電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，通過對(duì)于變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度進(jìn)行測(cè)定，確定絕緣紙老化程度，從而確定變壓器所處的壽命周期；其中，通過預(yù)設(shè)的變壓器油以及吸附劑，降低熱虹吸過濾器吸附糠醛對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣紙的檢測(cè)，尤其是涉及變壓器絕緣紙的老化檢測(cè)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]絕緣紙是油浸變壓器的主要絕緣材料之一，包括:絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是纖維素，化學(xué)表達(dá)式為(C6H1006)n，式中n為聚合度。宏觀的纖維素具有透氣性、吸水性和吸油性，擊穿強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性均不高，干燥浸油后， 可顯著提高其電氣性能。
[0003]絕緣紙?jiān)谑褂玫倪^程中，受到熱、機(jī)械、電綜合作用的長(zhǎng)期影響，會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)物理變化，導(dǎo)致絕緣紙的機(jī)械性能和電氣性能逐漸降低，這個(gè)過程稱之為絕緣紙的老化。變壓器油紙絕緣老化是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過程。變壓器油老化后可經(jīng)濾油、換油處理恢復(fù)其絕緣性能，但絕緣紙因更換操作困難，因此在變壓器長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行可能出現(xiàn)問題的主要是絕緣紙的性能老化，變壓器的整體壽命主要取決于絕緣紙的壽命。
[0004]聚合度是最能表征絕緣紙老化程度的指標(biāo)，其從本質(zhì)上揭示了絕緣紙的老化過程及嚴(yán)重程度。目前公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是聚合度下降到500時(shí)，絕緣紙?zhí)幱诮^緣壽命的中期；當(dāng)其下降至250時(shí)，認(rèn)為絕緣壽命終止;當(dāng)下降至150時(shí)，絕緣紙機(jī)械強(qiáng)度幾乎為零?，F(xiàn)有技術(shù)中，如 200810040656.0的發(fā)明專利公開了這種通過絕緣紙聚合度的檢測(cè)確定變壓器壽命的方法。 但是，絕緣紙聚合度檢測(cè)需要采集變壓器內(nèi)部絕緣紙樣本，在取樣時(shí)需要停電，屬于破壞性檢測(cè)，所以聚合度測(cè)試法并不是一種行之有效的監(jiān)測(cè)方法。
[0005]糠醛是變壓器絕緣紙老化過程中產(chǎn)生的一種呋喃類化合物，在變壓器正常運(yùn)行溫度范圍內(nèi)是液態(tài)，已證實(shí)變壓器絕緣紙組合絕緣系統(tǒng)中油中糠醛僅來源于纖維素絕緣紙的老化分解。因此，利用測(cè)定絕緣紙老化分解并且進(jìn)入絕緣油中的糠醛濃度來判斷絕緣子的絕緣老化程度已經(jīng)成為一種普遍的方法。201410314162.2的發(fā)明公開了通過測(cè)定糠醛濃度確定電力變壓器絕緣紙老化狀態(tài)的評(píng)估方法。但是，該發(fā)明技術(shù)方案的缺點(diǎn)在于，對(duì)于存在熱虹吸過濾器的電力變壓器，其中的吸附劑會(huì)吸附絕緣油中的糠醛，導(dǎo)致不能測(cè)量到真實(shí)的糠醛含量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的絕緣紙的老化檢測(cè)系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，降低熱虹吸過濾器的糠醛濃度測(cè)量的影響，從而更好的確定變壓器的壽命。
[0007]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，通過對(duì)于變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度進(jìn)行測(cè)定，確定絕緣紙老化程度;所述變壓器包括熱虹吸過濾器，所述熱虹吸過濾器包括吸附劑;所述吸附劑能夠吸附變壓器油中的糠醛;包括變壓器油測(cè)量單元，其用于測(cè)定變壓器油中的糠醛濃度；其特征在于:包括變壓器油預(yù)設(shè)單元，所述變壓器油預(yù)設(shè)單元在變壓器制造時(shí)，向變壓器油中注入一定的糠醛，使變壓器油中的糠醛處于預(yù)設(shè)的濃度;吸附劑預(yù)設(shè)單元，所述吸附劑預(yù)設(shè)單元在將該吸附劑加入熱虹吸過濾器前，先通過將該吸附劑設(shè)置于上述濃度的變壓器油中足夠長(zhǎng)時(shí)間，使其在該濃度的變壓器油中達(dá)到吸附平衡;糠醛濃度確定單元，其基于所述變壓器油測(cè)量單元測(cè)量的糠醛濃度以及所述變壓器油中預(yù)注入的糠醛濃度，確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度。
[0008]優(yōu)選的，包括絕緣紙老化確定單元，根據(jù)糠醛濃度確定單元確定的糠醛濃度，確定絕緣紙老化程度。
[0009]優(yōu)選的，包括變壓器性能確定單元，根據(jù)所述絕緣紙老化確定單元確定的絕緣紙老化程度，確定變壓器所處的壽命周期。
