專利名稱：基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓器老化狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣 油老化在線檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的變壓器絕緣油老化的檢測(cè)方法主要有化學(xué)方法和電氣方法兩種?；瘜W(xué)方法 主要有油中溶解氣體分析、液相色譜分析等；電氣檢測(cè)方法包括測(cè)量油的介質(zhì)損耗因數(shù)、介 電常數(shù)以及局部放電檢測(cè)等方法。目前的檢測(cè)裝置多為離線式或者方法復(fù)雜，需要給各類 傳感器提供直流或交流電源。(王松林，“變壓器絕緣老化診斷技術(shù)”，《變壓器》，2011年第8 期；郝建等，“應(yīng)用頻域介電譜法的變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)評(píng)估”，《電網(wǎng)技術(shù)》，2011年7 月；廖天明，“一種變壓器絕緣油在線檢測(cè)裝置”，中國(guó)專利CN202189049U ;張亞萍等，“一種 變壓器絕緣油的評(píng)價(jià)系統(tǒng)”，中國(guó)專利CN102269603A。)在電場(chǎng)中放置一塊金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷。這一原理通常被用來(lái)測(cè)量電 場(chǎng)強(qiáng)度或用來(lái)作為取電裝置。(肖正華等，“電場(chǎng)感應(yīng)器”，《儀表技術(shù)與傳感器》，1993年第 3期；劉全越，“高壓線路無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)及感應(yīng)電源的設(shè)計(jì)”，太原理工大學(xué)碩士論文，2008 年。)而導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的多少與其中的絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)相關(guān)，變壓器油老化后其介電 常數(shù)變化明顯。那么導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的多少也將變化明顯。利用這一原理我們可以測(cè)出變 壓器油是否老化。
因此急需一種簡(jiǎn)單的、快速的便于實(shí)現(xiàn)在線式檢測(cè)的判斷變壓器絕緣油是否老化 的檢測(cè)方法。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)單的、快速的便于實(shí)現(xiàn)在線 式檢測(cè)的判斷變壓器絕緣油是否老化的檢測(cè)方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，包括以下步驟S1:將一對(duì)檢測(cè)極板設(shè)置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質(zhì)處于檢測(cè)極板之間；52:將檢測(cè)極板置于變壓器內(nèi)部交變電場(chǎng)中使得檢測(cè)極板上產(chǎn)生感應(yīng)電荷；53:獲取檢測(cè)極板上的電壓值；54:判斷檢測(cè)極板上的電壓值是否小于預(yù)設(shè)電壓值，如果是，則返回步驟S3中；55:如果電壓值大于或等于預(yù)設(shè)電壓值，則通過(guò)電荷泵將感應(yīng)電荷給儲(chǔ)能電容充電；56:記錄儲(chǔ)能電容充電至設(shè)定電壓值所需要的時(shí)間；57:判斷充電時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間值，如果否，則返回步驟S3中；58:如果是，則記錄次數(shù)N增加；59:判斷記錄次數(shù)N是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果否，則返回步驟S3中；SlO:如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態(tài)；Sll:釋放儲(chǔ)能電容上的電能并返回步驟S3。
進(jìn)一步，當(dāng)所述步驟SlO中確定變壓器絕緣油處于老化狀態(tài)時(shí)，還執(zhí)行以下步驟5101:通過(guò)儲(chǔ)能電容的電容值和電壓值計(jì)算出電荷數(shù)；5102:通過(guò)電荷數(shù)計(jì)算出檢測(cè)極板的檢測(cè)介電常數(shù)；5103:比較檢測(cè)介電常數(shù)與該檢測(cè)極板間的正常介電常數(shù)范圍，如果檢測(cè)介電常數(shù)處 于正常介電常數(shù)范圍內(nèi)，則采用其他離線油樣測(cè)試方法確定；S104:如果檢測(cè)介電常數(shù)處于正常介電常數(shù)范圍外，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態(tài)并發(fā)出警示信號(hào)。
進(jìn)一步，所述釋放儲(chǔ)能電容上的電能是通過(guò)放電控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步,所述正常介電常數(shù)范圍為變壓器絕緣油處于正常狀態(tài)下的初始介電常數(shù) 值的1.1倍內(nèi)。
進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能電容上的電壓信號(hào)通過(guò)調(diào)理電路采集后再經(jīng)過(guò)AD模塊處理來(lái)獲得。
