[發(fā)明專利]基于變壓器油熒光多元校正分析的故障診斷裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211549718.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN116183563A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙躍;謝佳;馬鳳翔;宋玉梅;朱峰;王安靜;劉偉;朱姍;祁炯;劉子恩;朱太云;曹駿;李堅(jiān)林;羅超;陳慶濤;杭忱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司;中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01R31/12
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

基于變壓器油熒光多元校正分析的故障診斷裝置及方法，屬于變壓器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)直接采用熒光光譜儀對(duì)變壓器油的熒光光譜進(jìn)行采集存在的裝置體積和重量大、成本高、不便使用問(wèn)題；本發(fā)明通過(guò)熒光激發(fā)源產(chǎn)生的最優(yōu)激發(fā)波長(zhǎng)的單色激發(fā)光用于激發(fā)熒光激發(fā)檢測(cè)裝置中的變壓器油產(chǎn)生熒光，熒光激發(fā)檢測(cè)裝置根據(jù)輸入的單色激發(fā)光產(chǎn)生熒光輸入至熒光信號(hào)采集分析裝置，熒光采集分析裝置采用多元校正濾光片組用于對(duì)變壓器油發(fā)射的熒光信號(hào)進(jìn)行采集分析，代替了熒光光譜儀的發(fā)射單色儀部件，降低了設(shè)備成本、縮小了設(shè)備體積，而數(shù)據(jù)處理快速，提升了變壓器油故障檢測(cè)的性價(jià)比，實(shí)現(xiàn)了熒光監(jiān)測(cè)技術(shù)在變壓器故障在線診斷方面的工程化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于變壓器油熒光多元校正分析的故障診斷裝置及方法。

背景技術(shù)

變壓器作為電能生產(chǎn)和配送過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換的核心，數(shù)量巨大，影響廣泛，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，變壓器一旦發(fā)生事故，不僅損壞昂貴(單臺(tái)變壓器價(jià)格高達(dá)5000萬(wàn)元)的電氣設(shè)備，還會(huì)造成大面積的停電，甚至造成人員傷亡，環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失巨大，因此對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控變得尤為重要。

變壓器油是指用于變壓器、電抗器、互感器、套管、油開關(guān)等充油電氣設(shè)備中，起絕緣、冷卻、滅弧作用的一類絕緣油品。變壓器油是石油的一種分餾產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴、環(huán)烷族飽和烴、芳香族不飽和烴和非烴化合物。變壓器油在紫外線或X射線照射下可發(fā)出熒光。所謂的熒光是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長(zhǎng)的入射光(通常是紫外線或X射線)照射，吸收光能后進(jìn)入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng)的出射光(通常波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波段)；而且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失，具有這種性質(zhì)的出射光就被稱之為熒光。

隨著變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了以現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中檢測(cè)為代表的局部放電試驗(yàn)方法、以離線采樣為代表的絕緣油理化試驗(yàn)方法和以在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)為代表的油中溶解氣體分析(DGA，Dissolved?Gas?Analysis)技術(shù)等成熟監(jiān)測(cè)手段。其中，局部放電試驗(yàn)常用于設(shè)備投入運(yùn)行前或者維修后絕緣狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)檢查，絕緣油理化試驗(yàn)需要在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)絕緣油理化性質(zhì)進(jìn)行精確測(cè)量，兩種方法均不能實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行中狀態(tài)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析，而DGA是一種通過(guò)分析油中溶解氣體含量的在線診斷變壓器狀態(tài)技術(shù)，具有不受各種電磁干擾影響、所得數(shù)據(jù)可靠性高、技術(shù)相對(duì)成熟等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的主流。但隨著DGA應(yīng)用的日益增多，也暴露出以下不足：(1)主變發(fā)生放電不產(chǎn)生氣體或釋放的氣體量很少，DGA無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)或檢測(cè)不到低濃度的氣體；(2)主變發(fā)生放電故障，短時(shí)間內(nèi)放電量不斷增加，快速釋放大量氣體，而當(dāng)前的DGA分析手段的單次分析時(shí)間需要2個(gè)小時(shí)。無(wú)論是漏檢還是監(jiān)測(cè)延遲問(wèn)題都會(huì)造成一定的安全事故隱患，因此近年來(lái)一種真正快速、實(shí)時(shí)、安全的基于熒光監(jiān)測(cè)的變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)被越來(lái)越多的學(xué)者研究。

變壓器運(yùn)行狀態(tài)熒光檢測(cè)技術(shù)(FMS)具有檢測(cè)速度快，實(shí)時(shí)響應(yīng)、無(wú)損檢測(cè)以及精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域具備較大潛力，例如，申請(qǐng)公布日為2021年07月13日、申請(qǐng)公布號(hào)為CN113109682A的中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)《一種變壓器絕緣油熒光在線檢測(cè)裝置》，公布了的變壓器絕緣油熒光在線檢測(cè)裝置具有靈敏度高，分析時(shí)間短、不受周圍環(huán)境磁場(chǎng)和電場(chǎng)干擾、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)下的在線故障檢測(cè)需求。但是現(xiàn)有的變壓器熒光監(jiān)測(cè)均為實(shí)驗(yàn)室條件下利用熒光光譜儀為代表的科研級(jí)設(shè)備完成絕緣油熒光光譜采集，使用模式識(shí)別等方法建立變壓器運(yùn)行故障診斷，存在設(shè)備體積大、成本高、數(shù)據(jù)采集與處理時(shí)間較長(zhǎng)等制約在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何設(shè)計(jì)一種體積和重量小、成本低、便于使用的基于變壓器油熒光分析的變壓器故障診斷裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的變壓器油熒光分析故障診斷裝置直接采用熒光光譜儀對(duì)變壓器油的熒光光譜進(jìn)行采集存在的裝置體積和重量大、成本高、不便使用的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：