本發(fā)明屬于變壓器重瓦斯故障診斷，涉及一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法。

背景技術(shù)：

1、瓦斯繼電器是油浸式變壓器及有載分接開關(guān)所用的一種繼電保護(hù)裝置，安裝在變壓器油箱與儲油柜之間的管道上；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障而造成油流涌動時，快速涌動的油流從變壓器油箱涌動至儲油柜，沖擊安裝在管道上的瓦斯繼電器，當(dāng)油流的流速達(dá)到整定值后，瓦斯繼電器擋板在瞬態(tài)涌動的油流沖擊下發(fā)生轉(zhuǎn)動，接通擋板后面的干簧觸點，接通繼電保護(hù)回路，發(fā)出重瓦斯報警信號。雙浮球瓦斯繼電器的擋板受到磁鐵的磁力，磁力隨距離呈指數(shù)衰減。

2、目前實際工況中使用的瓦斯繼電器重瓦斯動作流速整定值可靠性較低，僅能提供一定參數(shù)范圍作為參考，不能準(zhǔn)確反應(yīng)瓦斯繼電器運行狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，準(zhǔn)確反應(yīng)瓦斯繼電器運行狀態(tài)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，包括如下步驟：

3、設(shè)計模擬變壓器不同程度故障的瓦斯繼電器實驗平臺；將嵌入式液體壓力變送器安裝在雙浮球瓦斯繼電器前方管道內(nèi)部；在雙浮球瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)軸上安裝角度傳感器，實時監(jiān)測擋板轉(zhuǎn)角；雙浮球瓦斯繼電器擋板受到磁鐵磁力作用，磁力隨距離呈指數(shù)衰減，雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵會旋轉(zhuǎn)到重瓦斯報警的角度引起重瓦斯報警。

4、施加不同程度的外部激勵源至油路管道上，生成不同的涌動油流；基于壓力傳感器采集管道的油壓信號，生成不同激勵源下的管道油壓曲線圖；基于雙浮球瓦斯繼電器和角度傳感器采集擋板轉(zhuǎn)角信號,生成不同激勵源下的擋板轉(zhuǎn)角曲線圖；

5、分析比較不同激勵源下的管道油壓變化趨勢,確定管道油壓整定值；雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵的瞬間記錄管道油壓值，作為第1次報警也稱預(yù)報警的油壓整定值；雙浮球瓦斯繼電器擋板旋轉(zhuǎn)到觸發(fā)干簧管角度，記錄管道油壓值，作為第2次報警也稱重瓦斯報警的油壓整定值。

6、當(dāng)雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵的瞬間，即擋板轉(zhuǎn)角大于0時進(jìn)行第1次報警，提醒運行人員引起注意，若此時管道油壓并沒有達(dá)到預(yù)報警的油壓整定值，則可預(yù)測擋板離開磁鐵可能是由于震動等引起的，設(shè)置為較輕的報警聲；若此時管道油壓也達(dá)到預(yù)報警的油壓整定值，則表明變壓器發(fā)生異常，只是發(fā)生了輕微故障，發(fā)出較重的報警聲；

7、雙浮球瓦斯繼電器擋板旋轉(zhuǎn)到觸發(fā)干簧管角度，進(jìn)行第2次報警；當(dāng)管道油壓值沒達(dá)到第2次報警的油壓整定值，設(shè)置為較輕的報警聲；當(dāng)管道油壓值達(dá)到第2次報警的油壓整定值，設(shè)置為較重的報警聲，進(jìn)行正式的重瓦斯報警，且根據(jù)管道油壓最大值判斷故障程度。

8、壓力傳感器為嵌入式液體壓力變送器，插入待測管道內(nèi)，測量范圍是0-0.4mpa?，分辨率為0.001mpa。

9、雙浮球瓦斯繼電器擋板的轉(zhuǎn)軸與聯(lián)軸器一端連接在一起，聯(lián)軸器另一端安裝有角度傳感器；角度傳感器由一個固定的基座和一個可以旋轉(zhuǎn)的編碼器組成，角度傳感器的分辨率為。

10、管道油壓信號和瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角信號均輸出為電壓信號，信號采集裝置對管道油壓信號和瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角信號同步采集。

11、瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角具體計算公式為：

12、；

13、其中為測量角度，單位為度或弧度；n為編碼器的轉(zhuǎn)速，即每秒鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，單位為1/s；為編碼器的分辨率，即每轉(zhuǎn)過一個編碼條紋所對應(yīng)的角速度，單位為度/轉(zhuǎn)或弧度/轉(zhuǎn);為編碼器盤上的編碼條紋數(shù)，即編碼器盤上編碼條紋的個數(shù)。

14、雙浮球瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)動需要克服磁鐵對擋板的磁力，磁鐵對擋板的磁力的推導(dǎo)公式為：

15、；(1)

16、；(2)

17、；(3)

18、；(4)

19、

20、；(5)

21、其中f為擋板的磁力，單位是牛頓；b為磁感應(yīng)強度，單位是特斯拉；b0是磁鐵表面的磁感應(yīng)強度;jm是磁化強度，單位是安培每米；v擋板體積，單位是立方米；?x為擋板到磁鐵的距離；為磁化率；h為是外部磁場強度，單位是安培每米；為磁導(dǎo)率。

