本發(fā)明屬于電力變壓器故障診斷，具體涉及一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、電力變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)的核心設(shè)備，也是最為昂貴、復(fù)雜和重要的設(shè)備，由于變壓器處于電網(wǎng)的中心位置，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，時(shí)常遭受各種不良運(yùn)行工況的沖擊，更加容易發(fā)生故障。

2、隨著電力變壓器容量和電壓等級(jí)的不斷提升，設(shè)備故障率也出現(xiàn)明顯增加的趨勢(shì)?，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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，面對(duì)日益復(fù)雜的運(yùn)行工況，對(duì)故障類(lèi)型的診斷和預(yù)測(cè)能力有待進(jìn)一步提升，隨著電力裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)和運(yùn)維需求的提出，對(duì)故障發(fā)生發(fā)展過(guò)程推演能力提出了更高的要求。

3、絕緣油放電產(chǎn)氣根據(jù)能量等級(jí)不同分為局部放電、低能量放電以及高能量放電，對(duì)于不同能量等級(jí)的放電，產(chǎn)生氣體的種類(lèi)、比值、產(chǎn)氣量均不相同，由于產(chǎn)氣速率、氣體溶解速率以及氣體上浮時(shí)間等因素的影響，不同能量等級(jí)放電所產(chǎn)生氣體的溶解量與游離氣體量各不相同。現(xiàn)有技術(shù)方案在對(duì)不同能量等級(jí)下放電產(chǎn)氣量進(jìn)行測(cè)量時(shí)采用了不同方案，對(duì)于能量等級(jí)低的局部放電以溶解氣體量作為產(chǎn)氣量，且取油樣時(shí)大多只在油箱中設(shè)置一個(gè)取樣位置，固定時(shí)間間隔進(jìn)行取樣分析，未在油箱中設(shè)置多個(gè)取樣點(diǎn)位，沒(méi)有考慮到溶解氣體在油箱中的擴(kuò)散和平衡；對(duì)于能量等級(jí)較高的火花放電、擊穿放電等采用集氣裝置來(lái)收集游離氣體，以游離氣體量作為產(chǎn)氣量，兩種方案對(duì)產(chǎn)氣量來(lái)源都只側(cè)重于游離氣體與溶解氣體兩者中占比較大的一者，沒(méi)有將溶解氣體和游離氣體結(jié)合起來(lái)考慮，考慮到實(shí)際變壓器中氣體產(chǎn)生后，部分會(huì)隨著油流不斷溶解，部分氣體將上浮到油面被氣體繼電器吸收，隨著放電能量等級(jí)的不同，溶解量和游離氣體量也各不相同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，同時(shí)考慮溶解氣體以及游離氣體，對(duì)不同放電能量下變壓器油的產(chǎn)氣規(guī)律進(jìn)行定量研究，同時(shí)考慮到溶解氣體在油中的擴(kuò)散，不同區(qū)域油樣中含氣量存在差異，在裝置中設(shè)置多個(gè)油樣取樣點(diǎn)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，包括：

4、試驗(yàn)油箱、電極和試驗(yàn)電路；

5、電極設(shè)置在試驗(yàn)油箱的內(nèi)部，且與試驗(yàn)電路連接，電極用于根據(jù)試驗(yàn)電路提供的不同等級(jí)電壓在試驗(yàn)油箱內(nèi)部模擬不同能量等級(jí)的電故障；

6、試驗(yàn)油箱的箱體上部設(shè)置有游離氣體收集機(jī)構(gòu)，箱體側(cè)壁的豎向方向設(shè)置有多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)，游離氣體收集機(jī)構(gòu)用于收集電故障下變壓器絕緣油所產(chǎn)的游離氣體，多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)用于在多個(gè)取樣位置分別抽取電故障下變壓器絕緣油的油樣，以便通過(guò)油樣獲取不同取樣位置的絕緣油所產(chǎn)的溶解氣體；

