本申請涉及變壓器狀態(tài)分析，尤其涉及一種變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、電力變壓器是由油、紙、銅、鋼、鐵等材料組成的復(fù)雜系統(tǒng)，由于變壓器在運行過程中不可避免地會受到電、熱和機械應(yīng)力的作用，導(dǎo)致變壓器發(fā)生熱故障或電故障，變壓器中的絕緣油以及絕緣紙等材料發(fā)生分解，產(chǎn)生低分子烴類、h2、co和co2等氣體，油中尚未飽和，分解出的氣體將以分子的形式溶解于變壓器油中，其中一些氣體能反映變壓器故障的情況，通常稱這些氣體為特征氣體，它們是h2、ch4、c2h6、c2h4、c2h2、co、co2。

2、當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，油中溶解氣體的含量、組分及產(chǎn)氣率取決于故障的嚴重程度和故障點能量的釋放形式，因此，根據(jù)氣體色譜分析的結(jié)果即可判定設(shè)備有無內(nèi)部故障，診斷其故障類型，并推定故障的嚴重程度及發(fā)展趨勢等，將此方法稱為油中溶解氣體分析法(dissolved?gases?analysis，簡稱dga)。隨著電力變壓器容量和電壓等級的不斷提升，設(shè)備故障率也出現(xiàn)明顯增加的趨勢?，F(xiàn)有以油中溶解氣體三比值法為代表的變壓器故障診斷方法，基于大量的運行經(jīng)驗數(shù)據(jù)，面對日益復(fù)雜的運行工況，對故障類型的診斷和預(yù)測能力有待進一步提升隨著電力裝備數(shù)字化設(shè)計和運維需求的提出，對故障發(fā)生發(fā)展過程推演能力提出了更高的要求。

3、然而，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實體氣體傳感器安裝困難，內(nèi)部傳感器的種類和數(shù)量都很少，且一般傳感數(shù)據(jù)都是局部位置點，無法獲得分布式的傳感數(shù)據(jù)。工程中dga診斷方法通過采取油樣、進樣分析的方式進行，而油樣的取樣位置數(shù)量和分布及其有限，無法反映溶解氣體在變壓器油道中的擴散情況，進而無法獲得變壓器內(nèi)部氣體的空間時變分布規(guī)律，油樣的測試結(jié)果難以準確地反映變壓器故障的發(fā)生發(fā)展過程。在試驗方面，目前已有的變壓器油中溶解氣體dga試驗裝置普遍使用單個油樣取樣位置進行油樣采集，以平衡狀態(tài)下溶解氣體含量作為dga診斷的依據(jù)，未充分考慮溶解氣體的擴散特性以及故障發(fā)生發(fā)展對應(yīng)的溶解氣體空間時變分布情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的油樣的測試結(jié)果難以準確地反映變壓器故障的發(fā)生發(fā)展過程，且未充分考慮溶解氣體的擴散特性以及故障發(fā)生發(fā)展對應(yīng)的溶解氣體空間時變分布情況問題。

2、有鑒于此，本申請第一方面提供了一種變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，所述裝置包括：

3、圓筒形箱體8、若干個取油口結(jié)構(gòu)b、氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c、通油閥9、氣體注入結(jié)構(gòu)、壓力表5以及排氣單向閥4；

4、其中，各所述取油口結(jié)構(gòu)b等間隔設(shè)置于所述圓筒形箱體8側(cè)面，用于進行油樣抽?。?/p>

5、所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c設(shè)置于所述圓筒形箱體頂部，所述通油閥9及所述氣體注入結(jié)構(gòu)均設(shè)置于所述圓筒形箱體的底部，其中，所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c與所述通油閥9配合，實現(xiàn)所述圓筒形箱體8內(nèi)變壓器油的充入以及進行所述圓筒形箱體8的抽真空操作，所述氣體注入結(jié)構(gòu)用于氣體注入；

6、所述壓力表5以及所述排氣單向閥4均設(shè)置于所述圓筒形箱體8的頂部，其中，所述壓力表5用于測量所述圓筒形箱體8的內(nèi)部壓力，所述排氣單向閥4用于平衡所述圓筒形箱體8的內(nèi)部壓力。

7、可選地，還包括：腳架11和若干個支架10；

8、其中，所述圓筒形箱體8的底部通過膠粘連接各所述腳架10用于箱體的支撐，所述腳架11下方通過膠粘連接支架10用于抬高箱體。

9、可選地，所述圓筒形箱體8由亞克力材料的圓筒與頂部、底部兩塊圓形蓋板分別通過若干個螺釘2通過螺紋連接，在頂部、底部兩塊蓋板和圓筒間分別設(shè)有密封結(jié)構(gòu)a。

10、可選地，所述密封結(jié)構(gòu)a為o型密封圈。

11、可選地，所述圓筒形箱體8的頂部蓋板設(shè)有錐形結(jié)構(gòu)d。

12、可選地，所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c由兩通球閥12、一個三通球閥及氣囊6構(gòu)成；

