一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置制造方法
【專利摘要】一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，包括散熱管，油浸式變壓器箱體，儲(chǔ)油柜，溫度傳感器，PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，報(bào)警顯示裝置；所述的油浸式變壓器箱體為全充油密封型結(jié)構(gòu)，箱體頂部的儲(chǔ)油柜，通過導(dǎo)管與油浸式變壓器箱體連通，箱體外散熱管與油浸式變壓器箱體連通，其特點(diǎn)是：在油浸式變壓器箱體內(nèi)敏感故障部位分別設(shè)置特征點(diǎn)，在每個(gè)特征點(diǎn)位置的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁均勻設(shè)置卡槽，溫度傳感器分別置于對(duì)應(yīng)的卡槽內(nèi)，溫度傳感器通過導(dǎo)線連接PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),經(jīng)計(jì)算后的診斷結(jié)果輸出到報(bào)警顯示裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以特征點(diǎn)溫度變化率表征為診斷依據(jù)，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性和超前性，可杜絕變壓器的各種運(yùn)行事故。
【專利說明】一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，用于對(duì)輸配電網(wǎng)進(jìn)行安 全技術(shù)檢測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 油浸式變壓器又稱油浸式試驗(yàn)變壓器，為工礦企業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)中的重 要設(shè)備之一。近年來，中國的輸變電建設(shè)正在蓬勃發(fā)展。中電聯(lián)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2006 到2011年，220kV、330kV和500kV的變電容量分別以10. 3%、13. 9%和17. 0%的年平均增 長(zhǎng)率高速發(fā)展。在變電容量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行更是電網(wǎng)工 作的重中之重。電網(wǎng)的安全主要體現(xiàn)在電力設(shè)備安全和系統(tǒng)運(yùn)行安全兩個(gè)方面，而電力 設(shè)備的安全是電網(wǎng)安全的第一道防線。因此加強(qiáng)對(duì)變壓器的監(jiān)測(cè)、維護(hù)和評(píng)估，是從源頭 上防止電網(wǎng)瓦解和大面積停電，防止造成巨大經(jīng)濟(jì)損失、危及社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。油浸式變 壓器因其容量大、損耗低、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，幾乎占據(jù)110KV及以上輸電網(wǎng)變電站的所有主 變，以及配電網(wǎng)中75%左右的配電變壓器，因此開展油浸式變壓器的研究意義深遠(yuǎn)。
[0003] 電力變壓器故障的發(fā)生，很大一部分原因是原部件發(fā)熱量大，溫度過高造成的?，F(xiàn) 有比較成熟的變壓器在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是采用油中溶解氣體分析的特征氣體法?；?于油中溶解氣體的故障診斷，往往是根據(jù)某時(shí)刻各種氣體的含量（或一種氣體相對(duì)另一種 氣體的比值）進(jìn)行故障判斷，油中溶解氣體的含量值只是一個(gè)靜態(tài)表征量，當(dāng)故障比較嚴(yán) 重時(shí)，油中溶解氣體的含量值才有明顯升高，確定適當(dāng)?shù)挠椭腥芙鈿怏w的含量值作為故障 診斷的臨界值比較困難，故其動(dòng)態(tài)判斷的能力差，在故障診斷上存在一定的滯后性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型公開了一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，本發(fā)明是在油浸式變壓 器箱體內(nèi)設(shè)置特征點(diǎn)，在特征點(diǎn)處安放溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，將采集數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)， 將計(jì)算結(jié)果輸出到報(bào)警顯示裝置。本實(shí)用新型以設(shè)備故障的溫度邊界點(diǎn)作為臨界值，以穩(wěn) 定的變化率作為故障診斷依據(jù)，及時(shí)給出故障報(bào)警和應(yīng)急斷電處置，從而杜絕事故的發(fā)生。 本發(fā)明可以有效克服現(xiàn)有采用油中溶解氣體分析的特征氣體法存在的動(dòng)態(tài)判斷能力差，在 故障診斷上存在滯后性、判斷準(zhǔn)確率低等缺陷。