22、磁鐵對擋板的磁力隨擋板到磁鐵的距離呈指數(shù)衰減，雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵必將旋轉(zhuǎn)到重瓦斯報警的角度引起重瓦斯報警。

23、雙浮球瓦斯繼電器擋板旋轉(zhuǎn)是由于油壓推開的，并非完全依據(jù)流速，油壓早于流速作用于擋板上。

24、本發(fā)明的主要有益效果在于：

25、通過采集管道內(nèi)部油壓，與第一次報警和第二次報警的整定值進(jìn)行比較，確定雙浮球瓦斯繼電器是否發(fā)生重瓦斯故障，為雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯故障診斷提供了一種可靠度高、準(zhǔn)確性強的新方法。

26、避免由于變壓器震動以及發(fā)生輕微故障導(dǎo)致的雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯誤動作，提高了浮球瓦斯繼電器重瓦斯報警的靈敏度和準(zhǔn)確率。

27、隨著激勵壓強的增大，擋板開始動作時對應(yīng)的管道壓強及擋板轉(zhuǎn)動觸發(fā)重瓦斯報警時對應(yīng)的管道壓強逐漸增大，與此同時擋板從開始動作到最大角度所用時間也逐漸減小；管道壓強變化超前于重瓦斯動作。

技術(shù)特征：

1.一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是：施加不同程度的外部激勵源至油路管道上，生成不同的涌動油流；基于壓力傳感器采集管道的油壓信號，生成不同激勵源下的管道油壓曲線圖；基于雙浮球瓦斯繼電器和角度傳感器采集擋板轉(zhuǎn)角信號,生成不同激勵源下的擋板轉(zhuǎn)角曲線圖；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是：當(dāng)雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵的瞬間，即擋板轉(zhuǎn)角大于0時進(jìn)行第1次報警，提醒運行人員引起注意，若此時管道油壓并沒有達(dá)到預(yù)報警的油壓整定值，則可預(yù)測擋板離開磁鐵可能是由于震動等引起的，設(shè)置為較輕的報警聲；若此時管道油壓也達(dá)到預(yù)報警的油壓整定值，則表明變壓器發(fā)生異常，只是發(fā)生了輕微故障，發(fā)出較重的報警聲；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是：壓力傳感器為嵌入式液體壓力變送器，插入待測管道內(nèi)，測量范圍是0-0.4mpa，分辨率為0.001mpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是：雙浮球瓦斯繼電器擋板的轉(zhuǎn)軸與聯(lián)軸器一端連接在一起，聯(lián)軸器另一端安裝有角度傳感器；角度傳感器由一個固定的基座和一個可以旋轉(zhuǎn)的編碼器組成，角度傳感器的分辨率為。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征是：管道油壓信號和瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角信號均輸出為電壓信號，信號采集裝置對管道油壓信號和瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角信號同步采集。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征在于：瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)角具體計算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征在于：雙浮球瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)動需要克服磁鐵對擋板的磁力，磁鐵對擋板的磁力的推導(dǎo)公式為：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征在于：磁鐵對擋板的磁力隨擋板到磁鐵的距離呈指數(shù)衰減，雙浮球瓦斯繼電器擋板離開磁鐵必將旋轉(zhuǎn)到重瓦斯報警的角度引起重瓦斯報警。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，其特征在于：雙浮球瓦斯繼電器擋板旋轉(zhuǎn)是由于油壓推開的，并非完全依據(jù)流速，油壓早于流速作用于擋板上。

技術(shù)總結(jié)
一種基于油壓和擋板轉(zhuǎn)角的雙浮球瓦斯繼電器雙重報警方法，設(shè)計模擬變壓器不同程度故障的瓦斯繼電器實驗平臺，將嵌入式液體壓力變送器安裝在雙浮球瓦斯繼電器前方管道內(nèi)部，在雙浮球瓦斯繼電器擋板轉(zhuǎn)軸上安裝角度傳感器，實時監(jiān)測擋板轉(zhuǎn)角，雙浮球瓦斯繼電器擋板受到磁鐵磁力作用，磁力隨距離呈指數(shù)衰減，擋板離開磁鐵會旋轉(zhuǎn)到重瓦斯報警的角度引起重瓦斯報警。基于壓力傳感器采集管道的油壓信號及油壓曲線圖、擋板轉(zhuǎn)角曲線圖和油壓變化趨勢作為確定管道油壓整定值，基于兩次報警管道油壓整定值判斷是否發(fā)生重瓦斯動作，大大提高了雙浮球瓦斯繼電器重瓦斯報警的準(zhǔn)確率，為變壓器重瓦斯動作整定提供了一種新方法。

技術(shù)研發(fā)人員：薛炳,王俊青,湯正陽,柳呈祥,易萬爽,徐波,張智,張春輝,李廣,李湧博,毛業(yè)棟,武永恒,萬書亭,田思宇,何士賢,馬金陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國長江電力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26