13、其中，所述錐形結(jié)構(gòu)d用于引導(dǎo)所述圓筒形箱體8的內(nèi)部氣體向上方結(jié)構(gòu)流入，所述錐形結(jié)構(gòu)d通過螺紋通孔連接所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c的三通球閥，所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c的三通球閥的上方連接所述兩通球閥12，所述兩通球閥12另一側(cè)通過氣管快插結(jié)構(gòu)與所述氣囊6的管路相接；

14、所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c的三通球閥的上、下端閥口分別連接所述兩通球閥12和所述圓筒形箱體8的頂部蓋板的螺紋通孔，側(cè)端閥口連接真空泵用于對所述圓筒形箱體8的內(nèi)部進行抽真空；

15、所述氣囊6用于收集所述圓筒形箱體8內(nèi)的游離氣體，同時平衡所述圓筒形箱體8的內(nèi)部壓力，所述氣囊6的管路處設(shè)有開關(guān)結(jié)構(gòu)，用于防止拆卸時氣體泄漏。

16、可選地，各所述取油口結(jié)構(gòu)b均為三通球閥，三通球閥通過所述圓筒形箱體8的側(cè)面的螺紋通孔連接所述圓筒形箱體8。

17、可選地，所述氣體注入結(jié)構(gòu)為兩通球閥，通過螺紋通孔連接于所述圓筒形箱體8的底部蓋板的中心位置。

18、從以上技術(shù)方案可以看出，本申請具有以下優(yōu)點：

19、1、本申請的裝置設(shè)計用于變壓器油中溶解氣體在靜止油中的擴散規(guī)律，裝置包含集注油、抽真空脫氣、注氣、油樣抽取功能于一體，由上自下不同高度位置等間隔設(shè)置了6個油采樣點，通過氣相色譜儀對油樣中溶解氣體濃度進行檢測，進而探究溶解氣體在油箱中的擴散規(guī)律。

20、2、箱體頂蓋內(nèi)測設(shè)計有錐形結(jié)構(gòu)，構(gòu)造游離氣體的通路，便于游離氣體的收集，結(jié)合氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)以及氣囊部件，實現(xiàn)游離氣體與變壓器油的分離，防止游離氣體在液體表面繼續(xù)溶解，干擾試驗結(jié)果。同時通過平衡時油中溶解氣體濃度、油體積、氣囊中氣體體積以及注氣量，可以對氣體的游離量與溶解量進行判定和驗證。

21、3、通過箱體頂部的氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)，配合箱體底部通油閥，既能實現(xiàn)箱體內(nèi)變壓器油的充入，又能實現(xiàn)進行箱體的抽真空操作，對油樣進行真空脫氣，排除初始油樣中微小氣泡對試驗的干擾。

技術(shù)特征：

1.一種變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，包括：圓筒形箱體8、若干個取油口結(jié)構(gòu)b、氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c、通油閥9、氣體注入結(jié)構(gòu)、壓力表5以及排氣單向閥4；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，還包括：腳架11和若干個支架10；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，所述圓筒形箱體8由亞克力材料的圓筒與頂部、底部兩塊圓形蓋板分別通過若干個螺釘2通過螺紋連接，在頂部、底部兩塊蓋板和圓筒間分別設(shè)有密封結(jié)構(gòu)a。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)a為o型密封圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，所述圓筒形箱體8的頂部蓋板設(shè)有錐形結(jié)構(gòu)d。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，所述氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)c由兩通球閥12、一個三通球閥及氣囊6構(gòu)成；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，各所述取油口結(jié)構(gòu)b均為三通球閥，三通球閥通過所述圓筒形箱體8的側(cè)面的螺紋通孔連接所述圓筒形箱體8。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，其特征在于，所述氣體注入結(jié)構(gòu)為兩通球閥，通過螺紋通孔連接于所述圓筒形箱體8的底部蓋板的中心位置。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種變壓器絕緣油溶解氣體擴散模擬試驗裝置，包括：圓筒形箱體、若干個取油口結(jié)構(gòu)、氣體輸運開關(guān)結(jié)構(gòu)、通油閥、氣體注入結(jié)構(gòu)、壓力表以及排氣單向閥。該裝置設(shè)計用于分析變壓器油中溶解氣體在靜止油中的擴散規(guī)律，裝置包含集注油、真空脫氣、注氣、油樣抽取功能于一體，由上自下不同高度位置等間隔設(shè)置了若干個變壓器油采樣點，通過氣相色譜儀對油樣中溶解氣體濃度進行檢測，進而探究溶解氣體在油箱中的擴散規(guī)律。從而解決了現(xiàn)有技術(shù)的油樣的測試結(jié)果難以準確地反映變壓器故障的發(fā)生發(fā)展過程，且未充分考慮溶解氣體的擴散特性以及故障發(fā)生發(fā)展對應(yīng)的溶解氣體空間時變分布情況問題。

技術(shù)研發(fā)人員：高萌,卓然,趙思誠,王國利,羅顏,陳秋霖,侯營,高鋒,李陽,范才進,黃之明,楊偉鴻,成傳暉
受保護的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14