高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【專利摘要】一種高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置及方法，包括氣體探頭(6)、氣體管路(7)、氣體傳感器(4)或氣體檢測儀(10)、氣泵(5)及信息處理模塊(3)，通過檢測放電下產(chǎn)生的氣體來監(jiān)測電抗器故障，實現(xiàn)對電抗器內(nèi)部故障的監(jiān)測。通過設(shè)置在電抗器風(fēng)道中的具有喇叭型開口的氣體探頭(6)探測分解氣體，并通過設(shè)有氣泵(5)的氣體管路(7)將氣體送至低電位處，采用氣體傳感器(4)或氣體檢測儀(10)測量氣體組分含量，并由信息處理模塊(3)根據(jù)布置在不同位置的氣體探頭(6)探測得到的氣體含量濃度判斷故障。所述氣體管路沿風(fēng)道垂直布置，且固定在電抗器內(nèi)壁上。氣體探頭(6)、氣體管路(7)采用絕緣材料制作。
【專利說明】
高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種故障監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，特別涉及一種干式空心電抗器的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]特高壓直流輸電的換流站等場合所用的干式空心電抗器，其運(yùn)行維護(hù)和在線監(jiān)測技術(shù)尚處于經(jīng)驗積累階段。受電抗器自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制造工藝以及所處的強(qiáng)電磁場環(huán)境影響，隨著運(yùn)行負(fù)荷、環(huán)境溫度的變化，較其他設(shè)備更容易發(fā)熱等因素的影響，平波電抗器在實際運(yùn)行中出現(xiàn)了發(fā)熱、甚至燒損現(xiàn)象；另外，由于電抗器在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中，可能出現(xiàn)由于內(nèi)表面臟污、毛刺、接觸不良等原因而產(chǎn)生的絕緣缺陷，會發(fā)生局部放電現(xiàn)象，引起電抗器故障，極大影響了電抗器的壽命，也降低了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。因此需要對電抗器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。圖1所示的高壓平波電抗器，通常由支架及電抗器本體構(gòu)成，其中本體為同軸多層繞組。
[0003]目前運(yùn)行人員利用常規(guī)的紅外測溫手段，對電抗器設(shè)備進(jìn)行特殊巡視，一方面該方法需要運(yùn)行人員長期巡視，維護(hù)量大；另一方面由于干式平波電抗器采用的是空心結(jié)構(gòu)，常規(guī)手段只能對電抗器表面進(jìn)行溫度測量，對于電抗器內(nèi)部發(fā)生的發(fā)熱異常難以及時有效監(jiān)測，影響了對設(shè)備溫度監(jiān)測的實效性。也有采用在線式紅外熱成像儀檢測溫度的，如專利CN201310393608.0“一種防強(qiáng)磁全天候的干式電抗器在線監(jiān)測裝置及方法”，但仍然存在不能對內(nèi)部溫度變化進(jìn)行實時監(jiān)測的弊端。
[0004]基于此，專利CN201320792365.3“基于光學(xué)測溫的特高壓換流站干式電抗器溫度監(jiān)測裝置”提出采用布設(shè)光纖光柵溫度傳感器的方法對電抗器內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測。但該方式價格較高且光纖易損壞，同時該方法對于放電故障無法實現(xiàn)監(jiān)測。
[0005]專利CN201320153922.7“一種干式電抗器故障在線監(jiān)測裝置”提出通過在電抗器的絕緣支柱的下方和防雨罩通風(fēng)口設(shè)置煙霧傳感器的方法來監(jiān)測電抗器的故障。采用該方式監(jiān)測故障，通常故障已很嚴(yán)重，不能滿足在故障初期即能檢測的要求。另外，該傳感器在灰塵、雨雪、強(qiáng)磁場條件下性能不穩(wěn)定。
[0006]專利CN201410551617.2“一種運(yùn)行干式電抗器應(yīng)變檢測的視覺系統(tǒng)”提出通過在電抗器旁邊安裝IP照相機(jī)的方法監(jiān)測電抗器故障，該方式只有在故障較大是才能發(fā)現(xiàn)照相機(jī)產(chǎn)生圖片的區(qū)別。
