本发明涉及变压器固体绝缘监测,是一种变压器固体绝缘老化在线监测方法及装置。
背景技术:
1、当前国内投入运行中的变压器大部分是油浸式变压器,其是由绝缘油和绝缘纸共同组成油浸式变压器的绝缘系统。变压器在运行过程中,因受到温度、水分、氧气等各种因素的影响,油纸绝缘系统会不断老化,绝缘水平会随之降低。老化是引起变压器故障的常见因素之一,绝缘系统老化程度会随着运行时间增加而加重,对于长期运行的变压器,评估油纸绝缘系统的老化程度是非常有必要的。
2、目前,通过检测绝缘纸的聚合度(dp),油中co、co2以及糠醛的含量,可推测出绝缘纸的老化程度。但是开展聚合度检测要取出绝缘纸板样,需要在变压器停运状态下进行,同时,取样过程可能会破坏绝缘纸板,而油中co、co2以及糠醛的含量的检测可以在不影响变压器正常运行条件下开展检测。因此,依据油中co、co2以及糠醛的含量的检测来判断绝缘纸的老化情况就显得尤为重要。
3、现阶段对于绝缘纸老化试验的检测基本是将设备油样取出,在实验室中开展离线检测工作,因离线检测无法实时监测到co、co2以及糠醛的含量,测试周期长,不能及时准确反映变压器的绝缘状况及其发展趋势。
技术实现思路
1、本发明提供了一种变压器固体绝缘老化在线监测方法及装置,克服了上述现有技术之不足,其能可同时对变压器油中co、co2及糠醛的含量进行在线检测及数据判断,实时监测变压器固体绝缘的老化状态。
2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种变压器固体绝缘老化在线监测方法,按下述方法进行:
3、第一步,取变压器油送至脱气装置中进行脱气,得到变压器油中的溶解气体,将变压器油中的溶解气体送至检测气室中;
4、第二步,取变压器油送至装有甲醇的萃取装置中进行萃取,得到含糠醛的甲醇溶液,将含糠醛的甲醇溶液送至样品池中;
5、第三步,分别将检测气室中的变压器油中的溶解气体和样品池中的含糠醛的甲醇溶液送至红外检测器中检测,得到变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量;
6、第四步,根据变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量,判断变压器固体绝缘老化程度;其中,变压器油中的溶解气体为co或/和co2。
7、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
8、上述第四步中,当变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量任何一项不符合预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,当变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量均不符合预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在严重老化风险。
9、上述当变压器油中的溶解气体的含量不满足以下公式时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,具体为:
10、当co的含量不满足以下公式时,判定变压器固体绝缘存在老化风险:
11、 式1;
12、con为运行中n年的co年平均含量,ul/l;
13、con-1为运行中n-1年(前一年)的co年平均含量,ul/l;
14、n为运行年数。
15、当co2的含量不满足以下公式时,判定变压器固体绝缘存在老化风险:
16、 式2;
17、co2为运行中n年的co2年平均含量,ul/l;
18、n为运行年数。
19、上述当变压器油中的糠醛的含量超过预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,具体为:
20、当变压器运行年限为1年至5年时,检测出变压器油中的糠醛含量>0.1mg/l时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险;
21、当变压器运行年限为6年至10年时,检测出变压器油中的糠醛含量>0.2mg/l时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险;
22、当变压器运行年限为11年至15年时,检测出变压器油中的糠醛含量>0.4mg/l时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险;
23、当变压器运行年限为16年至20年时,检测出变压器油中的糠醛含量>0.75mg/l时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险。
24、上述第一步中,脱气前,用氮气对脱气装置和检测气室进行吹扫,吹扫时间为30s至40s,然后,对脱气装置和检测气室进行抽真空,真空度为10.0pa至13.3pa。
25、上述第一步中,脱气时,向脱气装置中通入氮气,变压器油与氮气的体积比为10:0.8至1.2,脱气时,温度控制在45℃至75℃之间,脱气方式为振荡。
26、上述第二步中,萃取时,向萃取装置中通入氮气,变压器油与甲醇的体积比为10:5,变压器油与氮气的体积比为10:200,萃取时间为5min至10min。
27、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种实施变压器固体绝缘老化在线监测方法的装置,包括变压器、气体检测装置、糠醛检测装置、数据采集模块和监控设备,变压器出口与气体检测装置的进口固定连通有注油管,糠醛检测装置的进口与注油管固定连通,气体检测装置与数据采集模块之间电连接,糠醛检测装置与气体检测装置之间电连接,数据采集模块与监控设备之间电连接。
28、下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
29、上述气体检测装置包括脱气装置、氮气储气瓶、检测气室和红外检测器,变压器出口固定连通有注油管,注油管与脱气装置顶部进口之间固定连通有第一进油管,第一进油管伸至脱气装置中部内侧,脱气装置顶部出口与检测气室上部进口之间固定连通有出气管,脱气装置底部出口与变压器进口之间固定连通有回油管,检测气室出口固定连通有排气管,检测气室与红外检测器之间电连接,氮气储气瓶出口与脱气装置底部进口之间固定连通有氮气第一进气管,氮气第一进气管与检测气室下部进口之间固定连通有氮气第二进气管。
