[發(fā)明專利]一種基于光纖布喇格光柵的油浸式變壓器故障定位裝置

有效

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• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104949915B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李成榕;馬國明;江軍;宋宏圖;王紅斌;羅穎婷
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器故障檢測設(shè)備范圍，特別涉及一種基于光纖布喇格光柵的油浸式變壓器故障定位裝置。

背景技術(shù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)最重要和最貴重的設(shè)備之一，它們的安全運行直接關(guān)系到電網(wǎng)的供電可靠性。電力變壓器故障診斷技術(shù)的研究是電力變壓器狀態(tài)維修的基礎(chǔ)。變壓器是一個老化和故障機理復(fù)雜的系統(tǒng)和設(shè)備，因此電力變壓器故障診斷技術(shù)是一項復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。絕緣油在熱和電的作用下，分解出氫氣、一氧化碳、二氧化碳、以及多種小分子烴類氣體，設(shè)備內(nèi)部故障的類型及嚴重程度與這些氣體分子的組成及產(chǎn)氣速率有著密切關(guān)系。其中，氫氣是變壓器出現(xiàn)早期故障如微弱局部放電或低溫?zé)狳c現(xiàn)象的主要故障氣體，因此通過監(jiān)測氫氣量來分析變壓器早期故障并對產(chǎn)生氫氣部位進行定位具有十分重要的意義。

油中溶解氫氣在線監(jiān)測手段可以克服傳統(tǒng)離線試驗周期長，從取樣、運送到測量環(huán)節(jié)多，操作繁瑣的缺點，能在線持續(xù)監(jiān)測氣體組分，貯存長期的檢測結(jié)果，提供完整的趨勢信息，對及時發(fā)現(xiàn)故障，確定變壓器的維護周期，進行壽命預(yù)測，實現(xiàn)狀態(tài)檢修具有決定性的作用。大型電力變壓器局部放電和局部過熱屬頻發(fā)性故障，少數(shù)需及時處理，大多數(shù)可繼續(xù)運行。但在繼續(xù)運行過程中如對故障點的部位和故障程度一無所知，這種運行是冒險的。如能在電力變壓器發(fā)生故障后，準確地診斷出故障性質(zhì)，并且能準確地診斷出故障的初步部位，就能減少浪費，快速排除變壓器的故障，提高供電的可靠性。

油中溶解氫氣的現(xiàn)有技術(shù)通常采用吊罩檢查方法，能對部分故障部位進行定位、檢修，但是吊罩檢查工作量很大，而且在吊罩檢查前如不進行試驗、分析，往往很難找到故障點，浪費人力物力。目前常用的電力變壓器故障定位方法主要有：多部位采樣分析法、檢修調(diào)查與試驗相結(jié)合綜合判斷法以及基于原子吸收光譜分析的故障定位方法。

(1)多部位采樣分析法

在變壓器發(fā)生故障時在可能的故障點周圍進行多次采樣，進行油中溶解氣體分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷故障點距離采樣點的遠近，對故障點進行定位。該方法對某些故障的定位有較大的參考價值但是對大多數(shù)故障的定位誤差較大。

(2)檢修調(diào)查與試驗相結(jié)合綜合判斷法

當變壓器發(fā)生了故障，確定故障的類型、可能發(fā)生的部位之后，為了進一步定位更具體的部位，根據(jù)已掌握的信息進行相應(yīng)的試驗，以獲取更多的信息從而更準確的定位出故障的發(fā)生部位。例如，通過油色譜分析，確定了變壓器發(fā)生了熱故障后，則可選擇做直流電阻測定試驗、單相空載試驗來進一步定位故障部位。放電性故障可選擇對可能發(fā)生故障的部位做超聲波定位試驗，以進一步確定故障的確切部位。此方法一般要結(jié)合電氣試驗的結(jié)果來定位故障部位，但由于電氣試驗的靈敏度比較低，數(shù)據(jù)精確度較差，所以綜合判斷的結(jié)果誤差也比較大。

由于發(fā)生局部放電故障時，變壓器的故障部位將會產(chǎn)生超聲波，并會對周圍釋放超聲波能量，而超聲波可通過多種途徑傳到事先已固定在設(shè)備上的用于探測聲波的傳感器上，然后通過計算其傳播的時間，在通過數(shù)據(jù)處理就可以計算出變壓器發(fā)生局放故障的具體部位。采用超聲定位法可以大致確定變壓器的故障部位。

(3)基于原子吸收光譜分析的故障定位方法

通過電壓器油中溶解氣體分析確定變壓器油中的溶解氣體類型及含量，確定變壓器的故障類型，利用原子吸收光譜分析絕緣油中金屬的成分以及金屬的含量，并結(jié)合絕緣油中金屬的不同成分的增長情況綜合定位變壓器故障發(fā)生的部位。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點

(1)現(xiàn)有故障定位方法需要進行吊罩檢查，但吊罩檢查工作量很大，費時費力，并且需要進行吊罩檢查時變壓器往往已發(fā)生較嚴重的故障。

(2)利用多部位分析采樣等方法時定位誤差較大。

(3)在變壓器初步發(fā)生故障時現(xiàn)有的定位方法很難對變壓器的故障部位進行定位。

發(fā)明內(nèi)容