[0007]對于電抗器的局部放電故障檢測目前有采用“日盲”紫外成像法，可以圖像的形式顯示局部放電，但該設(shè)備需將攝像頭對準(zhǔn)放電部位，只能用來巡檢，且對于內(nèi)部故障同樣無能為力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。本發(fā)明通過檢測放電下產(chǎn)生的氣體來檢測高壓干式空心電抗器故障，可以實現(xiàn)對電抗器內(nèi)部故障的監(jiān)測，具有準(zhǔn)確可靠、且監(jiān)測設(shè)備不影響電抗器正常運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明所述高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)如下:
[0010]本發(fā)明的故障監(jiān)測裝置包括氣體探頭、氣體管路、氣體傳感器、氣栗、信息處理模塊和出氣管。
[0011]所述氣體探頭有多個，分別安裝在電抗器相鄰兩層線圈間隙形成的風(fēng)道中。多個所述的氣體探頭沿風(fēng)道高度由下至上布置，優(yōu)選布置三個，且均勻分布。其中位于風(fēng)道最下部的氣體探頭用于探測環(huán)境中的氣體。多個氣體探頭與多個氣體管路一一對應(yīng)。所述氣體探頭優(yōu)選為利于氣體進(jìn)入的喇叭型開口，且開口朝下以利于氣體進(jìn)入，所述氣體探頭上裝有濾網(wǎng)。所述氣體管路沿風(fēng)道垂直布置，且固定在電抗器內(nèi)壁上。通常干式電抗器多層線圈之間用固體絕緣材料支撐，將每一圈的風(fēng)道分成多段，優(yōu)選在每段風(fēng)道內(nèi)由下到上布置的3個氣體探頭構(gòu)成一組。
[0012]所述多個氣體傳感器分別安裝在多個氣體管路上，且與氣體管路一一對應(yīng)。氣體傳感器檢測氣體管路中03、N0、N20、N02、N03、C0、N205的含量，并將檢測結(jié)果傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K。所述多個氣體探頭對應(yīng)的氣體管路最終在出口處合為一路，構(gòu)成出氣管，所述出氣管上裝有氣栗。所述氣體傳感器安裝在氣體管路靠近出氣管的位置處。出氣管排出的氣體排放在遠(yuǎn)離電抗器的氣體探頭能探測到的位置，以免影響氣體測量結(jié)果。所述氣體探頭、氣體管路為絕緣材料制作，且不吸附03、N0、N20、N02、N03、C0、N205氣體，不與這些氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，優(yōu)選為聚四氟乙烯材料。
[0013]所述信息處理模塊設(shè)置在遠(yuǎn)離高壓干式空心電抗器高電壓的地電壓一側(cè)，用于接收氣體傳感器得到的測結(jié)果，判斷故障并與上級控制系統(tǒng)通信，并為傳感器和氣栗提供電源。
[0014]采用上述故障監(jiān)測裝置監(jiān)測高壓干式空心電抗器的方法如下:
[0015]當(dāng)電抗器發(fā)生故障時，產(chǎn)生的分解氣體通過氣體探頭進(jìn)入氣體管路，氣體傳感器將檢測到的氣體濃度傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K，信息處理模塊對比位于檢測裝置最下部的氣體探頭探測到的氣體濃度與上部氣體探頭探測到的氣體濃度，判斷是否產(chǎn)生分解氣體，如產(chǎn)生的分解氣體的濃度達(dá)到下述發(fā)明檢測故障的原理中所述氣體濃度值，則認(rèn)為有故障產(chǎn)生。進(jìn)一步，通過比較不同位置氣體探頭探測到相同氣體濃度的差別，確定故障產(chǎn)生的準(zhǔn)確區(qū)域，且進(jìn)一步可根據(jù)產(chǎn)生各氣體組分的濃度情況可以判斷故障嚴(yán)重程度及故障類型。
[0016]本發(fā)明檢測故障的原理如下:
[0017]檢測過程中，如果只檢測到O3濃度發(fā)生變化，且在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，而其他幾種氣體組分基本無變化，則認(rèn)為只發(fā)生不涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電；
[0018]如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到⑶濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電。