[0005] 本實(shí)用新型技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，包括散熱管，油浸式變壓器箱體，儲(chǔ)油柜， 溫度傳感器，PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，報(bào)警顯示裝置；所述的油浸式變壓器箱體為全充油密封 型結(jié)構(gòu)，箱體頂部設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)油柜，通過一只導(dǎo)管與油浸式變壓器箱體連通，箱體外有散熱 管與油浸式變壓器箱體連通，在受熱作用下，導(dǎo)熱油在油浸式變壓器箱體和與之連通的散 熱管內(nèi)形成自然循環(huán)對(duì)流；其特點(diǎn)是：在油浸式變壓器箱體內(nèi)敏感故障部位分別設(shè)置特征 點(diǎn)，在每個(gè)特征點(diǎn)位置的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁均勻設(shè)置卡槽，溫度傳感器分別置于對(duì)應(yīng) 的卡槽內(nèi)，以保持垂直穩(wěn)定；溫度傳感器通過導(dǎo)線連接PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，各特征點(diǎn)得到 的不同時(shí)段的溫度值進(jìn)入PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后通過軟件程序計(jì)算和分析判斷，將故障診 斷結(jié)果輸出到報(bào)警顯示裝置。報(bào)警顯示裝置設(shè)置有綠燈、藍(lán)燈、紅燈，分別用于顯示正常運(yùn) 行、監(jiān)控運(yùn)行和故障報(bào)警。
[0007] 所述的特征點(diǎn)至少設(shè)置四個(gè)，該四個(gè)特征點(diǎn)分別設(shè)置在敏感故障部位繞組一、繞 組二、繞組三和鐵心所在的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁上，既檢測(cè)敏感故障部位的溫度變化，同 時(shí)也檢測(cè)變壓器內(nèi)部的整體溫度變化。
[0008] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以溫度為特征參數(shù)，根據(jù)特征點(diǎn)溫度變化率表征變壓器在正常 運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的變化趨勢(shì)，能夠很好地預(yù)測(cè)故障的嚴(yán)重程度和緊迫程度，提高了故障診斷的 超前性，可以將報(bào)警和應(yīng)急行為實(shí)現(xiàn)在事故發(fā)生以前，從而杜絕變壓器的各種運(yùn)行事故。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為油浸式變壓器在線故障診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為特征點(diǎn)a的溫度變化曲線；
[0011] 圖3為特征點(diǎn)b的溫度變化曲線；
[0012] 圖4為特征點(diǎn)c的溫度變化曲線；
[0013] 圖5為特征點(diǎn)d的溫度變化曲線。
[0014] 1、散熱管；2、油浸式變壓器箱體；3、儲(chǔ)油柜；4、溫度傳感器；5、PLC控制系統(tǒng)；6、 報(bào)警顯示裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016] 一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置如圖1所示，主要包括散熱管1，油浸式變壓 器箱體2,儲(chǔ)油柜3,溫度傳感器4, PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5,報(bào)警顯示裝置6 ;所述的油浸式變 壓器箱體2為全充油密封型結(jié)構(gòu)，箱體頂部設(shè)置一個(gè)儲(chǔ)油柜3,通過一只導(dǎo)管與油浸式變壓 器箱體2連通，箱體外有散熱管1與油浸式變壓器箱體2連通，在受熱作用下，導(dǎo)熱油在油 浸式變壓器箱體2和與之連通的散熱管1內(nèi)形成自然循環(huán)對(duì)流；其特點(diǎn)是：在油浸式變壓 器箱體內(nèi)敏感故障部位分別設(shè)置特征點(diǎn)，在每個(gè)特征點(diǎn)位置的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁均勻 設(shè)置卡槽，溫度傳感器4分別置于對(duì)應(yīng)的卡槽內(nèi)，以保持垂直穩(wěn)定；溫度傳感器通過導(dǎo)線連 接PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5,各特征點(diǎn)得到的不同時(shí)段的溫度值進(jìn)入PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后 通過軟件程序計(jì)算和分析判斷，將故障診斷結(jié)果輸出到報(bào)警顯示裝置6。
[0017] 所述的報(bào)警顯示裝置6設(shè)置有綠燈、藍(lán)燈、紅燈，分別用于顯示正常運(yùn)行、監(jiān)控運(yùn) 行和故障報(bào)警。
