基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及變壓器檢測領(lǐng)域，特別涉及一種基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，其運行可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全運行。對于變壓器，大部分利用油來絕緣和散熱。變壓器油與油中的固體有機絕緣材料(紙和紙板等)在運行電壓下因電、熱及氧化等作用下會產(chǎn)生氣體，變壓器內(nèi)部故障伴隨著局部過熱和局部放電的現(xiàn)象，使油和紙分解產(chǎn)生C2H2, C2H4, C2H6, CH4, H2, CO等氣體，油中溶解氣體的不同組分和含量在一定程度上反映出變壓器絕緣老化和故障的程度。因此，對油中溶解的氣體進行氣相色譜分析便可發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的發(fā)熱和放電性故障。由于色譜法分析變壓器油中溶解氣體組分具有分離效率高、分析速度快、檢測靈敏度高和樣品用量少等特點，形成了專門的油中溶解氣體分析(Dissolved Gases Analysis,簡稱DGA)。常規(guī)的DGA為離線檢測，是由試驗人員取油樣后在實驗室中操作完成的。根據(jù)規(guī)程，取樣周期一般在3個月至I年，這樣的檢測周期，對于嚴重威脅設(shè)備安全的繞組內(nèi)部的匝層間和圍屏的局部放電性故障，難以及時檢出。此外常規(guī)的DGA不僅脫氣中可能存在較大的誤差，而且檢測數(shù)據(jù)人工修正也會加大誤差。如果能設(shè)計出一種變壓器在線DGA監(jiān)控裝置，就可以及時掌握變壓器的運行狀況，并且可以及時向逆變器發(fā)送變壓器的運行狀況，以便光伏變電站安全有效的運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種變壓器在線監(jiān)控裝置，能夠?qū)崟r在線智能化監(jiān)測與故障診斷。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下:基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置，包括油氣取樣單元、油氣分離單元、組分分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、逆變器通訊單元；油氣取樣單元包括設(shè)置在所述變壓器的循環(huán)油路上的取樣器；油氣分離單元包括與所述取樣器連接的氣室，在所述氣室入口處設(shè)有薄膜；組分分離單元包括定量管，所述氣室出來的混合氣體進入所述定量管的一個入口，還包括載氣通道，所述載氣通道內(nèi)的空氣進入所述定量管的另一入口，所述定量管的出口連接色譜柱，所述色譜柱用于分離混合氣體，所述色譜柱放置在控制色譜柱溫度的恒溫箱內(nèi)；氣體檢測單元包括對所述色譜柱分離出來的氣體進行檢測的氣相色譜儀；數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)處理芯片，對所述氣相色譜儀采集的模擬信號進行數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換，通過RS232通訊端口將數(shù)據(jù)傳遞給終端計算機，所述終端計算機完成對數(shù)據(jù)的處理與分析；逆變器通訊單元為連接所述終端計算機和逆變器的RS485通訊數(shù)據(jù)接口，有故障出現(xiàn)時發(fā)送故障標志位給逆變器。
[0005]所述載氣通路包括空氣凈化裝置。所述薄膜為中空纖維式的高分子薄膜。
[0006]本實用新型可以及時掌握變壓器的運行狀況，發(fā)現(xiàn)和跟蹤存在的潛伏性故障，并且可以對故障自動進行診斷，以便運行人員迅速做出處理。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0008]圖1為本實用新型的工作流程圖；
[0009]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1和圖2所示，本實用新型的基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置，包括油氣取樣單元、油氣分離單元、組分分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、逆變器通訊單元。
[0011]油氣取樣單元包括取樣器2，取樣器2設(shè)置在變壓器I的循環(huán)油路上；
[0012]油氣分離單元包括與所述取樣器2連接的氣室3，在所述氣室3入口處設(shè)有薄膜；油氣分離選用薄膜取氣法，依據(jù)薄膜的選透性，將薄膜作為間隔層，它只滲透各種氣體，不滲透油。薄膜的一側(cè)是變壓器油，另一側(cè)是氣室3，油中溶解的氣體能透過薄膜自動地滲透到另一側(cè)的氣室3中。當正反兩方向擴散速度達到動態(tài)平衡后，即完成了油氣分離。采用的薄膜為中空纖維式結(jié)構(gòu)的高分子膜，采用中空纖維式的結(jié)構(gòu)增大了表面積，加強了油氣分離的效果。
[0013]組分分離單元包括定量管6，氣室3出來的混合氣體進入定量管6的一個入口，還包括載氣通道12，載氣通路12中包括空氣凈化器4，其用于產(chǎn)生純凈壓縮空氣作為推進混合氣體流動的載氣進入所述定量管6的另一入口，定量管6的出口連接色譜柱9，由色譜柱5將各氣體組分分離，色譜柱6放置在用于控制色譜柱6溫度的恒溫箱5中。
