运行而避免由于***故障,引起变压器中性点电压升高造成对变压器的侵害。
变压器外壳4的顶部一侧设置有有载分接开关5、低压套管6和高压套管7,变压器外壳4的内部设置有绕组1,变压器外壳4的底部设置有取样阀2,用于油色谱在线监测装置14取样,全部绕组1均应采用全紫铜导线,优先采用半硬全紫铜导线,股线间应有合理的换位,使附加损耗降至最低,连续换位导线应采用自粘性换位导线,绕组1应有良好的冲击电压波分布,变压器内部不宜采用加装非线性电阻方式限制过电压,许用场强应严格控制,采用耐热、高密度、灰份低的绝缘纸作为匝间绝缘,确保绕组1内不发生局部放电和绝缘击穿,应对绕组1漏磁通进行控制,避免在绕组1、引线、油箱3壁和其他金属构件中产生局部过热。
储油柜外壳11的内侧设置有波纹内油式芯体12,储油柜外壳11的一端中部固定连接有油位计10,储油柜外壳11的一端顶部设置有吸湿器9,储油柜外壳11的另一端设置有气体继电器防护壳8,气体继电器防护壳8内设置有气体继电器,波纹储油柜(包括油位计10、吸湿器9等油保护装置)采用波纹内油式结构,储油柜采用全焊接密封式结构、波纹补偿芯体采用不锈钢材料制作、储油柜使用寿命不小于30年,波纹内油式芯体12采用单组波纹芯体,不能采用多组芯体并联结构,避免产生无效空间,浪费绝缘油,波纹芯体耐压能力为负压0.1Mpa至正压50Kpa之间,在工作时波纹弹性对绝缘油产生的最大反力小于0.006MPa,为保证油位显示准确且保证密封性,储油柜要求采用外挂式磁耦合翻板油位计10,为便于观察油位指示,油位计10可安装在储油柜本体长轴45°方向的侧壁上,储油柜中的油应与大气隔离,其中的油量可由双封闭隔膜、胶囊或金属膨胀器的膨胀或收缩来调节,胶囊或金属膨胀内的气室通过吸湿器与大气相通,套管升高座等处积集气体应通过带坡度的集气总管引向气体继电器,再引至储油柜,在气体继电器水平管路的两侧加蝶阀,储油柜应装有油位计10(带高、低油位时供报警的密封接点)、放气塞、排气管、排污管、进油管、吊攀和人孔,变压器油应是符合GB 2536规定的环烷基、低含硫量、添加抗氧化剂的新油,提供的新油,应包括10%的备用油,单独封装。
光纤温度传感器17设置在绕组1的一侧,光纤温度传感器17的数量大于等于九个,其中:要求每台变压器的绕组1测温点数不少于9个,其中变压器每相高压侧1个测点、低压侧1个测点,铁芯2个测点,油温1个测点,光纤温度传感器17通过转接电缆连接光纤温控仪18,将温度值传输给光纤温控仪18进而传输给主控计算机装置16。
光纤温控仪18包括显示模块、储存模块和RS485模块,RS485模块通过通信电缆连接主控计算机装置16,光纤温控仪18还包括4-20mA模拟输出、RS-485和以太网通讯接口。
油色谱在线监测装置14通过油路连接在取样阀2的一端,便于取样。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.110KV总降主变油色谱在线监测分析***,包括变压器本体装置(13)、油色谱在线监测装置(14)、荧光光纤在线测温装置(15)和主控计算机装置(16),其特征在于:所述荧光光纤在线测温装置(15)包括光纤温度传感器(17)和光纤温控仪(18),所述油色谱在线监测装置(14)包括油中溶解气体分析模块、油中微水含量在线监测模块和色谱分析诊断模块,所述变压器本体装置(13)包括变压器外壳(4)、储油柜外壳(11)和油箱(3),所述荧光光纤在线测温装置(15)和油色谱在线监测装置(14)均通信连接主控计算机装置(16)。
2.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述变压器本体装置(13)电性连接有中性点成套装置。
3.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述变压器外壳(4)的顶部一侧设置有有载分接开关(5)、低压套管(6)和高压套管(7),所述变压器外壳(4)的内部设置有绕组(1),所述变压器外壳(4)的底部设置有取样阀(2)。
4.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述储油柜外壳(11)的内侧设置有波纹内油式芯体(12),所述储油柜外壳(11)的一端中部固定连接有油位计(10),所述储油柜外壳(11)的一端顶部设置有吸湿器(9),所述储油柜外壳(11)的另一端设置有气体继电器防护壳(8),所述气体继电器防护壳(8)内设置有气体继电器。
5.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述光纤温度传感器(17)设置在绕组(1)的一侧,所述光纤温度传感器(17)的数量大于等于九个,所述光纤温度传感器(17)通过转接电缆连接光纤温控仪(18)。
6.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述光纤温控仪(18)包括显示模块、储存模块和RS485模块,所述RS485模块通过通信电缆连接主控计算机装置(16),所述光纤温控仪(18)还包括4-20mA模拟输出、RS-485和以太网通讯接口。
7.根据权利要求1所述的110KV总降主变油色谱在线监测分析***,其特征在于:所述油色谱在线监测装置(14)通过油路连接在取样阀(2)的一端。
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