[0010]優(yōu)選的，所述吸附劑為硅膠。
[0011]優(yōu)選的，所述糠醛濃度確定單元基于下式確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度色= P測(cè)一 PH，其中，_為糠醛濃度確定單元確定的絕緣子老化分解的糠醛濃度，P測(cè)為變壓器油測(cè)量單元測(cè)量的糠醛濃度，PH為變壓器油中預(yù)設(shè)的糠醛濃度。
[0012]優(yōu)選的，包括溫度控制系統(tǒng)，其使所述吸附劑預(yù)設(shè)單元使吸附劑達(dá)到吸附平衡的過程中，保持在特定的溫度。
[0013]優(yōu)選的，所述特定的溫度位于所述變壓器正常運(yùn)行過程中變壓器油的溫度范圍。
[0014]優(yōu)選的，所述特定的溫度設(shè)置為60、65或70度。
[0015]優(yōu)選的，所述熱虹吸過濾器設(shè)置溫度傳感器以及計(jì)時(shí)器，只有在所述溫度傳感器確定所述熱虹吸過濾器的溫度在所述特定的溫度附近維持超過特定時(shí)間后，才使用所述變壓器油測(cè)量單元測(cè)定變壓器油中的糠醛濃度。
[0016]優(yōu)選的，所述特定的溫度附近為所述特定的溫度上下兩度。
[0017]優(yōu)選的，所述特定時(shí)間為變壓器油在變壓器一個(gè)循環(huán)周期所需的時(shí)間。[0〇18] 優(yōu)選的，所述糠醛濃度確定單元確定的糠醛濃度:達(dá)到0.5mg/L時(shí)，所述絕緣紙老化確定單元確定所述絕緣紙?zhí)幱谥卸壤匣?大于4mg/L，所述絕緣紙老化確定單元確定絕緣紙?zhí)幱谏疃壤匣?br>[0019]優(yōu)選的，所述絕緣紙?zhí)幱谥卸壤匣瘯r(shí)，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命中期;所述絕緣紙?zhí)幱谏疃壤匣瘯r(shí)，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命晚期。
[0020]優(yōu)選的，還包括報(bào)警單元，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命晚期時(shí)，所述報(bào)警單元進(jìn)行預(yù)警。【具體實(shí)施方式】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將使用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些實(shí)施例獲取其他的技術(shù)方案，也屬于本發(fā)明的公開范圍。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，通過對(duì)于變壓器中絕緣紙老化分解的進(jìn)入絕緣油中糠醛的濃度進(jìn)行測(cè)定，確定絕緣紙老化程度。通過絕緣紙的老化程度，確定變壓器所處的壽命周期。
[0023]具體的，本發(fā)明的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，包括變壓器油預(yù)設(shè)單元，吸附劑預(yù)設(shè)單元，溫度控制系統(tǒng)，變壓器油測(cè)量單元，糠醛濃度確定單元，絕緣紙老化確定單元，變壓器性能確定單元以及溫度傳感器。其中，變壓器中包含熱虹吸過濾器，熱虹吸過濾器中設(shè)置有吸附劑，該吸附劑能夠吸附絕緣油中的糠醛，從而影響對(duì)于絕緣油中的糠醛測(cè)量。
[0024]變壓器油預(yù)設(shè)單元以及吸附劑預(yù)設(shè)單元用于在變壓器生產(chǎn)過程中對(duì)于變壓器油進(jìn)行預(yù)設(shè)。其中，變壓器油預(yù)設(shè)單元用于向變壓器油中注入一定的糠醛，使變壓器油中的糠醛處于預(yù)設(shè)的濃度，該預(yù)設(shè)的濃度可以設(shè)置為絕緣紙中度老化產(chǎn)生的糠醛濃度附近或者絕緣紙深度老化產(chǎn)生的糠醛濃度附近。吸附劑預(yù)設(shè)單元，用于將該吸附劑加入熱虹吸過濾器前，先通過將該吸附劑設(shè)置于上述預(yù)設(shè)濃度的變壓器油中足夠長(zhǎng)時(shí)間，使其在該濃度的變壓器油中達(dá)到吸附平衡。通過變壓器油和吸附劑的上述設(shè)置，使吸附劑達(dá)到吸附平衡，從而在后續(xù)的絕緣紙老化的糠醛濃度檢測(cè)時(shí)，能夠減少吸附劑對(duì)于糠醛的吸附，從而使測(cè)量的糠醛含量更加接近真實(shí)值。優(yōu)選的，在使所述吸附劑預(yù)設(shè)單元使吸附劑達(dá)到吸附平衡的過程中，可以使用溫度控制系統(tǒng)使該吸附過程保持在特定的溫度，該特定的溫度位于變壓器正常運(yùn)行過程中變壓器油的溫度范圍。例如可以將該特定溫度設(shè)置為65度。
[0025]變壓器油測(cè)量單元用于對(duì)變壓器油中的糠醛進(jìn)行檢測(cè)?？梢栽O(shè)置變壓器中的取樣通道，通過該取樣通道獲取變壓器油樣本，變壓器油測(cè)量單元通過對(duì)于該變壓器油樣本的測(cè)量可以確定變壓器油中的糠醛濃度。糠醛濃度確定單元用于確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度，其基于下式確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度:P^6=P測(cè)一PH，其中，■為糠醛濃度確定單元確定的絕緣子老化分解的糠醛濃度，Pii為變壓器油測(cè)量單元測(cè)量的糠醛濃度，P預(yù)為變壓器油中預(yù)設(shè)的糠醛濃度。
