[發明專利]有載調壓開關頂蓋形變監測與保護一體化裝置及方法

有效

• 申請號: 202011467586.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112701660B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 閆晨光;朱述友;丁凱;席旺旺;羅博文;劉蘇梅
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H5/10
• 分類號: H02H5/10;H02J13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明公開了有載調壓開關頂蓋形變監測與保護一體化裝置及方法，包括設置在換流變調壓開關頂蓋上的油壓啟動單元和應變監測單元，油壓啟動單元包括高頻動態油壓傳感器，應變監測單元包括應變傳感器，應變監測單元還連接有告警單元和跳閘單元。本發明對于可靠、快速甄別頂蓋塑性形變具有不可替代的保護作用。對于變壓器運行人員實時、準確、可靠獲取變壓器調壓開關油室內部油壓、頂蓋形變數據，評估變壓器安全運行狀態具有重要的工程實用意義。本發明能夠長期可靠運行，不受強電磁、油污環境影響，具有響應速率快、測量頻率高的優點，運行過程中不向電力系統注入諧波，不影響變電站內一次、二次設備的正常運行。

技術領域

本發明屬于電力設備監測領域，涉及換流變有載調壓開關頂蓋狀態監測裝置及方法，用于監測、分析、診斷、記錄換流變壓器調壓開關頂蓋相變狀態特征，實現故障判別和切除，同時評估調壓開關及換流變運行狀態。

背景技術

電網的安全運行是保證持續穩定的供電的基礎，也是電網自身安全的保障。隨著特高壓直流輸電工程的迅猛發展，電網運行對輸變電設備的安全可靠性提出了更高的要求。與系統中的交流元件不同的是，直流關鍵設備的故障一般會導致直流功率的部分損失，功率的不平衡將在送、受端系統中引起頻率、電壓的波動。隨著特高壓直流輸送功率越來越大，直流故障對交流系統運行的影響也日益嚴重。

換流變壓器作為換流站能量轉換、傳輸的核心設備，由于其發生故障造成的經濟直接損失(包括設備損失和電量損失)和停電引起的間接損失巨大，因此而成為變電站和換流站故障的關鍵和重大影響因素。2017年以來，國內連續發生多起重大的換流變著火事故，事故造成部分變壓器設備毀壞，造成了惡劣的影響和重大經濟損失。在這些事故中，調壓開關頂蓋均因油室內故障油壓驟升而發生破裂、爆炸，因此急需一種針對有載調壓開關頂蓋形變監測與保護的一體化裝置及方法。

發明內容

為解決上述技術中存在的問題，本發明的目的是提出有載調壓開關頂蓋形變監測與保護一體化裝置及方法，該方法通過測取、分析調壓開關油室油壓及頂蓋應變瞬態特征，實現調壓開關金屬頂蓋塑性形變的可靠、快速甄別，實現頂蓋形變狀態的實時監控，可以有效地減少由于頂蓋殘余形變或疲勞導致的機械性能下降而發生頂蓋破裂、油室爆炸事故，防患于未然，大大提高了換流變壓器運行的安全性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

有載調壓開關頂蓋形變監測與保護一體化裝置，包括設置在換流變調壓開關頂蓋上的油壓啟動單元和應變監測單元，油壓啟動單元包括高頻動態油壓傳感器，應變監測單元包括應變傳感器，應變監測單元還連接有告警單元和跳閘單元。

有載調壓開關頂蓋形變監測與保護一體化方法，包括以下步驟：

步驟1：對調壓開關油室頂部油壓進行實時測量，得到實時油壓特征量；

步驟2：判斷實時油壓特征量是否超過油壓啟動門檻值，若超過油壓啟動門檻值進入步驟3，否則返回步驟1；

步驟3：對頂蓋形變進行實時測量，得到實時應變特征量；

步驟4：判斷實時應變特征量是否超過應變保護門檻值，若超過應變保護門檻值進入步驟5，否則進入步驟6；

步驟5：發出形變跳閘信號；

步驟6：判斷實時應變特征量是否超過應變告警門檻值，若超過應變告警門檻值進入步驟7，否則返回步驟1；

步驟7：發送告警信號，并返回步驟2。

本發明進一步的改進在于，通過設置在在調壓開關頂部的高頻動態油壓傳感器對調壓開關油室頂部油壓進行實時測量。

本發明進一步的改進在于，通過設置在調壓開關頂蓋的應變傳感器對頂蓋形變進行實時測量。

本發明進一步的改進在于，通過油壓啟動單元判斷實時油壓特征量是否超過油壓啟動門檻值。