[發明專利]一種油色譜變壓器安全狀態的評估方法

在審

• 申請號: 201710239553.6
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106991450A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 黃緒勇
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本申請涉及輸變電設備安全與可靠性評估技術領域，尤其涉及一種油色譜變壓器安全狀態的評估方法。

背景技術

電力變壓器的絕緣與冷卻油介質在運行環境作用下會發生物理及化學變化，裂解產生少量可燃氣體甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、乙烯(C₂H₄)、乙炔(C₂H₂)、氫氣(H₂)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)等。這些溶解在油介質中的氣體組分與含量在一定程度上反映了變壓器絕緣老化或(潛在)故障的程度。

目前，國內外電力行業實踐中，普遍采用溶解氣體分析法(Dissolved gas analysis,DGA)，即通過分析浸油樣本中的溶解氣體體積濃度來判斷變壓器的安全狀態等級。具體地，DGA方法通過監測和試驗統計方法設置各種溶解氣體體積濃度的設備安全等級閾值，采用上限原則比照各溶解氣體含量，只要某一種特征氣體或總特征氣體體積濃度值介于某安全等級上下限閾值之間，則判定變壓器設備處于該安全等級。

國際電工委員會IEC 60599-2007標準中，通過對DGA中每種特征氣體設置兩個閾值把變壓器安全狀態分成三個等級，即正常狀態、注意狀態和報警狀態。IEEE C57.104-2008標準中，對DGA中每種特征氣體和總特征氣體分別設置三個閾值，把變壓器安全狀態分成四個等級，即正常狀態、注意狀態、異常狀態和嚴重狀態，其中后兩種安全狀態對應IEC的報警狀態。

由上可知，IEC和IEEE標準所提供的變壓器安全狀態評估方法，設置的閾值太多，計算較為復雜。因此，需要提供一種新的油色譜變壓器安全狀態的評估方法。

發明內容

本申請提供了一種油色譜變壓器安全狀態的評估方法，以解決變壓器安全狀態評估過程中，閾值太多，計算復雜的問題。

一種油色譜變壓器安全狀態的評估方法，包括如下步驟：

步驟一、采集油色譜變壓器的樣本數據，根據所述樣本數據，確定所述變壓器的含氧量級別；

步驟二、根據所述變壓器的含氧量級別，確定所述變壓器的安全等級的閾值；

步驟三、根據所述樣本數據中相關氣體的含量值，確定所述變壓器的故障能量強度；

步驟四、根據所述閾值和所述故障能量強度，確定所述變壓器的故障能量強度指數；

步驟五、根據所述故障能量強度指數，獲得所述變壓器的安全狀態等級。

進一步地，當所述樣本數據僅包括一組時，所述根據所述樣本數據，確定所述變壓器的含氧量級別，包括：計算所述樣本數據的氮氧比率，根據所述氮氧比率，確定所述變壓器的含氧量級別。

進一步地，當所述樣本數據包括多組時，所述根據所述樣本數據，確定所述變壓器的含氧量級別，包括：計算每一組樣本數據的氮氧比率，根據所述氮氧比率的中位數，確定所述變壓器的含氧量級別。

進一步地，所述相關氣體包括甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。

進一步地，所述故障能量強度的計算公式為：

其中，X₁、X₂、X₃、X₄分別為甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的含量；分別為甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的吸能權重。

進一步地，所述根據所述樣本數據中相關氣體的含量值，確定所述變壓器的故障能量強度，包括：

根據所述變壓器中氣體的測定溫度，確定變壓器的修正故障能量強度；根據所述閾值和所述修正故障能量強度，確定所述變壓器的故障能量強度指數。

進一步地，所述修正故障能量強度的計算公式為：

P′＝273P/(273+T)

其中，P′為修正故障能量強度，P為故障能量強度，T為氣體測定時的華氏溫度。

進一步地，所述根據所述閾值和所述故障能量強度，獲得所述變壓器的故障能量強度指數，包括：

如果P＜L₁，則PI＝1+P/L₁；

如果L₁≤P＜L₂，則PI＝2+(P-L₁)/(L₂-L₁)；