進(jìn)一步，所述步驟SlO中獲取的變壓器油老化信號(hào)通過(guò)通訊模塊傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù) 器上并存儲(chǔ)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用設(shè)置于變壓器絕緣油中的檢測(cè)極板來(lái)感應(yīng)電荷， 從而反映極板間介質(zhì)(變壓器油)的介電常數(shù)，進(jìn)而反映變壓器油是否老化。該方法基于電 場(chǎng)感應(yīng)，因此該方法簡(jiǎn)單、快速實(shí)現(xiàn)了在線式檢測(cè)，并且無(wú)需給傳感器提供電源，該方法原 理簡(jiǎn)單，檢測(cè)參數(shù)少，不易受環(huán)境影響，檢測(cè)方法穩(wěn)定可靠。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法流 程圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)裝置示意 圖。
本發(fā)明提供的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法的原理如下如果在 電場(chǎng)中放置一塊金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷。這一原理通常被用來(lái)測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度 或用來(lái)作為取電裝置。而導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的多少與其中的絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)相關(guān)，變壓 器油老化后其介電常數(shù)變化明顯。那么導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的多少也將變化明顯。利用這一原 理我們可以測(cè)出變壓器油是否老化。
如圖所示本發(fā)明提供的本發(fā)明提供的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢 測(cè)方法，包括以下步驟51:將一對(duì)檢測(cè)極板I設(shè)置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質(zhì)處于檢測(cè)極板之間；52:將檢測(cè)極板置于變壓器內(nèi)部交變電場(chǎng)中使得檢測(cè)極板上產(chǎn)生感應(yīng)電荷；53:獲取檢測(cè)極板上的電壓值；54:判斷檢測(cè)極板上的電壓值是否小于預(yù)設(shè)電壓值，如果是，則返回步驟S3中；本發(fā)實(shí) 施例中的預(yù)設(shè)電壓值可以通過(guò)檢測(cè)電路的人機(jī)接口輸入或通過(guò)檢測(cè)電路的通訊接口遠(yuǎn)程 設(shè)定，這個(gè)電壓一般由電荷泵性能決定。
S5:如果電壓值大于或等于預(yù)設(shè)電壓值，則通過(guò)電荷泵將感應(yīng)電荷給儲(chǔ)能電容充 電；S6:記錄儲(chǔ)能電容充電至設(shè)定電壓值所需要的時(shí)間，這個(gè)預(yù)定電壓值可以通過(guò)檢測(cè)電 路2的人機(jī)接口輸入或通過(guò)檢測(cè)電路的通訊接口遠(yuǎn)程設(shè)定；S7:判斷充電時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間值，如果否，則返回步驟S3中；這個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間值可 以通過(guò)檢測(cè)電路2的人機(jī)接口輸入或通過(guò)檢測(cè)電路的通訊接口遠(yuǎn)程設(shè)定。
S8 :如果是，則記錄次數(shù)N增加小根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取5，也可以通過(guò)檢測(cè)電路的人機(jī) 接口輸入或通過(guò)檢測(cè)電路的通訊接口遠(yuǎn)程設(shè)定。
S9 :判斷記錄次數(shù)N是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果否，則返回步驟S3中；SlO :如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態(tài)；當(dāng)所述步驟Sio中確定變壓器絕緣油處于老化狀態(tài)時(shí)，還執(zhí)行以下步驟5101:通過(guò)儲(chǔ)能電容的電容值和電壓值計(jì)算出電荷數(shù)；5102:通過(guò)電荷數(shù)計(jì)算出檢測(cè)極板的檢測(cè)介電常數(shù)；5103:比較檢測(cè)介電常數(shù)與該檢測(cè)極板間的正常介電常數(shù)范圍，如果檢測(cè)介電常數(shù)處 于正常介電常數(shù)范圍內(nèi)，則可以進(jìn)一步采用其他離線油樣測(cè)試方法確定。
S104:如果檢測(cè)介電常數(shù)處于正常介電常數(shù)范圍外，則判斷變壓器絕緣油為老化 狀態(tài)并發(fā)出警示信號(hào)。
Sll :釋放儲(chǔ)能電容上的電能并返回步驟S3。
所述釋放儲(chǔ)能電容上的電能是通過(guò)放電控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述放電控制器為超低功 耗模塊，用于決定檢測(cè)極板電荷釋放時(shí)機(jī)；所述正常介電常數(shù)范圍通過(guò)以下步驟來(lái)進(jìn)行確定通過(guò)獲取變壓器絕緣油處于初始正常狀態(tài)下的介電常數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所測(cè)介電常數(shù)小 于初始介電常數(shù)的1.1倍為正常介電常數(shù)，也可以通過(guò)檢測(cè)電路的人機(jī)接口輸入或通過(guò)檢 測(cè)電路的通訊接口遠(yuǎn)程設(shè)定。
所述儲(chǔ)能電容上的電壓信號(hào)通過(guò)調(diào)理電路采集后再經(jīng)過(guò)AD模塊處理來(lái)獲得。
