[發(fā)明專利]變壓器絕緣油質(zhì)量監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610482492.1
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107543916A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣立憲
• 申請（專利權(quán)）人: 蔣立憲
• 主分類號: G01N33/28
• 分類號: G01N33/28;G01N33/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變壓器絕緣油質(zhì)量監(jiān)測方法。本發(fā)明監(jiān)測的液體包括變壓器絕緣油、發(fā)動機潤滑油、變速器潤滑油、液壓傳動油、和食用油。特別地，本發(fā)明也可以應(yīng)用于將監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以有線或無線的方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)控制中心，也可以應(yīng)用于智能電網(wǎng)的主動預(yù)防性維護。

背景技術(shù)

輸變電變壓器由于高壓導(dǎo)致的電弧和火花使變壓器絕緣油的分子產(chǎn)生裂解，生成氣體、有機酸和水。水和酸是油繼續(xù)被氧化的催化劑，水和酸的形成也導(dǎo)致油的電導(dǎo)率的上升，從而不能起到絕緣的作用。

目前，有很多種變壓器絕緣油質(zhì)量的監(jiān)測方法，但是，這些監(jiān)測方法所使用的監(jiān)測技術(shù)并不可靠。因為現(xiàn)有的這些監(jiān)測方法所使用的監(jiān)測技術(shù)多數(shù)是對絕緣油中溶解氣體的檢測，要實現(xiàn)對絕緣油中溶解氣體的檢測，就必須周期性地將現(xiàn)場油樣采集到實驗室進行分析和檢測。而且，每次檢測都必須經(jīng)過油樣現(xiàn)場采集—油樣運輸—油氣分離—色譜分析這樣一個過程。在油樣現(xiàn)場采集過程中和長距離運輸?shù)綄嶒炇业倪^程中，無法避免使溶解在油樣中的微量氣體逸出到油樣外界的空氣中， 或者無法避免使油樣現(xiàn)場采集過程中油樣外界空氣中的氣體或雜質(zhì)進入到被采集的油樣中。這樣一來，就會降低實驗室檢測數(shù)據(jù)或結(jié)果的可靠性，使最終檢測結(jié)果存在較大誤差，增加了故障漏報或誤報的可能性，對判斷充油設(shè)備內(nèi)部的故障類型及其嚴重程度造成很大影響，給維護工作造成了極大的盲目性，加大了不必要的維護成本，從而也使貴重，高價值的變壓器和輸變電系統(tǒng)處于不確定的危險之中。還有，上述的這些監(jiān)測方法不能用于變壓器絕緣油質(zhì)量變化的在線監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸。上述這些問題和難題一直困擾著我國輸變電行業(yè)，成為當今我國輸變電行業(yè)變壓器絕緣油質(zhì)量監(jiān)測的難點，尤其成為我國輸變電網(wǎng)運行和智能電網(wǎng)建設(shè)的難點和技術(shù)瓶頸，而且，至今為止，該領(lǐng)域仍然未能提出很好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述監(jiān)測方法所使用的監(jiān)測技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種輸變電變壓器絕緣油質(zhì)量的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明提出使用更簡單，靈敏，可靠的傳感器和傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不僅僅使用對氣體的監(jiān)測，本發(fā)明更主要是使用傳感器對各種條件下裂變的油樣的物理、化學(xué)參數(shù)的綜合效應(yīng)進行監(jiān)測。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

在本發(fā)明中，傳感器所針對的不僅僅是氣體的檢測，更多的是對酸、水以及為了提高對酸和水檢測靈敏度而添加的物質(zhì)的檢測。這些被添加的物質(zhì)可以是在傳感器表面或者傳感器監(jiān)測的范圍內(nèi)。這些被添加的物質(zhì)可以是遇到酸，水后產(chǎn)生各種物理、化學(xué)、生化標志/標記性的有機或者無機物質(zhì)。這些物質(zhì)包括金屬，氧化物，光敏物質(zhì)，易氧化物質(zhì)，親水物質(zhì)。這些物質(zhì)遇到水或酸后會產(chǎn)生物理和化學(xué)的變化。比如物理形狀和體積的膨脹、表面的侵蝕、顏色的變化、介電常數(shù)的變化。

本發(fā)明中，傳感器監(jiān)測系統(tǒng)可以包括以下所提到的一種或多種傳感器技術(shù)，也可以包括一些改進的氣體傳感器。

電場強度監(jiān)測傳感器

高壓變壓器會產(chǎn)生很強的電場強度及電場強度梯度的變化，特別是產(chǎn)生放電電弧和火花的時候。這是導(dǎo)致變壓器內(nèi)部絕緣油裂解的重要原因之一。對這些參數(shù)的監(jiān)測有利于預(yù)防性地保護變壓器或者更換絕緣油。

監(jiān)測電場強度及電場強度梯度的傳感器有很多種。見圖1和圖2。圖1中反映電場強度及電場強度梯度變化的電波信號或電場信號被光電晶體和介質(zhì)鏡接收，產(chǎn)生的相位差或相移，就是含有電場強度變化的信息。圖2 是圖1的信號處理電路。

它可以是光電晶體型傳感器，也可以是金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管型，也可以是光電子效應(yīng)傳感器。

以下列出幾種此類傳感器。

石英晶體電子監(jiān)測質(zhì)量的儀器

這類傳感器對微小質(zhì)量的變化很敏感，甚至可以監(jiān)測癌癥單一細胞。在變壓器絕緣油的監(jiān)測中，我們采用一個電極是對于氧化極端敏感的材料。當油中出現(xiàn)酸和水的時候，電極表面會產(chǎn)生反應(yīng)，從而使電極質(zhì)量增大（氧化物附著于電極表面）或者減少（侵蝕，氧化物脫離電極表面），見圖3。圖3中測量側(cè)的電極，特別是電極的表面，根據(jù)應(yīng)用需要，可以是金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、有機物質(zhì)或生物物質(zhì)。電極表面在這個應(yīng)用中可以是Zn，F(xiàn)e， Ni，Cr金屬。圖4 是圖3傳感器的等效電路。

粘滯度傳感器

當變壓器中的絕緣油裂變時，產(chǎn)生的酸、水和氣體會導(dǎo)致粘滯度的變化。粘滯度傳感器可以使用電子式，或者機械式。該傳感器所測量的參數(shù)包括粘滯度、溫度、介電常數(shù)和密度。此方法需要溫度傳感器補償，或者需要下面所提到的傳感器參考室方法的補償。

光學(xué)顏色傳感器