[0019]如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到Ν0、Ν02、Ν20、Ν03、Ν205中的至少I種濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了不涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電。
[0020]如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到Ν0、Ν02、Ν20、Ν03、Ν205中的至少I種，以及CO濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電。
[0021]所述濃度發(fā)生變化是指當(dāng)體積濃度小于30ppbv時，濃度提高20% ;濃度在30?60ppbv之間時，濃度提高6ppbv以上；當(dāng)體積濃度在60ppbv以上時，濃度提高10% ;但體積濃度在500ppbv以上時，濃度提高5%。
[0022]根據(jù)上述方法氣體探頭布置的越密集越利于準(zhǔn)確判斷故障產(chǎn)生的區(qū)域，但考慮到成本及電抗器運(yùn)行特性，只要能判斷故障大概位置，即可以通過觀測進(jìn)一步確定具體位置，故優(yōu)選的布置方式是在每個風(fēng)道中都從下到上均勻布置3個氣體探頭。
[0023]對于運(yùn)行中的高壓干式空心電抗器，檢測裝置的布置方式不同。所述氣體探頭布置在高壓干式空心電抗器的防雨罩內(nèi)部，且布置在防雨罩內(nèi)壁上，且沿圓周均勻布置;所述氣體探頭與氣體管路一一對應(yīng)。沿所述氣體探頭優(yōu)選為喇叭型開口，且開口朝下以利于氣體進(jìn)入，所述氣體探頭上裝有濾網(wǎng)。氣體管路沿高壓干式空心電抗器外部垂直向下布置。
[0024]本發(fā)明高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置也可以包括:氣體探頭、氣體管路、氣體檢測儀、氣栗、信息處理模塊、常閉電磁閥和出氣管。所述氣體探頭有多個，分別安裝在電抗器相鄰兩層線圈間隙形成的風(fēng)道中；多個所述氣體探頭沿風(fēng)道高度由下至上分布，優(yōu)選布置三個，且均勻分布。其中最下部的氣體探頭用于探測環(huán)境中氣體;所述氣體探頭與氣體管路一一對應(yīng)。所述氣體探頭優(yōu)選為利于氣體進(jìn)入的喇叭型開口，且開口朝下，開口上裝有濾網(wǎng)。所述氣體管路沿風(fēng)道垂直布置，向下引出風(fēng)道，且固定在電抗器內(nèi)壁上。所述氣體探頭沿風(fēng)道圓周方向均勻布置，優(yōu)選每個風(fēng)道至少一組3個，分別位于風(fēng)道的下部，中部和上部。
[0025]與多個氣體探頭對應(yīng)的氣體管路上均裝有常閉電磁閥，所述氣體管路最終在出口處合為一路，構(gòu)成出氣管，所述常閉電磁閥安裝在靠近出氣管一側(cè)，所述出氣管上裝有氣栗。所述氣栗的流速需保證氣體在氣體探頭進(jìn)口到氣體檢測儀這一段管路中的停留時間不超過5s，所述氣體管路的內(nèi)徑應(yīng)使得氣體處于層流狀態(tài)。所述氣體檢測儀安裝在出氣管上，氣體檢測儀將檢測結(jié)果傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K;所述氣體檢測儀安裝在氣栗的進(jìn)氣側(cè)。所處出氣管排出的氣體應(yīng)排放在遠(yuǎn)離電抗器的氣體探頭能探測到的位置。所述常閉電磁閥受信息處理模塊控制。所述信息處理模塊設(shè)置在遠(yuǎn)離高壓干式空心電抗器高電壓的地電壓一側(cè)用于接收氣體檢測儀得到的測結(jié)果，并判斷故障并與上級控制系統(tǒng)通信，且為氣體檢測儀和氣栗提供電源。所述氣體探頭、氣體管路應(yīng)為絕緣材料，且不吸附O3、NO、N2O、NO2、NO3、CO、N2O5氣體，不與這些氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，優(yōu)選為聚四氟乙烯材料。
[0026]信息處理模塊依次打開各氣體管路上的常閉電磁閥，分別測量從不同氣體探頭采集到的氣體組分;氣體通過氣體探頭進(jìn)入氣體管路，氣體檢測儀將檢測到的氣體濃度傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K，信息處理模塊對比位于風(fēng)道最下部氣體探頭探測到的氣體濃度與上部氣體探頭探測到的氣體濃度，判斷是否產(chǎn)生分解氣體，如產(chǎn)生的分解氣體的濃度達(dá)到下述發(fā)明檢測故障的原理中所述氣體濃度值設(shè)定閾值，則認(rèn)為有故障產(chǎn)生。進(jìn)一步，通過比較不同位置氣體探頭探測到相同氣體濃度的差別，確定故障產(chǎn)生的準(zhǔn)確區(qū)域，且進(jìn)一步可根據(jù)產(chǎn)生各氣體組分的濃度情況可以判斷故障嚴(yán)重程度及故障類型。