7、試驗(yàn)電路用于提供模擬不同能量等級(jí)電故障的電壓。

8、進(jìn)一步的，游離氣體收集機(jī)構(gòu)包括：第一閥門(mén)和氣囊；

9、第一閥門(mén)至少具有兩個(gè)閥口；

10、第一閥門(mén)的一個(gè)閥口與氣囊相通，另一個(gè)閥口與試驗(yàn)油箱上部的集氣口相接；

11、游離氣體的氣體量根據(jù)氣囊在試驗(yàn)前后的體積變化所確定。

12、進(jìn)一步的，集氣口采用錐形結(jié)構(gòu)，集氣口較寬的一端與試驗(yàn)油箱的內(nèi)部相接，較窄的一端與第一閥門(mén)相接。

13、進(jìn)一步的，電極采用針板電極結(jié)構(gòu)，包括：針電極和板電極；

14、針電極的電極一端設(shè)置在試驗(yàn)油箱內(nèi)部，另一端穿出試驗(yàn)油箱且與試驗(yàn)電路的一個(gè)輸出端口連接；

15、板電極的電極一端與針電極的電極一端對(duì)應(yīng)設(shè)置，另一端穿出試驗(yàn)油箱且與試驗(yàn)電路的另一個(gè)輸出端口連接。

16、進(jìn)一步的，針電極的中間部與試驗(yàn)油箱的箱體之間螺紋連接。

17、進(jìn)一步的，油樣抽取機(jī)構(gòu)包括：第二閥門(mén)和油樣抽取器皿；

18、第二閥門(mén)至少具有三個(gè)閥口；

19、第二閥門(mén)的一個(gè)閥口與試驗(yàn)油箱內(nèi)部接通，另一個(gè)閥口與油樣抽取器皿相通，第三個(gè)閥口作為側(cè)端閥口；

20、側(cè)端閥口用于將第二閥門(mén)與試驗(yàn)油箱或第二閥門(mén)與油樣抽取器皿之間的連接管路與外部連通。

21、進(jìn)一步的，通過(guò)油樣抽取機(jī)構(gòu)抽取油樣的流程，包括：

22、調(diào)整第二閥門(mén)至試驗(yàn)油箱與側(cè)端閥口相通，沖洗連接管路；

23、調(diào)整第二閥門(mén)至試驗(yàn)油箱與油樣抽取器皿相通，沖洗油樣抽取器皿；

24、調(diào)整第二閥門(mén)至油樣抽取器皿與側(cè)端閥口相通，排空油樣抽取器皿；

25、調(diào)整第二閥門(mén)至油箱抽取器皿與試驗(yàn)油箱相通，抽取油樣。

26、進(jìn)一步的，還包括：加熱保溫機(jī)構(gòu)；

27、加熱保溫機(jī)構(gòu)設(shè)置于試驗(yàn)油箱上，用于使試驗(yàn)油箱內(nèi)的絕緣油達(dá)到設(shè)定溫度并保持。

28、進(jìn)一步的，試驗(yàn)電路包括：變壓器模塊、保護(hù)電阻、電容、電流傳感器和示波器；

29、變壓器模塊與電極相接，用于為電極提供模擬不同能量等級(jí)電故障的電壓；

30、保護(hù)電阻與電極串聯(lián)；

31、電容與電極并聯(lián)；

32、電流傳感器與電極相接，用于測(cè)量試驗(yàn)的電流值；

33、示波器與電流傳感器相接，用于獲取電流值的信號(hào)波形。

34、第二方面，本發(fā)明提供了一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

35、對(duì)試驗(yàn)裝置和絕緣油進(jìn)行準(zhǔn)備處理，使絕緣油和試驗(yàn)裝置達(dá)到預(yù)設(shè)的試驗(yàn)條件，試驗(yàn)裝置采用如第一方面的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置；

36、令試驗(yàn)電路提供模擬不同能量等級(jí)電故障的電壓，以使電極的兩端電壓升至故障電壓；

37、通過(guò)游離氣體收集機(jī)構(gòu)和多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)分別采集電故障下變壓器絕緣油所產(chǎn)的游離氣體和不同取樣位置的油樣，并從油樣中檢測(cè)溶解氣體量；

