[發明專利]一種變壓器檢測系統和故障診斷方法

在審

• 申請號: 201811301029.8
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109540808A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 王南蘭;李建奇;楊民生;黃世付;陳慧希;張祥
• 申請（專利權）人: 湖南文理學院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/17;G01R31/00
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明屬于變壓器故障檢測技術領域，公開了一種變壓器檢測系統和故障診斷方法，所述變壓器檢測系統包括：變壓器、抽油模塊、油氣分離模塊、光聲光譜采集模塊、主控模塊、無線通信模塊、計算機、散熱優化模塊、故障預測模塊、報警模塊。本發明通過光聲光譜采集模塊采用MEMS光聲傳感器結合近紅外激光二極管對抽取的氣體進行采集聲波、光譜數據信息，降低檢測系統成本，縮小了體積，更加穩定，檢測結果更加精準；另外，通過散熱優化模塊改善高過載變壓器內部結構進行散熱，增加了高過載變壓器的使用壽命；同時，通過故障預測模塊可以預測未來任意時刻變壓器油中特征氣體含量并對變壓器進行的故障預判與維修措施。

技術領域

本發明屬于變壓器故障檢測技術領域，尤其涉及一種變壓器檢測系統和故障診斷方法。

背景技術

變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭.例:T01,T201等。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成，鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成；兩個線圈之間沒有電的聯系，線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈)，另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。實際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損(線圈電阻發熱)、鐵損(鐵心發熱)和漏磁(經空氣閉合的磁感應線)等，為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運行時(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。

油中溶解氣體是表征運行電力變壓器早期潛伏性故障的重要特征量之一，油中溶解氣體的在線監測技術在變壓器運行狀態的在線評估及剩余壽命的預測領域具有良好的應用前景。目前，變壓器油中溶解氣體在線監測裝置中所用的氣體檢測方法主要是氣相色譜法、氣敏傳感器法、傅立葉紅外光譜法等，但在長期使用中，這些方法存在取樣復雜、交叉敏感、長期穩定性差、檢測氣體組分不夠齊全等缺點，監測結果不準確；由于處于正常工作中的高過載變壓器，其內部的鐵心、高低壓繞組以及其它結構件都不可避免的會產生損耗，導致使用壽命短；同時，不能在故障尚未破壞設備時，提前發現故障信號，容易對設備造成損壞。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)傳統的變壓器故障檢測方法存在取樣復雜、交叉敏感、長期穩定性差、檢測氣體組分不夠齊全等缺點，監測結果不準確；

(2)由于處于正常工作中的高過載變壓器，其內部的鐵心、高低壓繞組以及其它結構件都不可避免的會產生損耗，導致使用壽命短

(3)不能在故障尚未破壞設備時，提前發現故障信號，容易對設備造成損壞。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種變壓器檢測系統和故障診斷方法。

本發明是這樣實現的，一種變壓器檢測系統的故障診斷方法，所述變壓器檢測系統的故障診斷方法包括以下步驟：

步驟一，通過抽油模塊利用回油泵抽取變壓器內的油氣；通過油氣分離模塊利用油氣分離裝置將抽取的油氣進行分離；

步驟二，通過光聲光譜采集模塊利用MEMS光聲傳感器結合近紅外激光二極管對抽取的氣體進行采集聲波、光譜數據信息；