[0027]本發(fā)明檢測故障的原理與上述相同。
[0028]采用上述故障監(jiān)測裝置及方法監(jiān)測高壓干式空心電抗器故障具有如下優(yōu)點(diǎn)。監(jiān)測裝置對電抗器的正常運(yùn)行沒有影響，可以實現(xiàn)一臺檢測儀器同時檢測多臺設(shè)備，同時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0029]圖1為高壓平波電抗器示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置實施例1的示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明故障檢測裝置氣體探頭沿電抗器圓周布置示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置實施例2的示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置在運(yùn)行的高壓干式電抗器上應(yīng)用的實施例的示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明故障檢測裝置氣體探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0036]本發(fā)明的故障監(jiān)測裝置包括氣體探頭6、氣體管路7、氣體傳感器4、氣栗5、信息處理模塊3和出氣管8。
[0037]多個氣體探頭分別安裝在電抗器相鄰兩層線圈間隙形成的風(fēng)道中，沿風(fēng)道高度由下至上布置且均勻分布。其中位于風(fēng)道最下部的氣體探頭用于探測環(huán)境中的氣體。多個氣體探頭與多個氣體管路一一對應(yīng)。所述氣體探頭上裝有濾網(wǎng)。氣體管路沿風(fēng)道垂直布置，且固定在電抗器內(nèi)壁上。
[0038]圖2為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置實施例1的示意圖。如圖2所示，由絕緣支柱I支撐的高壓干式電抗器2立在地面上。所述高壓干式電抗器2由多層線圈并聯(lián)構(gòu)成，線圈層間有風(fēng)道9，氣體探頭6設(shè)置在風(fēng)道9之間，緊貼線圈內(nèi)壁安裝。氣體探頭6可以安裝多個，圖2所示為每個風(fēng)道安裝一組3個，分別位于風(fēng)道的下部，中部和上部。氣體探頭6與對應(yīng)的氣體管路7相連，多個氣體探頭6的氣體管路7在地面附近的出口處合并為一路，構(gòu)成出氣管8。出氣管8上裝有氣栗5;每個氣體管路7靠近出氣管8的一側(cè)上裝有氣體傳感器4。氣體探頭6的開口向下，氣體管路7通過彎管與氣體探頭6相連，氣體管路7沿電抗器氣道內(nèi)壁鋪設(shè)，且從風(fēng)道9下部引出。
[0039]氣體從氣體探頭6進(jìn)入，通過氣體管路7進(jìn)入氣體傳感器4，氣體傳感器檢測對應(yīng)氣體管路7的氣體并將檢測結(jié)果傳輸給信息處理模塊3。氣體流過氣體傳感器4后進(jìn)入出氣管8并經(jīng)過氣栗5流出。信息處理模塊3根據(jù)從不同氣體探頭6得到的氣體的濃度判斷故障是否發(fā)生及故障發(fā)生位置。
[0040]圖3為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置氣體探頭沿電抗器圓周布置方式的示意圖，如圖3所示，氣體探頭6在電抗器沿圓周的風(fēng)道9均勻布置。
[0041]圖4為本發(fā)明故障監(jiān)測裝置的實施例2示意圖。如圖4所示，由絕緣支柱I支撐的高壓干式電抗器2立在地面上。所述高壓干式電抗器2由多層線圈并聯(lián)構(gòu)成，線圈層間有風(fēng)道9，氣體探頭6設(shè)置在風(fēng)道之間，緊貼線圈內(nèi)壁安裝，氣體探頭6可以安裝多個，圖4所示每個風(fēng)道安裝有3個，分別位于風(fēng)道的下部，中部和上部。氣體探頭6與對應(yīng)的氣體管路7相連，多個氣體探頭6的氣體管路7在地面附近的出口處合并為一路，構(gòu)成出氣管8，出氣管8上裝有氣栗5。每個氣體管路7靠近出氣管8的一側(cè)上裝有常閉式電磁閥12。在所述氣體檢測儀10也安裝在出氣管8上，且在氣栗5的進(jìn)氣側(cè)，氣體探頭6的開口向下，氣體管路7通過彎管與氣體探頭6相連，氣體管路7沿電抗器氣道內(nèi)壁鋪設(shè)，且從風(fēng)道9下部引出。
