[發(fā)明專利]快速壓力上升檢測與管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780040869.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109792144B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.R.皮珀
• 申請（專利權(quán)）人: 品質(zhì)控制有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02H5/08
• 分類號: H02H5/08;H01F27/40;H02H7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉茜璐;陳嵐

本發(fā)明提供了一種快速壓力上升檢測和管理系統(tǒng)，所述快速壓力上升檢測和管理系統(tǒng)檢測變壓器中的內(nèi)部壓力變化。所述快速壓力上升檢測和管理系統(tǒng)與附接到所述變壓器的罐上的一個或多個壓力傳感器通信并且測量所述壓力隨時間變化的速率。所述快速壓力上升檢測和管理系統(tǒng)隨后將所述壓力變化速率與一組參數(shù)進(jìn)行比較，以確定所述壓力變化是需要所述變壓器脫機(jī)的內(nèi)部故障還是將被忽略的外部故障。所述快速壓力上升檢測和管理系統(tǒng)可以是獨(dú)立裝置或者可與其他監(jiān)測/控制裝備一起工作，以擴(kuò)展其感測和管理能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請涉及檢測和管理快速壓力上升，并且具體地講，涉及檢測和管理變壓器中的快速壓力上升。

背景技術(shù)

任何電網(wǎng)系統(tǒng)的主要組成部分都是變壓器。變壓器對電網(wǎng)系統(tǒng)而言至關(guān)重要，并且更換費(fèi)用昂貴。因此，公用事業(yè)公司和電力公司高度優(yōu)先保護(hù)變壓器，使其免受可能導(dǎo)致?lián)p壞或故障的內(nèi)外事件影響。一個這樣的事件是內(nèi)部電弧，在油浸式變壓器中，內(nèi)部電弧可立即蒸發(fā)周圍的油。油蒸發(fā)可導(dǎo)致高氣壓，這可使罐破裂。

為了防止或盡量減少內(nèi)部電弧引起的損壞，必須監(jiān)測和檢測氣壓的快速變化。當(dāng)檢測到快速氣壓變化時，必須使變壓器脫機(jī)（即，必須關(guān)閉變壓器）。然而，變壓器的外部故障（例如，傳輸線故障或地磁感應(yīng)電流）可也由于繞組發(fā)熱的增加而導(dǎo)致罐內(nèi)發(fā)生壓力上升。由于外部故障而導(dǎo)致變壓器脫機(jī)是不期望的。

為了區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障，應(yīng)采用測量時間和壓力強(qiáng)度變化的系統(tǒng)。這些變化的測量至關(guān)重要，因為快速壓力上升系統(tǒng)可安裝在冷卻油上方或冷卻油本身的氣體空間中。導(dǎo)致壓力變化的事件在油空間中相對于氣體空間中具有更大的影響。由于氣體比油更可壓縮，因此氣體空間弱化了壓力變化的強(qiáng)度。因此，氣體空間中快速壓力上升檢測系統(tǒng)的響應(yīng)必須更快，以補(bǔ)償這種傳遞強(qiáng)度的變化。使用快速壓力上升檢測裝置需要克服的重大技術(shù)挑戰(zhàn)是對將導(dǎo)致進(jìn)一步損壞的事件作出反應(yīng)，而不對任何外來刺激作出反應(yīng)并且避免不必要地使變壓器脫機(jī)。不必要地使變壓器脫機(jī)存在問題，因為公用事業(yè)公司必須在變壓器脫機(jī)時隨時部署維修人員。

歷史上已經(jīng)使用機(jī)械快速壓力上升繼電器（“RPRR”）（例如，美國專利No. 4,074,096）作為油浸式電力變壓器的保護(hù)方案。這些裝置可使用波紋管或其他敏感的機(jī)械元件來感測壓力變化的速率，然后致動用于使變壓器脫機(jī)的開關(guān)。美國專利No. 4,074,096描述的機(jī)械RPRR的響應(yīng)曲線在圖1中示出。這些曲線的主要特征如下：(1)對于任何小于0.22psi/秒的壓力變化，繼電器不得使變壓器脫機(jī)；(2)安裝在變壓器的氣體空間中的繼電器以10psi/秒的壓力速率操作的時間為0.178秒；并且(3)對于安裝在冷卻油中的繼電器，以10psi/秒的壓力速率操作繼電器的時間為0.267秒。值得注意的是，在機(jī)械RPRR中，這些對壓力變化的響應(yīng)是固定的。

由于油浸式變壓器的外部故障引起的實際壓力上升速率取決于許多不同因素（例如，變壓器設(shè)計、電阻抗、變壓器位置，等等）。因此，期望快速壓力上升檢測系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)安裝后調(diào)節(jié)RPRR的靈敏度水平或響應(yīng)。

以這種方式，美國專利No. 4,823,224結(jié)合了模擬快速壓力上升電路，用于使用離散電子部件和機(jī)電繼電器來檢測壓力變化，以使變壓器脫機(jī)。這種模擬快速壓力上升電路允許調(diào)節(jié)RPRR的響應(yīng)。因此，這種模擬快速壓力上升電路可在其安裝后調(diào)節(jié)其靈敏度水平，以具有與此前安裝的繼電器相同的響應(yīng)。美國專利No. 4,823,224描述的響應(yīng)曲線的范圍與圖1所示的美國專利No. 4,074,096此前公開的兩組曲線相匹配。

來自美國專利No. 4,074,096的圖1的響應(yīng)曲線在美國專利No. 4,823,224中得到了進(jìn)一步說明，其遵循以下等式：

t = -T(ln [1 - ((dp Max) / (dp/dt))])

其中：‘T’是時間延遲電路的時間常數(shù)；

‘dp Max’是將不會導(dǎo)致繼電器操作的最大壓力變化速率（在這種情況下為0.22psi/sec）；