專利名稱：消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ換流變壓器的監(jiān)測(cè)，具體說(shuō)是ー種消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法。
背景技術(shù)：
一、變壓器調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)節(jié)即電壓比的變化是通過(guò)有載分接開關(guān)使變壓器一次繞組或ニ次繞組的加匝或減匝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，基本調(diào)壓型的接線方式有三種，如

圖1所示有載分接開關(guān)的基本類型，具體包括:a、線性調(diào)壓方法；b、正反調(diào)壓:極性選擇器正反調(diào)壓、雙路極性選擇器正反調(diào)壓；C、粗-細(xì)調(diào)壓:粗級(jí)選擇器粗-細(xì)調(diào)壓、多粗級(jí)選擇器粗-細(xì)調(diào)壓。對(duì)于電カ變壓器，線性調(diào)壓方法一般適用于中等調(diào)壓范圍，最大為20%。目前，隨著供電部門達(dá)標(biāo)工作的開展，對(duì)電壓合格率的要求越來(lái)越高；隨著峰電負(fù)荷與谷電負(fù)荷差距增大，促使有載分接開關(guān)每天調(diào)節(jié)次數(shù)增多、調(diào)壓范圍增大，線性調(diào)壓方法不能滿足要求，因此使用正反調(diào)壓；粗-細(xì)調(diào)壓的有載分接開關(guān)越來(lái)越多?？紤]性價(jià)比、運(yùn)輸?shù)榷喾N因素，電カ行業(yè)較多使用了極性選擇器正反調(diào)壓、粗級(jí)選擇器粗-細(xì)調(diào)壓。ニ、轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)氣原因?qū)τ跇O性選擇器正反調(diào)壓、粗級(jí)選擇器粗-細(xì)調(diào)壓方式的有載分接開關(guān)，均使用轉(zhuǎn)換選擇器來(lái)擴(kuò)大調(diào)壓范圍，見圖la-le。在轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作之前，分接選擇器位于“K”位置，轉(zhuǎn)換選擇器位干“ + ”或“一”位置。轉(zhuǎn)換選擇器在動(dòng)作時(shí)不切斷主回路電流，但由于耦合電容的存在，會(huì)使轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)靜觸頭分離時(shí)切斷ー個(gè)數(shù)值很小的電流，由于該電流的存在，使分離的觸頭間產(chǎn)生火花；同時(shí)若出現(xiàn)在斷口上的恢復(fù)電壓超過(guò)一定限制，將使動(dòng)靜觸頭間拉弧。因此由于開斷電流和恢復(fù)電壓的作用，有載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器操作過(guò)程中會(huì)存在燃弧和熄弧過(guò)程，在油中燃弧將使油分解產(chǎn)生特征氣體，從而變壓器本體油中會(huì)因轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作而出現(xiàn)特征氣體。三、轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)氣影響因變壓器轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作而出現(xiàn)特征氣體會(huì)影響運(yùn)行變壓器設(shè)備狀態(tài)的分析、評(píng)價(jià)以及檢修策略的制定。例如，隨著越來(lái)越多的直流輸變電工程投入運(yùn)行，換流站調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)人員在系統(tǒng)調(diào)試和日常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn):換流變有載分接開關(guān)中轉(zhuǎn)換選擇器(極性開關(guān))正常的頻繁切換會(huì)使換流變本體絕緣油中檢測(cè)到一定含量的特征氣體，特別是こ炔有時(shí)甚至超過(guò)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)注意值(GB/T7252-2001規(guī)定換流變絕緣油中產(chǎn)生こ炔氣體含量的注意值為luL/L)。具體引起以下問(wèn)題:I)影響設(shè)備故障情況的分析對(duì)于充油設(shè)備，油中溶解氣體檢測(cè)是用來(lái)分析設(shè)備內(nèi)部故障原因最有效的方法之一?，F(xiàn)有充油設(shè)備油中溶解氣體的相關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)均未考慮轉(zhuǎn)換選擇器操作時(shí)的產(chǎn)氣，因此當(dāng)換流變有載分接開關(guān)中轉(zhuǎn)換選擇器正常的頻繁切換使油中溶解氣體乙炔增長(zhǎng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)注意值時(shí)，使用現(xiàn)有的油中溶解氣體的相關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)認(rèn)為換流變內(nèi)有可能存在一定的故障，因此該現(xiàn)象對(duì)換流變內(nèi)部狀態(tài)及相應(yīng)故障分析產(chǎn)生一定的干擾。2)影響設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和檢修策略的制定。國(guó)家電網(wǎng)公司交流主網(wǎng)和直流已全面采用狀態(tài)檢修模式，狀態(tài)評(píng)價(jià)、狀態(tài)檢修等概念已深入到生產(chǎn)領(lǐng)域的方方面面。目前，每年都對(duì)換流站設(shè)備進(jìn)行定期和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，換流站每年的檢修計(jì)劃和技改計(jì)劃的依據(jù)主要來(lái)源于設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，因此狀態(tài)量真實(shí)反映設(shè)備狀態(tài)變得至關(guān)重要。