[0042]氣體從氣體探頭6進(jìn)入，通過氣體管路7經(jīng)過常閉電磁閥12，而后進(jìn)入出氣管8并經(jīng)過氣體檢測儀10，氣體檢測儀10將檢測結(jié)果傳輸給信息處理模塊3。流過氣體檢測儀10的氣體再經(jīng)過氣栗5排出。信息處理模塊3根據(jù)從不同氣體探頭6得到的氣體的濃度判斷故障是否發(fā)生及故障發(fā)生位置。
[0043]圖5為本發(fā)明的故障監(jiān)測裝置應(yīng)用在已運(yùn)行高壓干式電抗器上的實施例3。如圖5所示，絕緣支柱I支撐高壓干式電抗器2立在地面上。所述高壓干式電抗器2由多層線圈并聯(lián)構(gòu)成。高壓干式電抗器上蓋有防雨罩11，氣體探頭6設(shè)置在防雨罩11下，高壓干式電抗器2上。氣體探頭6與高壓干式電抗器2的風(fēng)道對應(yīng)，緊貼防雨罩11的內(nèi)壁。氣體探頭6可以安裝多個，圍繞防雨罩11 一周安裝。如圖5所示的切面圖，在每個風(fēng)道安裝有兩個氣體探頭6。氣體探頭6與對應(yīng)的氣體管路7相連，多個氣體探頭6的氣體管路7在地面附近合并為一路，構(gòu)成出氣管8，出氣管8上裝有氣栗5。每個氣體管路7靠近出氣管8的一側(cè)上裝有常閉式電磁閥
12。所述氣體檢測儀10也安裝在出氣管8上，且在氣栗5進(jìn)氣側(cè)，氣體探頭6的開口向下，氣體管路7通過彎管與氣體探頭6相連，氣體管路7沿防雨罩11內(nèi)壁鋪設(shè)，且引出外部后向下設(shè)置。
[0044]氣體從氣體探頭6進(jìn)入，通過氣體管路7經(jīng)過常閉電磁閥12，而后進(jìn)入出氣管8并經(jīng)過氣體檢測儀10，氣體檢測儀10將檢測結(jié)果傳輸給信息處理模塊3。流過氣體檢測儀10的氣體再經(jīng)過氣栗5排出。信息處理模塊3根據(jù)從不同氣體探頭6得到的氣體的濃度判斷故障是否發(fā)生及故障發(fā)生位置。
[0045]圖6為本發(fā)明的故障監(jiān)測裝置氣體探頭示意圖，如圖6所示，氣體探頭6的下端為喇叭型開口 61，喇叭型開口 61上裝有濾網(wǎng)62。
【主權(quán)項】
1.一種高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的故障監(jiān)測裝置包括:氣體探頭(6)、氣體管路(7)、出氣管(8)、氣體傳感器(4)、氣栗(5)和信息處理模塊(3);多個氣體探頭(6)分別安裝在高壓干式電抗器(2)相鄰兩層線圈間隙形成的風(fēng)道(9)中，所述氣體探頭(6)沿風(fēng)道(9)的高度由下至上均布，其中最下部的氣體探頭(6)用于探測環(huán)境中氣體；所述多個氣體探頭(6)與多個氣體管路(7)——對應(yīng);所述氣體探頭(6)的開口裝有濾網(wǎng)(62);所述氣體管路(7)沿風(fēng)道(9)垂直布置，向下引出風(fēng)道(9);氣體管路(7)固定在高壓干式電抗器(2)內(nèi)壁上;所述氣體傳感器(4)安裝在氣體管路(7)上，氣體傳感器(4)與信息處理模塊(3)連接，將檢測結(jié)果傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K(3);多個氣體探頭(6)對應(yīng)的多個氣體管路(7)在最終出口處合為一路出氣管(8)，所述出氣管(8)上裝有氣栗(5)，氣栗(5)的流速能夠保障氣體從氣體探頭(6)進(jìn)口到氣體傳感器(4)中的停留時間不超過5s;所述氣體管路(7)的內(nèi)徑應(yīng)使得氣體處于層流狀態(tài);所述氣體傳感器(4)安裝在氣體管路(7)靠近出氣管(8)的位置;所處出氣管(8)排出的氣體排放在遠(yuǎn)離氣體探頭(6)能探測到的位置;所述信息處理模塊(3)設(shè)置在高壓干式電抗器(2)低電壓一側(cè)，用于接收氣體傳感器(4)得到的測量結(jié)果、判斷故障并與上級控制系統(tǒng)通信，且為氣體傳感器(4)和氣栗(5)提供電源;氣體探頭(6)和氣體管路(7)采用絕緣材料制作，且不吸附03、N0、N20、N02、N03、C0、N205氣體，不與這些氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。2.按照權(quán)利要求1所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于:所述氣體探頭(6)優(yōu)選為喇叭型開口(61)，且開口朝下，氣體探頭(6)開口裝有濾網(wǎng)(62)。