38、根據(jù)游離氣體的體積和不同位置處油樣中的溶解氣體量進(jìn)行變壓器絕緣油產(chǎn)氣分析。

39、綜上，本發(fā)明提供了一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，該裝置包括試驗(yàn)油箱、電極和試驗(yàn)電路；電極設(shè)置在試驗(yàn)油箱的內(nèi)部，且與試驗(yàn)電路連接，電極用于根據(jù)試驗(yàn)電路提供的不同等級(jí)電壓在試驗(yàn)油箱內(nèi)部模擬不同能量等級(jí)的電故障；試驗(yàn)油箱的箱體上部設(shè)置有游離氣體收集機(jī)構(gòu)，箱體側(cè)壁的豎向方向設(shè)置有多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)，游離氣體收集機(jī)構(gòu)用于收集電故障下變壓器絕緣油所產(chǎn)的游離氣體，多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)用于在多個(gè)取樣位置分別抽取電故障下變壓器絕緣油的油樣，以便通過(guò)油樣獲取不同取樣位置的絕緣油所產(chǎn)的溶解氣體；試驗(yàn)電路用于提供模擬不同能量等級(jí)電故障的電壓。通過(guò)在試驗(yàn)裝置上設(shè)置游離氣體收集機(jī)構(gòu)和多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)，能夠同時(shí)研究溶解氣體和游離氣體的產(chǎn)氣規(guī)律，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同能量等級(jí)電故障下變壓器油產(chǎn)氣特性的全面定量分析。

40、所提供的試驗(yàn)方法基于上述試驗(yàn)裝置實(shí)施時(shí)，具有相似的效果，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述游離氣體收集機(jī)構(gòu)包括：第一閥門(mén)和氣囊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述集氣口采用錐形結(jié)構(gòu)，所述集氣口較寬的一端與所述試驗(yàn)油箱的內(nèi)部相接，較窄的一端與所述第一閥門(mén)相接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電極采用針板電極結(jié)構(gòu)，包括：針電極和板電極；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述針電極的中間部與所述試驗(yàn)油箱的箱體之間螺紋連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述油樣抽取機(jī)構(gòu)包括：第二閥門(mén)和油樣抽取器皿；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，通過(guò)所述油樣抽取機(jī)構(gòu)抽取油樣的流程，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括：加熱保溫機(jī)構(gòu)；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)電路包括：變壓器模塊、保護(hù)電阻、電容、電流傳感器和示波器；

10.一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種不同能量等級(jí)電故障下變壓器絕緣油產(chǎn)氣試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，該裝置包括試驗(yàn)油箱、電極和試驗(yàn)電路；電極設(shè)置在試驗(yàn)油箱的內(nèi)部，且與試驗(yàn)電路連接；試驗(yàn)油箱的箱體上部設(shè)置有游離氣體收集機(jī)構(gòu)，箱體側(cè)壁的豎向方向設(shè)置有多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)，游離氣體收集機(jī)構(gòu)用于收集電故障下變壓器絕緣油所產(chǎn)的游離氣體，多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)用于在多個(gè)取樣位置分別抽取電故障下變壓器絕緣油的油樣；試驗(yàn)電路用于提供模擬不同能量等級(jí)電故障的電壓。本發(fā)明通過(guò)在試驗(yàn)裝置上設(shè)置游離氣體收集機(jī)構(gòu)和多個(gè)油樣抽取機(jī)構(gòu)，能夠同時(shí)研究溶解氣體和游離氣體的產(chǎn)氣規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同能量等級(jí)電故障下變壓器油產(chǎn)氣特性的全面定量分析。

技術(shù)研發(fā)人員：趙思誠(chéng),卓然,高萌,王國(guó)利,高鋒,羅顏,侯營(yíng),陳秋霖,李陽(yáng),范才進(jìn),黃之明,楊偉鴻,成傳暉
受保護(hù)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：2024/11/11