根據(jù)Q/GDW168-2008《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》，當(dāng)換流變有載分接開關(guān)中轉(zhuǎn)換選擇器正常的頻繁切換使本體油中乙炔超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)注意值時(shí)，換流變狀態(tài)將由正常狀態(tài)變?yōu)樽⒁鉅顟B(tài)，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)編制的檢修策略也會(huì)因之改變，檢修周期會(huì)縮短，檢修資金的使用效率將降低。四、應(yīng)對(duì)措施研究結(jié)果顯示:換流變有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)生的C2H2氣體含量對(duì)換流變有無(wú)故障的判斷及換流變狀態(tài)評(píng)價(jià)有一定影響，其他產(chǎn)生的氣體H2、CH4、C2H4、C2H6含量較低，基本不會(huì)對(duì)換流變壓器有不良影響。為此，可首先對(duì)換流變壓器轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)生的C2H2氣體進(jìn)行估算，然后將設(shè)備油中色譜分析結(jié)果減去因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器而存在的C2H2含氣量，再對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行分析，可消除其影響。轉(zhuǎn)換選擇器操作過(guò)程中的產(chǎn)生的特征氣體量的主要相關(guān)影響因素如下:1、與有載分接開關(guān)的類型有關(guān)。2、與額定電壓有關(guān)。3、與變壓器內(nèi)部線圈的布置有關(guān)。4、與限位電阻的使用有關(guān)。5、與轉(zhuǎn)換選擇器操作次數(shù)有關(guān)。由于變壓器完成制造后前4個(gè)因素就已經(jīng)確定，因此對(duì)于運(yùn)行變壓器有必要記錄轉(zhuǎn)換選擇器操作次數(shù)，以便對(duì)變壓器轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)生的C2H2氣體進(jìn)行估算。五、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀國(guó)外生產(chǎn)有載調(diào)壓開關(guān)知名企業(yè)中德國(guó)MR公司對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)中轉(zhuǎn)換選擇器的產(chǎn)氣進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性研究，但對(duì)變壓器轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作產(chǎn)生的C2H2氣體估算方面還未開展研究。國(guó)內(nèi)沒有相關(guān)單位對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)換選擇器的產(chǎn)氣進(jìn)行研究。目前，變壓器的有載分接開關(guān)操作計(jì)數(shù)器僅記錄本身的動(dòng)作次數(shù)，數(shù)據(jù)是連續(xù)累積的，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間從幾千到上萬(wàn)次不等，但沒有記錄轉(zhuǎn)換選擇器操作次數(shù)的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種消除轉(zhuǎn)換選擇器的動(dòng)作因素帶來(lái)的換流變壓器油中特征氣體的變化換流變壓器狀態(tài)判斷方法。所述消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，其特征是:所述方法按照如下步驟實(shí)現(xiàn):步驟一、在換流變壓器有載調(diào)壓開關(guān)的檔位指示盤上安裝識(shí)別有載調(diào)壓開關(guān)作用檔位的檔位傳感器，并確定有載調(diào)壓開關(guān)的中間檔位；
步驟ニ、當(dāng)有載調(diào)壓開關(guān)從中間檔位調(diào)換到其它檔位時(shí)，記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)累加一次，并記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作時(shí)間；步驟三、根據(jù)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)和動(dòng)作時(shí)間，估算因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素使換流變壓器絕緣油中存在的C2H2含量；步驟四、將換流變壓器本體絕緣油中C2H2含量分析結(jié)果減去因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素而存在的C2H2含氣量，得到消除有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素后的C2H2含量；步驟五、由上述消除有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作因素后的C2H2含量結(jié)果判斷換流變壓器設(shè)備狀態(tài)。在所述步驟一中，在所述檔位指示盤的固定軸上嵌套ー個(gè)檔位信息盤，使所述檔位信息盤位置固定且不隨檔位指示盤固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述檔位指示盤的ー側(cè)安裝一個(gè)隨檔位指示盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)的感應(yīng)頭，在所述檔位信息盤對(duì)應(yīng)有載調(diào)壓開關(guān)的每ー個(gè)檔位設(shè)置ー個(gè)帶感應(yīng)裝置的信息格，所述信息格上設(shè)置每一個(gè)對(duì)應(yīng)檔位的檔位信息，當(dāng)換流變壓器檔位變動(dòng)時(shí)，所述檔位指示盤和感應(yīng)頭做相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感應(yīng)頭與檔位對(duì)應(yīng)信息格感應(yīng)裝置中心相對(duì)時(shí)，信息格輸出當(dāng)前有載調(diào)壓開關(guān)的檔位變動(dòng)信息。所述信息格上以磁記錄方式記錄每一個(gè)對(duì)應(yīng)檔位的檔位信息，所述信息格輸出端將當(dāng)前有載調(diào)壓開關(guān)檔位位置信息的模擬信號(hào)放大后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出。在所述步驟三種，所述估算因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素使換流變壓器絕緣油中存在的C2H2含量，按照下式估算:
權(quán)利要求
1.一種消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，其特征是:所述方法按照如下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、在換流變壓器有載調(diào)壓開關(guān)的檔位指示盤上安裝識(shí)別有載調(diào)壓開關(guān)作用檔位的檔位傳感器，并確定有載調(diào)壓開關(guān)的中間檔位； 步驟ニ、當(dāng)有載調(diào)壓開關(guān)從中間檔位調(diào)換到其它檔位時(shí)，記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)累加一次，并記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作時(shí)間； 步驟三、根據(jù)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)和動(dòng)作時(shí)間，估算因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素使換流變壓器絕緣油中存在的QH2含量； 步驟四、將換流變壓器本體絕緣油中C2H2含量分析結(jié)果減去因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素而存在的C2H2含氣量，得到消除有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素后的C2H2含量; 步驟五、由上述消除有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作因素后的C2H2含量結(jié)果判斷換流變壓器設(shè)備狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，其特征是:在所述步驟一中，在所述檔位指示盤的固定軸上嵌套ー個(gè)檔位信息盤，使所述檔位信息盤位置固定且不隨檔位指示盤固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述檔位指示盤的ー側(cè)安裝一個(gè)隨檔位指示盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)的感應(yīng)頭，在所述檔位信息盤對(duì)應(yīng)有載調(diào)壓開關(guān)的每ー個(gè)檔位設(shè)置ー個(gè)帶感應(yīng)裝置的信息格，所述信息格上設(shè)置每一個(gè)對(duì)應(yīng)檔位的檔位信息，當(dāng)換流變壓器檔位變動(dòng)吋，所述檔位指示盤和感應(yīng)頭做相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感應(yīng)頭與檔位對(duì)應(yīng)信息格感應(yīng)裝置中心相對(duì)時(shí)，信息格輸出當(dāng)前有載調(diào)壓開關(guān)的檔位變動(dòng)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，其特征是:所述信息格上以磁記錄方式記錄每一個(gè)對(duì)應(yīng)檔位的檔位信息，所述信息格輸出端將當(dāng)前有載調(diào)壓開關(guān)檔位位置信息的模擬信號(hào)放大后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和光電隔離后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，其特征是:在所述步驟三種，所述估算因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素使換流變壓器絕緣油中存在的C2H2含量，按照下式估算:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換流變壓器轉(zhuǎn)換選擇器的特征氣體含量判斷方法，其特征是:在C2H2含量的估算公式中，所述校正系數(shù)A在校準(zhǔn)時(shí)的獲取方式為:通過(guò)記錄換流變壓器調(diào)試期間其轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)，并通過(guò)油色譜檢測(cè)獲得相對(duì)應(yīng)的乙炔含量，由C2H2含量的估算公式倒推 算出。
全文摘要
一種消除轉(zhuǎn)換選擇器因素的換流變壓器狀態(tài)判斷方法，判斷當(dāng)有載調(diào)壓開關(guān)從中間檔位調(diào)換到其它檔位時(shí)，記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作次數(shù)累加一次，并記錄轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作時(shí)間；估算因有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器相關(guān)因素使換流變壓器絕緣油中存在的C2H2含量；減去該C2H2含氣量，得到消除有載調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換選擇器動(dòng)作因素后的C2H2含量；結(jié)果判斷換流變壓器設(shè)備狀態(tài)。本發(fā)明能夠在現(xiàn)有的利用換流變壓器絕緣油中特征氣體判斷換流變壓器狀態(tài)方式中，排除換流變壓器轉(zhuǎn)換選擇器正常動(dòng)作帶來(lái)的油中特征氣體的影響，在線準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)換流變壓器的真實(shí)工作狀態(tài)，對(duì)保證換流變壓器的正常工作、提高工作效率、降低對(duì)換流變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)誤判、節(jié)省資金投入都有著重要意義。
文檔編號(hào)G01R31/00GK103116089SQ20131001598
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者鄧萬(wàn)婷, 王瑞珍, 馮天佑 申請(qǐng)人:湖北省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司