3.按照權(quán)利要求1所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于:所述氣體探頭(6)在風(fēng)道(9)圓周方向均勻布置;高壓干式空心電抗器的多層線圈之間用固體絕緣材料支撐，將每一圈的風(fēng)道分成多段，每段風(fēng)道從上到下均勻布置三個氣體探頭(6)。4.按照權(quán)利要求1至3的任一項所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的故障監(jiān)測裝置檢測高壓干式電抗器(2)放電故障下產(chǎn)生的氣體⑶、03、Ν0、Ν20、Ν〇2、Νθ3、Ν2θ5的組分及含量，監(jiān)測高壓干式電抗器⑵放電故障，具體如下: 高壓干式電抗器(2)發(fā)生故障時產(chǎn)生的氣體組分從氣體探頭(6)進(jìn)入氣體管路(7)，氣體傳感器(4)將檢測到的氣體濃度傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K(3)，信息處理模塊(3)對比最下部氣體探頭(6)探測到的氣體濃度與對應(yīng)風(fēng)道中其他氣體探頭(6)探測到的氣體濃度，判斷是否產(chǎn)生分解氣體;如產(chǎn)生的氣體濃度超過設(shè)定閾值，則認(rèn)為有故障產(chǎn)生。通過比較不同位置氣體探頭(6)探測到的同一組分氣體濃度的差別，確定故障產(chǎn)生的準(zhǔn)確區(qū)域，且進(jìn)一步根據(jù)產(chǎn)生各氣體組分的濃度情況判斷故障嚴(yán)重程度及故障類型； 檢測過程中，如果只檢測到O3濃度發(fā)生變化，且在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，而Ν0、Ν20、Ν02、N03、C0、N205氣體組分基本無變化，則認(rèn)為只發(fā)生不涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電； 如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到CO濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電； 如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到Ν0、Ν02、Ν20、Ν03、Ν205中的至少I種濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了不涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電； 如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到Ν0、Ν02、Ν20、Ν03、Ν205中的至少I種，以及CO濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電。5.—種基于氣體檢測的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的故障監(jiān)測裝置包括:氣體探頭(6)、氣體管路(7)、氣體檢測儀(1)、常閉電磁閥(12)、氣栗(5)、信息處理模塊(3)和出氣管(8);多個氣體探頭(6)分別安裝在高壓干式電抗器(2)相鄰兩層線圈間隙形成的風(fēng)道(9)中，所述氣體探頭(6)沿風(fēng)道(9)的高度由下至上均布，其中最下部的氣體探頭(6)用于探測環(huán)境中氣體;所述多個氣體探頭(6)與多個氣體管路(7)—一對應(yīng);所述氣體探頭(6)的開口裝有濾網(wǎng)(62);所述氣體管路(7)沿風(fēng)道(9)垂直布置，向下引出風(fēng)道(9);氣體管路(7)固定在高壓干式電抗器(2)內(nèi)壁上；多個氣體探頭(6)對應(yīng)的多個氣體管路(7)在最終出口處合為一路出氣管(8)，所述出氣管(8)上裝有氣栗(5)，氣栗(5)的流速能夠保障氣體從氣體探頭(6)進(jìn)口到氣體傳感器(4)中的停留時間不超過5s;所述氣體管路(7)的內(nèi)徑應(yīng)使得氣體處于層流狀態(tài);所處出氣管(8)排出的氣體排放在遠(yuǎn)離氣體探頭(6)能探測到的位置;所述多個氣體探頭(6)對應(yīng)的氣體管路(7)上分別裝有常閉電磁閥(12)，所述氣體檢測儀(10)安裝在出氣管(7)上氣栗(5)的進(jìn)氣側(cè)，氣體檢測儀(10)將檢測結(jié)果傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K(3);所述常閉電磁閥(12)受信息處理模塊(3)控制開閉；所述信息處理模塊(3)設(shè)置在高壓干式電抗器(2)旁邊，用于接收氣體檢測儀(10)得到的測量結(jié)果、判斷故障并與上級控制系統(tǒng)通信，且為氣體檢測儀(10)和氣栗(5)提供電源;氣體探頭(6)和氣體管路(7)采用絕緣材料制作。