[0026]絕緣紙老化確定單元，用于根據(jù)糠醛濃度確定單元確定的糠醛濃度，確定絕緣紙老化程度。具體的，可以將其設(shè)置為，所述糠醛濃度確定單元確定的糠醛濃度達(dá)到〇.5mg/L 時(shí)，絕緣紙老化確定單元確定所述絕緣紙?zhí)幱谥卸壤匣?大于4mg/L，所述絕緣紙老化確定單元確定絕緣紙?zhí)幱谏疃壤匣?br>[0027]變壓器性能確定單元，根據(jù)絕緣紙老化確定單元確定的絕緣紙老化程度，確定變壓器所處的壽命周期。具體的，可以將其設(shè)置為:絕緣紙?zhí)幱谥卸壤匣瘯r(shí)，變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命中期;絕緣紙?zhí)幱谏疃壤匣瘯r(shí)，變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命晚期。
[0028]優(yōu)選的，由于吸附劑的平衡吸附性能隨著溫度會(huì)產(chǎn)生變化，為了減小溫度變化導(dǎo)致的糠醛濃度測(cè)量的影響，可以將溫度傳感器設(shè)置在熱虹吸過濾器中，只有在溫度傳感器確定熱虹吸過濾器的溫度為吸附劑預(yù)設(shè)單元使吸附劑達(dá)到吸附平衡的過程中的特定溫度時(shí)，才使用變壓器油測(cè)量單元測(cè)定變壓器油中的糠醛濃度。通過此時(shí)測(cè)定的變壓器油中的糠醛濃度，確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度，能夠減小溫度對(duì)于糠醛濃度的影響。進(jìn)一步的，由于吸附劑的平衡吸附穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，可以設(shè)置計(jì)時(shí)器，只有在溫度傳感器確定熱虹吸過濾器的溫度在特定的溫度附近維持超過特定時(shí)間后，才使用所述變壓器油測(cè)量單元測(cè)定變壓器油中的糠醛濃度。優(yōu)選的，其中特定的溫度附近為所述特定的溫度上下兩度， 特定時(shí)間為變壓器油在變壓器一個(gè)循環(huán)周期所需的時(shí)間。
[0029]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換， 其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，通過對(duì)于變壓器中絕緣紙老化分解的糠醛濃度進(jìn)行 測(cè)定，確定絕緣紙老化程度；所述變壓器包括熱虹吸過濾器，所述熱虹吸過濾器包括吸附 劑;所述吸附劑能夠吸附變壓器油中的糠醛;包括變壓器油測(cè)量單元，其用于測(cè)定變壓器油 中的糠醛濃度;其特征在于:包括變壓器油預(yù)設(shè)單元，所述變壓器油預(yù)設(shè)單元在變壓器制造 時(shí)，向變壓器油中注入一定的糠醛，使變壓器油中的糠醛處于預(yù)設(shè)的濃度；吸附劑預(yù)設(shè)單 元，所述吸附劑預(yù)設(shè)單元在將該吸附劑加入熱虹吸過濾器前，先通過將該吸附劑設(shè)置于上 述濃度的變壓器油中足夠長(zhǎng)時(shí)間，使其在該濃度的變壓器油中達(dá)到吸附平衡;糠醛濃度確 定單元，其基于所述變壓器油測(cè)量單元測(cè)量的糠醛濃度以及所述變壓器油中預(yù)注入的糠醛 濃度，確定絕緣紙老化分解的糠醛濃度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:包括絕緣紙老化 確定單元，根據(jù)糠醛濃度確定單元確定的糠醛濃度，確定絕緣紙老化程度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:包括變壓器性能 確定單元，根據(jù)所述絕緣紙老化確定單元確定的絕緣紙老化程度，確定變壓器所處的壽命 周期。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:所述吸附劑為硅膠。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:所述糠醛濃度確 定單元確定的糠醛濃度:達(dá)到0.5mg/L時(shí)，所述絕緣紙老化確定單元確定所述絕緣紙?zhí)幱谥?度老化;大于4mg/L，所述絕緣紙老化確定單元確定絕緣紙?zhí)幱谏疃壤匣?.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:所述絕緣紙?zhí)幱?中度老化時(shí)，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命中期;所述絕 緣紙?zhí)幱谏疃壤匣瘯r(shí)，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命晚 期。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力系統(tǒng)變壓器性能評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于:還包括報(bào)警單 元，所述變壓器性能確定單元確定變壓器整體絕緣水平處于其壽命晚期時(shí)，所述報(bào)警單元 進(jìn)行預(yù)警。
【文檔編號(hào)】G01N30/00GK106019091SQ201610315574
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月14日
【發(fā)明人】林光琴
【申請(qǐng)人】林光琴