所述步驟SlO中獲取的變壓器油老化信號(hào)通過(guò)通訊模塊傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器上并 存儲(chǔ)。
步驟SlO中計(jì)算介電常數(shù)的原理如下對(duì)于儲(chǔ)能電容來(lái)說(shuō)，其電容值C 一 定，電容器電壓U與電容器上電荷數(shù)Q成正比。電容器達(dá)到設(shè)定電壓的時(shí)間短，說(shuō)明 通過(guò)電荷泵輸出的電荷多。而對(duì)于感應(yīng)極板(即檢測(cè)極板)來(lái)說(shuō)，在固定電場(chǎng)中，極板 間距離d、面積S —定，極板間電壓U —定，感應(yīng)電荷Q的多少與極板間的介電常數(shù) s成正比。因而，通過(guò)儲(chǔ)能電容上感應(yīng)電荷Q可以計(jì)算變壓器絕緣油介電常數(shù)，計(jì)算公式如 下s=-￡，其中^為變壓器油介電常數(shù)β力感應(yīng)電荷，S為極板間相對(duì)面積，E為變壓器內(nèi)部交變電場(chǎng)強(qiáng)度。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟S1:將一對(duì)檢測(cè)極板設(shè)置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質(zhì)處于檢測(cè)極板之間；52:將檢測(cè)極板置于變壓器內(nèi)部交變電場(chǎng)中使得檢測(cè)極板上產(chǎn)生感應(yīng)電荷；53:獲取檢測(cè)極板上的電壓值；54:判斷檢測(cè)極板上的電壓值是否小于預(yù)設(shè)電壓值，如果是，則返回步驟S3中；55:如果電壓值大于或等于預(yù)設(shè)電壓值，則通過(guò)電荷泵將感應(yīng)電荷給儲(chǔ)能電容充電；56:記錄儲(chǔ)能電容充電至設(shè)定電壓值所需要的時(shí)間；57:判斷充電時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間值，如果否，則返回步驟S3中；58:如果是，則記錄次數(shù)N增加；59:判斷記錄次數(shù)N是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果否，則返回步驟S3中；510:如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態(tài)；511:釋放儲(chǔ)能電容上的電能并返回步驟S3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于當(dāng)所述步驟SlO中確定變壓器絕緣油處于老化狀態(tài)時(shí)，還執(zhí)行以下步驟5101:通過(guò)儲(chǔ)能電容的電容值和電壓值計(jì)算出電荷數(shù)；5102:通過(guò)電荷數(shù)計(jì)算出檢測(cè)極板的檢測(cè)介電常數(shù)；5103:比較檢測(cè)介電常數(shù)與該檢測(cè)極板間的正常介電常數(shù)范圍，如果檢測(cè)介電常數(shù)處于正常介電常數(shù)范圍內(nèi)，則采用其他離線油樣測(cè)試方法確定；S104:如果檢測(cè)介電常數(shù)處于正常介電常數(shù)范圍外，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態(tài)并發(fā)出警示信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于所述釋放儲(chǔ)能電容上的電能是通過(guò)放電控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于所述正常介電常數(shù)范圍為變壓器絕緣油處于正常狀態(tài)下的初始介電常數(shù)值的1.1倍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于所述儲(chǔ)能電容上的電壓信號(hào)通過(guò)調(diào)理電路采集后再經(jīng)過(guò)AD模塊處理來(lái)獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟SlO中獲取的變壓器油老化信號(hào)通過(guò)通訊模塊傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器上并存
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電場(chǎng)感應(yīng)的變壓器絕緣油老化在線檢測(cè)方法，首先將一對(duì)檢測(cè)極板設(shè)置于變壓器絕緣油中；然后獲取檢測(cè)極板在變壓器內(nèi)部交變電場(chǎng)中的感應(yīng)電荷，通過(guò)電荷泵將感應(yīng)電荷給儲(chǔ)能電容充電，通過(guò)儲(chǔ)能電容充電所需要的時(shí)間來(lái)計(jì)算檢測(cè)極板感應(yīng)電荷量，通過(guò)感應(yīng)電荷來(lái)計(jì)算變壓器油實(shí)際介電常數(shù)；最后判斷變壓器油實(shí)際介電常數(shù)與變壓器油正常介電常數(shù)之間的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，如果否，則釋放儲(chǔ)能電容上的電能并返回，如果是，則變壓器油老化。本發(fā)明采用設(shè)置于變壓器絕緣油中的檢測(cè)極板來(lái)感應(yīng)電荷，從而反映極板間介質(zhì)(變壓器油)的介電常數(shù)，進(jìn)而反映變壓器油是否老化。該方法基于電場(chǎng)感應(yīng)，因此該方法簡(jiǎn)單、快速實(shí)現(xiàn)了在線式檢測(cè)，并且無(wú)需給傳感器提供電源。
文檔編號(hào)G01N27/60GK102998360SQ20121056949
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者胡剛, 石亞偉, 陳孟鋼, 廖金波 申請(qǐng)人:重慶勤智科技有限公司