且不吸附03、N0、N20、N02、N03、⑶、N205氣體，不與這些氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。6.按照權(quán)利要求5所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于:所述氣體探頭(6)為喇叭型開口(61)，且開口朝下，氣體探頭(6)開口裝有濾網(wǎng)(62)。7.按照權(quán)利要求1所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于:所述氣體探頭(6)沿風(fēng)道(9)圓周方向均勻布置，每個風(fēng)道至少布置一組3個，分別位于風(fēng)道的下部，中部和上部。8.按照權(quán)利要求5至7的任一項所述的高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信息處理模塊(3)控制各氣體管路(7)上的常閉電磁閥(4)依次打開，對應(yīng)的氣體管路(7)導(dǎo)通，氣體從氣體探頭(6)進(jìn)入氣體管路(7)并進(jìn)入出氣管(8)，氣體檢測儀(10)測量氣體組分;氣體檢測儀(10)將檢測到的氣體濃度傳輸?shù)叫畔⑻幚砟K(3)，信息處理模塊(3)對比最下部氣體探頭(6)探測到的氣體濃度與對應(yīng)風(fēng)道其他氣體探頭(6)探測到的氣體濃度，判斷是否產(chǎn)生分解氣體，如產(chǎn)生的氣體濃度超過設(shè)定閾值，則認(rèn)為有故障產(chǎn)生。通過比較不同位置氣體探頭(6)探測到的同一組分氣體濃度的差別，確定故障產(chǎn)生的準(zhǔn)確區(qū)域，且進(jìn)一步根據(jù)產(chǎn)生各氣體組分的濃度情況判斷故障嚴(yán)重程度及故障類型； 檢測過程中，如果只檢測到O3濃度發(fā)生變化，且在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，而Ν0、Ν20、Ν02、N03、C0、N205氣體組分基本無變化，則認(rèn)為只發(fā)生不涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電； 如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到CO濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的低強(qiáng)度放電； 如果既檢測到O3濃度發(fā)生變化，又檢測到Ν0、Ν02、Ν20、Ν03、Ν205中的至少I種濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了不涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電； 如果既檢測到03濃度發(fā)生變化，又檢測到NO、NO2、N2O、NO3、N2O5中的至少I種，以及⑶濃度發(fā)生變化，同時在一定時間內(nèi)除NO外都持續(xù)上升，則可以確認(rèn)發(fā)生了涉及固體絕緣的高強(qiáng)度放電。9.按照權(quán)利要求4或8高壓干式空心電抗器故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述濃度發(fā)生變化是指當(dāng)體積濃度小于30ppbv時，濃度提高20%;濃度在30?60ppbv之間時，濃度提高6ppbv以上；當(dāng)體積濃度在60ppbv以上時，濃度提高10%;但體積濃度在500ppbv以上時，濃度提高5 %。
【文檔編號】G01R31/00GK106093658SQ201610584725
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610584725.9, CN 106093658 A, CN 106093658A, CN 201610584725, CN-A-106093658, CN106093658 A, CN106093658A, CN201610584725, CN201610584725.9
【發(fā)明人】張國強(qiáng), 李康
【申請人】中國科學(xué)院電工研究所