[0018] 油浸式變壓器在線故障診斷方法，具體步驟如下：
[0019] A)本實(shí)施例設(shè)置四個(gè)特征點(diǎn)，該四個(gè)特征點(diǎn)分別設(shè)置在敏感故障部位繞組一、繞 組二、繞組三和鐵心所在的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁上，既檢測(cè)敏感故障部位的溫度變化，同 時(shí)也檢測(cè)變壓器內(nèi)部的整體溫度變化。
[0020] B)以5s后的溫度作為臨界溫度，設(shè)定故障模擬時(shí)間t = 5s，時(shí)間間隔步長(zhǎng)f = Is, ε = 〇. 〇1 ;對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)溫度檢測(cè)，得到數(shù)列Ti;j ;其中j為循環(huán)次數(shù)，j = 0, 1,2, 3,4,5 ；
[0021] C)根據(jù)每個(gè)特征點(diǎn)測(cè)得的系列溫度值Tu見表1?表4,及時(shí)求出每個(gè)特征點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的溫度變化率1 = (Tu+l-U/f ;
[0022] 5s后由PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)得到特征點(diǎn)a、b、c、d的溫度變化曲線如圖3?圖5 所示，從圖3中可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)繞組一發(fā)生故障時(shí)，a點(diǎn)的溫度由358. 11K變化到362. 51K，溫 度變化率為〇. 86K/s，溫度變化率ε時(shí)，如圖2所示，表明變壓器內(nèi)部第1個(gè)特征點(diǎn)a的 溫度已達(dá)到或者超過臨界值IV」，此時(shí)變壓器存在運(yùn)行故障，報(bào)警顯示裝置出現(xiàn)紅燈持續(xù)閃 爍，此為故障狀態(tài)，應(yīng)立即進(jìn)行緊急斷電處理，直到溫度恢復(fù)正常后，顯示系統(tǒng)出現(xiàn)綠燈為 止。
[0023] 從圖3、圖4、圖5中可以看出：b、c、d點(diǎn)的溫度保持不變，即溫度變化率K = 0,且 溫度分別為：358. 67Κ、358· 26Κ、355· 72K。
[0024] 其余故障部位與溫度變化關(guān)系見表五。
[0025] 表一、5S內(nèi)a點(diǎn)溫度隨時(shí)間間隔步長(zhǎng)的變化
[0026] (注：s--代表時(shí)間的國際單位）
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，包括散熱管（1)，油浸式變壓器箱體（2)，儲(chǔ) 油柜（3)，溫度傳感器（4)，PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（5)，報(bào)警顯示裝置（6);所述的油浸式變壓 器箱體（2)為全充油密封型結(jié)構(gòu)，箱體頂部設(shè)置的儲(chǔ)油柜（3)，通過導(dǎo)管與油浸式變壓器箱 體（2)連通，箱體外的散熱管（1)與油浸式變壓器箱體（2)連通，其特征在于：在油浸式變 壓器箱體內(nèi)敏感故障部位設(shè)置特征點(diǎn)，在特征點(diǎn)位置的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁均勻設(shè)置卡 槽，溫度傳感器（4)分別置于對(duì)應(yīng)的卡槽內(nèi)，溫度傳感器通過導(dǎo)線連接PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (5)，各特征點(diǎn)得到的不同時(shí)段的溫度值進(jìn)入PLC計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后通過軟件程序計(jì)算和 分析判斷，將故障診斷結(jié)果輸出到報(bào)警顯示裝置（6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，其特征在于：所述的 報(bào)警顯示裝置（6)設(shè)置有綠燈、藍(lán)燈、紅燈，分別用于顯示正常運(yùn)行、監(jiān)控運(yùn)行和故障報(bào)警。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油浸式變壓器在線故障診斷裝置，其特征在于：所述的 特征點(diǎn)至少設(shè)置四個(gè)，該四個(gè)特征點(diǎn)分別設(shè)置在敏感故障部位繞組一、繞組二、繞組三和鐵 心所在的油浸式變壓器箱體內(nèi)壁上，既檢測(cè)敏感故障部位的溫度變化，同時(shí)也檢測(cè)變壓器 內(nèi)部的整體溫度變化。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203881871SQ201420293708
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】崔國民, 肖苑婷, 龔露, 王廷強(qiáng), 張磊, 張彤, 梁星星 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)