30、上述糠醛检测装置包括萃取装置、甲醇吸收罐、甲醇储存罐、样品池和废液储存罐,注油管与萃取装置上部进口之间固定连通有第二进油管,第二进油管伸至萃取装置中部内侧,氮气第二进气管与萃取装置顶部进口之间固定连通有氮气第三进气管,氮气第三进气管伸至萃取装置下部内侧,萃取装置顶部出口与甲醇吸收罐进口之间固定连通有氮气第一出气管,氮气第一出气管与氮气第三进气管之间固定连通有氮气第二出气管,甲醇吸收罐出口固定连通有排空管线,甲醇储存罐出口与萃取装置顶部进口之间固定连通有甲醇进液管,甲醇进液管伸至萃取装置中部内侧,萃取装置顶部出口与样品池进口之间固定连通有萃取液取样管,样品池与红外检测器之间电连接,萃取装置底部出口和样品池出口分别与废液储存罐进口之间固定连通有第一废液排出管和第二废液排出管,红外检测器与数据采集模块之间电连接。
31、上述脱气装置为脱气罐,脱气罐上还固定安装有压力传感器和温度传感器,脱气罐底部内侧还固定安装有超声振荡器,脱气罐侧部还固定安装有液位传感器,压力传感器、温度传感器和液位传感器分别与数据采集模块之间电连接。
32、上述第一进油管、第二进油管、氮气第二出气管、萃取液取样管和甲醇进液管上均固定安装有流量控制器,流量控制器与数据采集模块之间电连接。
33、上述萃取装置为萃取罐,萃取罐内部还设置有磁力搅拌子。
34、上述伸至脱气罐上部内侧的第一进油管末端固定安装有喷嘴。
35、上述出气管上固定安装有真空泵,氮气第一出气管上固定安装有气泵,注油管上固定安装有输送泵,甲醇进液管上的流量控制器与甲醇储存罐之间的甲醇进液管上固定安装有输送泵,流量控制器与萃取装置之间的萃取液取样管上固定安装有输送泵。
36、本发明变压器固体绝缘老化在线监测方法,可同时对变压器油中co或/和co2的含量及糠醛的含量进行在线检测及数据判断,实时监测变压器固体绝缘的老化状态,有效解决现有变压器油绝缘纸老化无法实时监测的问题,实时性强,能有效避免潜伏性绝缘故障带来的事故。
1.一种变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于按下述方法进行:
2.根据权利要求1所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于第四步中,当变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量任何一项不符合预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,当变压器油中的溶解气体的含量和糠醛的含量均不符合预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在严重老化风险。
3.根据权利要求2所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于当变压器油中的溶解气体的含量不满足以下公式时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,具体为:
4.根据权利要求2所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于当变压器油中的糠醛的含量超过预定条件时,则判定变压器固体绝缘存在老化风险,具体为:
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于第一步中,脱气前,用氮气对脱气装置和检测气室进行吹扫,吹扫时间为30s至40s,然后,对脱气装置和检测气室进行抽真空,真空度为10.0pa至13.3pa。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法,其特征在于第一步中,脱气时,向脱气装置中通入氮气,变压器油与氮气的体积比为10:0.8至1.2,脱气时,温度控制在45℃至75℃之间,脱气方式为振荡;或/和,第二步中,萃取时,向萃取装置中通入氮气,变压器油与甲醇的体积比为10:5,变压器油与氮气的体积比为10:200,萃取时间为5min至10min。
7.一种实施根据权利要求1至6任一项所述的变压器固体绝缘老化在线监测方法的装置,其特征在于变压器、气体检测装置、糠醛检测装置、数据采集模块和监控设备,变压器出口与气体检测装置的进口固定连通有注油管,糠醛检测装置的进口与注油管固定连通,气体检测装置与数据采集模块之间电连接,糠醛检测装置与气体检测装置之间电连接,数据采集模块与监控设备之间电连接。
8.根据权利要求7所述的变压器固体绝缘老化在线监测的装置,其特征在于气体检测装置包括脱气装置、氮气储气瓶、检测气室和红外检测器,变压器出口固定连通有注油管,注油管与脱气装置顶部进口之间固定连通有第一进油管,第一进油管伸至脱气装置中部内侧,脱气装置顶部出口与检测气室上部进口之间固定连通有出气管,脱气装置底部出口与变压器进口之间固定连通有回油管,检测气室出口固定连通有排气管,检测气室与红外检测器之间电连接,氮气储气瓶出口与脱气装置底部进口之间固定连通有氮气第一进气管,氮气第一进气管与检测气室下部进口之间固定连通有氮气第二进气管。
9.根据权利要求7或8所述的变压器固体绝缘老化在线监测的装置,其特征在于糠醛检测装置包括萃取装置、甲醇吸收罐、甲醇储存罐、样品池和废液储存罐,注油管与萃取装置上部进口之间固定连通有第二进油管,第二进油管伸至萃取装置中部内侧,氮气第二进气管与萃取装置顶部进口之间固定连通有氮气第三进气管,氮气第三进气管伸至萃取装置下部内侧,萃取装置顶部出口与甲醇吸收罐进口之间固定连通有氮气第一出气管,氮气第一出气管与氮气第三进气管之间固定连通有氮气第二出气管,甲醇吸收罐出口固定连通有排空管线,甲醇储存罐出口与萃取装置顶部进口之间固定连通有甲醇进液管,甲醇进液管伸至萃取装置中部内侧,萃取装置顶部出口与样品池进口之间固定连通有萃取液取样管,样品池与红外检测器之间电连接,萃取装置底部出口和样品池出口分别与废液储存罐进口之间固定连通有第一废液排出管和第二废液排出管,红外检测器与数据采集模块之间电连接。
10.根据权利要求7或8或9所述的变压器固体绝缘老化在线监测的装置,其特征在于脱气装置为脱气罐,脱气罐上还固定安装有压力传感器和温度传感器,脱气罐底部内侧还固定安装有超声振荡器,脱气罐侧部还固定安装有液位传感器,压力传感器、温度传感器和液位传感器分别与数据采集模块之间电连接。