[0014]氣體檢測單元為氣相色譜儀6，氣相色譜儀6的檢測單元主要由半導體氣敏傳感器和檢測室組成。半導體氣敏傳感器接在橋式回路中，電橋中的其它電阻均為普通電阻。在一定的橋流下，半導體氣敏傳感器保持在高溫狀態(tài)，當混合氣體與氣敏傳感器的敏感膜接觸，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的結(jié)果一方面改變了敏感膜本身的電阻，另一方面反應(yīng)放熱使鉑絲溫度升高，溫度升高既使鉑絲電阻變化，又影響了敏感膜表面的反應(yīng)，這一復雜過程最終改變了傳感器的并聯(lián)電阻，使原來平衡的電橋失去平衡，輸出一個電信號，這一信號與混合氣體的濃度成良好的線性關(guān)系。系統(tǒng)使用純凈壓縮空氣為載氣，實現(xiàn)了傳感器的快速恢復，徹底解決了拖尾對測量準確度的影響。選用半導體氣敏傳感器可以測量低體積分數(shù)的多種氣體，在油蒸汽中、高溫和溫度變化中能保持穩(wěn)定性，造價低、輕便。在此選用SnO2半導體型氣敏傳感器可以測量C2H2, C2H4, C2H6, CH4, H2, CO氣體。根據(jù)油中溶解氣體數(shù)據(jù)分析可以診斷變壓器故障。
[0015]數(shù)據(jù)處理單元為數(shù)據(jù)處理芯片TMS320F28335，對所述氣相色譜儀8的傳感器采集的模擬信號進行數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換，通過RS232通訊端口將數(shù)據(jù)傳遞給終端計算機10，終端計算機10完成對數(shù)據(jù)的處理與分析，計算出各組分合總烴的含量以及各自的增長率，將色譜分析出的幾項主要指標(總烴、乙炔、氫氣含量)與DL/T596-1996規(guī)程中的注意值作比較。如果有一項或幾項主要指標超過注意值時，說明設(shè)備存在異常情況，終端計算機10通過RS485通信數(shù)據(jù)接口和逆變器11相連，向逆變器11發(fā)送故障標志位，以便逆變器11做出合適的處理。當變壓器I有故障時，逆變器11收到故障信號，可以通過調(diào)節(jié)輸入的直流電壓的幅值來調(diào)節(jié)輸出功率，也可以通過調(diào)節(jié)輸出電壓的頻率來調(diào)節(jié)負載功率因數(shù)，或者是調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值來調(diào)節(jié)輸出功率，如若不能處理，就關(guān)斷主回路的功率開關(guān)，逆變器11停止運行，切斷變壓器I的輸入信號。
【主權(quán)項】
1.基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置，其特征在于， 包括油氣取樣單元、油氣分離單元、組分分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、逆變器通訊單元； 油氣取樣單元包括設(shè)置在變壓器的循環(huán)油路上的取樣器； 油氣分離單元包括與所述取樣器連接的氣室，在所述氣室入口處設(shè)有薄膜； 組分分離單元包括定量管，所述氣室出來的混合氣體進入所述定量管的一個入口，還包括載氣通道，所述載氣通道內(nèi)的空氣進入所述定量管的另一入口，所述定量管的出口連接有色譜柱，所述色譜柱用于分離混合氣體，所述色譜柱放置在控制色譜柱溫度的恒溫箱內(nèi)； 氣體檢測單元包括對所述色譜柱分離出來的氣體進行檢測的氣相色譜儀； 數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)處理芯片，對所述氣相色譜儀采集的模擬信號進行數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換，通過RS232通訊端口將數(shù)據(jù)傳遞給終端計算機，所述終端計算機完成對數(shù)據(jù)的處理與分析； 逆變器通訊單元為連接所述終端計算機和逆變器的RS485通信數(shù)據(jù)接口，有故障出現(xiàn)時發(fā)送故障標志位給逆變器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置，其特征在于，所述載氣通路包括空氣凈化裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置，其特征在于，所述薄膜為中空纖維式的高分子薄膜。
【專利摘要】本實用新型涉及變壓器檢測領(lǐng)域，特別涉及一種基于集成式光伏變電站變壓器的在線監(jiān)控裝置。包括油氣取樣單元、油氣分離單元、組分分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元、逆變器通訊單元。本實用新型可以及時掌握變壓器的運行狀況，發(fā)現(xiàn)和跟蹤存在的潛伏性故障，并且可以對故障自動進行診斷，以便運行人員迅速做出處理。
【IPC分類】G01R31-00, G01N30-02
【公開號】CN204330692
【申請?zhí)枴緾N201420854093
【發(fā)明人】石亞娟, 丁利娟, 張 榮
【申請人】常州佳訊光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月29日