一种变压器油中溶解气体的测量方法和系统技术方案

本发明专利技术属于电力领域，尤其涉及一种变压器油中溶解气体的测量方法和系统，方法包括：通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据；根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度。通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据，能够获得用于计算溶解气体浓度的数据；根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度，能够在低硬件要求下，完成溶解气体浓度的计算。完成溶解气体浓度的计算。完成溶解气体浓度的计算。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器油中溶解气体的测量方法和系统


[0001]本专利技术属于电力领域，尤其涉及一种变压器油中溶解气体的测量方法和系统。

技术介绍

[0002]变压器的稳定运行对保障电力系统正常、高效具有重要意义。变压器运行过程中有可能会产生放电和过热故障，会缩短变压器的运行寿命甚至使变压器损坏。而变压器放电和过热故障会造成变压器油分解从而产生气体溶解于油中，因此在线监测变压器油中溶解气体能有助于分析变压器故障。目前采用的在线监测技术有气相色谱技术、傅里叶红外光谱技术、光声光谱技术等，这些在线监测技术通过传感器实现。这些传统的方法误差大，精度不满足要求，准确性差。

技术实现思路

[0003]为了解决或者改善上述问题，本专利技术提供了一种变压器油中溶解气体的测量方法和系统，具体技术方案如下：
[0004]本专利技术提供一种变压器油中溶解气体的测量方法，包括：
[0005]通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据；
[0006]根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度。
[0007]优选的，所述氧浓度传感器的电解质采用氧化钇稳定氧化锆陶瓷，所述电动势数据包括电极电子转移数据。
[0008]优选的，所述根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度，包括：
[0009]根据所述电极电子转移数据和所述氧浓度传感器的输出电压，计算所述溶解气体的氧浓度；
[0010]根据所述溶解气体的氧浓度计算变化时间内消耗的氧气量；
[0011]根据所述变化时间内消耗的氧气量计算所述溶解气体的浓度。
[0012]优选的，方法还包括：基于双对数拟合修正所述处理公式。
[0013]优选的，方法还包括：基于相对标准差修正所述溶解气体的浓度。
[0014]优选的，所述根据所述电极电子转移数据和所述氧浓度传感器的输出电压，计算溶解气体的氧浓度，包括：
[0015]通过第一公式计算所述溶解气体的氧分压；
[0016]基于气体分压和体积浓度的正比关系，转换所述第一公式得到第二公式以获取所述溶解气体的氧浓度L
k
；
[0017]其中，所述R为标准气体常数，所述U(t)为所述氧浓度传感器在t时间输出的电压，
所述T为气体工作温度，所述n为电极电子转移数量，所述F为法拉第常数，所述U0为参考氧分压，对应的参考氧浓度为L0，U
k
是被测的所述溶解气体的氧分压，对应的所述溶解气体的氧浓度为L
k
。
[0018]优选的，所述根据所述溶解气体的氧浓度计算变化时间内消耗的氧气量，包括：
[0019]根据所述第二公式推导得到用于计算变化时间内消耗的氧气量的第三公式
[0020][0021]其中，所述ΔQ为变化时间内消耗的氧气量，所述P为标准大气压，J为流量，所述t1为发生所述溶解气体的氧气流走变化的开始时间，所述t2为结束时间，所述溶解气体的氧气量变化时间Δt＝t2‑
t1。
[0022]优选的，所述根据所述变化时间内消耗的氧气量计算所述溶解气体的浓度，包括：
[0023]根据所述第三公式推导得到用于获取被测气体浓度的第四公式
[0024][0025]其中，所述L为所述溶解气体的浓度，V为被测溶解气体的体积，N是单位摩尔检测气体消耗的氧气量。
[0026]本专利技术提供一种变压器油中溶解气体测量系统，包括：
[0027]第一单元，用于通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据；
[0028]第二单元，用于根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度。
[0029]本专利技术的有益效果为：通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据，能够获得用于计算溶解气体浓度的数据；根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度，能够在低硬件要求下，完成溶解气体浓度的计算。
附图说明
[0030]图1是根据本专利技术的变压器油中溶解气体的测量方法的示意图；
[0031]图2是根据本专利技术的变压器油中溶解气体的测量系统的示意图。
[0032]主要附图标记说明：
[0033]1‑
第一单元，2
‑
第二单元。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0036]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0037]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0038]为了解决或者改善对背景所提出的问题，本专利技术提供如图1所示一种变压器油中溶解气体的测量方法，包括：
[0039]S1、通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据；
[0040]S2、根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度。
[0041]氧浓度传感器机理，简称为传感器：主要由电解质由氧化钇稳定氧化锆陶瓷制成，由于电解质内部存在晶格空穴，具有电荷转移性质，氧化钇稳定氧化锆在600～1000℃的温度时可看作是一个氧离子导体，通过贵金属电极的催化作用，使氧原子发生还原作用，获得电子形成氧离子。
[0042]如果此时电解质两侧电极存在氧浓度差，则氧离子从阴极转移到阳极，并向外释放电子，从而使得电池(即氧浓度传感器)维持一定的电动势输出，这就是电池的氧浓度差电动势(即氧浓度差产生的电动势)。
[0043]通过氧浓度传感器在工作过程中形成的电动势数据，和经过实验验证的预设的处理公式，可以借助电动势数据推算得到氧浓度传感器所在环节的油中溶解气体的浓度。
[0044]所述氧浓度传感器的电解质采用氧化钇稳定氧化锆陶瓷，所述电动势数据包括电极电子转移数据。
[0045]所述根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度，包括：
[0046]根据所述电极电子转移数据和所述氧浓度传感器的输出电压，计算所述溶解气体的氧浓度；
[0047]根据所述溶解气体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，包括：通过设置于待测试变压器的氧浓度传感器，获取基于氧浓度差产生的电动势数据；根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度。2.根据权利要求1所述变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，所述氧浓度传感器的电解质采用氧化钇稳定氧化锆陶瓷，所述电动势数据包括电极电子转移数据。3.根据权利要求2所述变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，所述根据所述电动势数据和预设的处理公式，计算溶解气体的浓度，包括：根据所述电极电子转移数据和所述氧浓度传感器的输出电压，计算所述溶解气体的氧浓度；根据所述溶解气体的氧浓度计算变化时间内消耗的氧气量；根据所述变化时间内消耗的氧气量计算所述溶解气体的浓度。4.根据权利要求3所述变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，还包括：基于双对数拟合修正所述处理公式。5.根据权利要求3所述变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，还包括：基于相对标准差修正所述溶解气体的浓度。6.根据权利要求3所述变压器油中溶解气体的测量方法，其特征在于，所述根据所述电极电子转移数据和所述氧浓度传感器的输出电压，计算溶解气体的氧浓度，包括：通过第一公式计算所述溶解气体的氧分压；基于气体分压和体积浓度的正比关系，转换所述第一公式得到第二公式以获取所述溶解气体的氧浓度L
k
；其中，所述R为标准气体常...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，陈梁远，张磊，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：