【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统及方法，属于变压器油中溶解气体高精度在线监测。
技术介绍
1、充油式电力变压器在长期运行过程中会发生局部放电、火花放电和变压器油过热等潜伏性故障，导致变压器油或纸等绝缘材料发生裂解，从而产生ch4、c2h6、c2h4、c3h6、c3h8、co、co2、c2h2等特征气体，检测并分析变压器油中溶解特征气体的类型与含量，可以获得潜伏性故障的类型、程度及发展趋势。
2、光声光谱法油中溶解气体在线监测装置原理是红外光源经过调制后产生能够被气体吸收的频段光谱，目标气体分子吸收光谱能量后，分子从基态到激发态的跃迁，分子退激发回到基态过程中产生热能，在体积一定的光声腔中产生声波，产生的声波经过微音器探测转换为电信号，通过测量电信号进行算法反演即可得出各组分气体浓度。但8组份气体(ch4、c2h6、c2h4、c3h6、c3h8、co、co2、c2h2)相应的吸收峰较为相近的气体分子会出现频段的重叠即存在交叉干扰。交叉干扰的存在使得检测信号不仅包含待测气体信息，也包含其他气体的信息，最终会造成检测精度降低。
3、因此，利用光声光谱法对变压器油中溶解气体进行周期性在线检测时，多种吸收峰较为相近的气体分子会出现谱线的重叠，使得检测信号不仅包含待测气体信息，也包含其他气体的信息，最终造成油中溶解气体监测存在较大偏差。同时随着气体组份浓度变化，相互之间交叉干扰的程度也会有所变化，目前尚没有有效技术手段来消除油中溶解气体交叉干扰问题。
4、中国专利cn1154
技术实现思路
1、本专利技术为了解决采用光声光谱法检测变压器油中溶解气体浓度时存在气体交叉干扰的问题，提出了一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统及方法，当油中溶解气体浓度变化超过20％时自动启动抗交叉干扰流程，计算并更新在当前浓度下的抗干扰校正矩阵。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，包括变压器，所述变压器通过油管路与油气分离模块的入口相连，油气分离模块的出口通过气管路连接气体组份监测模块，气管路上设置有第一进气阀门，所述气体组份监测模块的监测数据通过数据传输模块传输至后台的计算机；
3、所述气体组份监测模块内安装有第一气体压强传感器和第一温度传感器用来监测待测气体压强和温度，所述油气分离模块内安装有油体积监测单元；
4、在油气分离模块和气体组份监测模块之间还连接有自适应抗干扰模块，其中自适应抗干扰模块与第一进气阀并联，所述自适应抗干扰模块包括第二进气阀门、出气阀门、液化分离室和气化室，其中第二进气阀门设置在油气分离模块出口处，出气阀门设置在气体组份监测模块进口处，所述第一进气阀门处于第二进气阀门和出气阀门之间；
5、所述油气分离模块将油中溶解气体与油分离后经过第二进气阀门然后进入液化分离室使各组份气体通过冷却液化分离，液化分离室通过液体阀门连接至气化室，气化室经过出气阀门连接至气体组份监测模块，所述液化分离室还通过第三进气阀门与浓度为99.999％的氮气瓶相连；
6、所述液化分离室的底部设置有用来测量气体液化后质量的液体质量测量单元，所述液化分离室内还安装有用来监测室内温度和压强的第二温度传感器和第二气体压强传感器以及用于使室内达到不同气体液化温度的冷却单元，所述气化室内安装有第三温度传感器和升温单元；
7、所述自适应抗干扰模块的监测数据通过数据传输模块传输至后台的计算机。
8、所述油体积监测单元用于监测每次进入油气分离模块中油的体积，并将数据通过数据传输模块传输至计算机。
9、所述浓度为99.999％的氮气瓶连接至液化分离室是用于通过计算机控制第三进气阀门的通断使得液化分离室内压强保持为1个标准大气压强。
10、一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，采用变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，包括如下步骤：
11、s1：打开第一进气阀门，关闭第二进气阀门和出气阀门，通过油气分离模块和气体组份监测模块实时监测变压器油中溶解的8组份气体浓度，当8种气体组份浓度变化系数a超过20％时，记录此时8种气体组份浓度，然后启动自适应抗干扰流程，并通过油体积监测单元记录每次进入油气分离模块中的待测油体积k，通过第一压强传感器记录待测气体压强n，通过第一温度传感器记录待测气体温度t0；
12、其中8中气体组份包括二氧化碳co2、丙烷c3h8、丙烯c3h6、乙炔c2h2、乙烷c2h6、乙烯c2h4、甲烷ch4、一氧化碳co；
13、s2：首先关闭第一进气阀门，打开第二进气阀门，计算机控制第三进气阀门的通断保证液化分离室内压强为1个标准大气压强，然后通过计算机控制冷却单元降低液化分离室温度，使液化分离室内温度达到二氧化碳的液化温度进行液化，通过液体质量测量单元测量二氧化碳液化后的液体质量，根据液体质量计算二氧化碳气体的体积；
14、s3：打开液体阀门使二氧化碳液体进入气化室，计算机控制升温单元使气化室内温度保持为t0，使液态二氧化碳气化，打开出气阀门使二氧化碳气体进入气体组份监测模块，记录气体组份监测模块结果即在二氧化碳单组份气体下测得的各组份气体监测浓度a，关闭液体阀门和出气阀门；
15、s4：重复步骤s2和s3，依次将丙烷、丙烯、乙炔、乙烷、乙烯、甲烷、一氧化碳单组份气体液化测量体积得到矩阵v后，将气体气化并通入气体组份监测模块得到各组份气体监测浓度b、c、d、e、f、g、h，最终得到8组份气体浓度矩阵z；
16、s5：打开第一进气阀门，关闭第二进气阀门和第三进气阀门，将监测结果依次通过数据传输模块发送至计算机，计算得到当前各气体组份浓度下自适应抗干扰矩阵i，流程结束。
17、所述步骤s1中8种气体组份浓度变化系数a的计算公式如下：
18、
19、上式中：为最近一次气体组份监测模块在线监测的溶解气体中各组份气体浓度数据，为上一次启动自适应抗干扰流程校正后气体组份监测模块在线监测到的第一组溶解气体中各组份气体浓度数据。
20、所述步骤s2、s4中根据液体质量计算的单组份气体体积＝m/e，其中m为单组份气体液化后的液体质量，e为在压强为n、温度为t0的情况下单组份气体密度；
21、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，包括变压器，其特征在于：所述变压器通过油管路与油气分离模块的入口相连，油气分离模块的出口通过气管路连接气体组份监测模块，气管路上设置有第一进气阀门，所述气体组份监测模块的监测数据通过数据传输模块传输至后台的计算机；
2.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，其特征在于：所述油体积监测单元用于监测每次进入油气分离模块中油的体积，并将数据通过数据传输模块传输至计算机。
3.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，其特征在于：所述浓度为99.999％的氮气瓶连接至液化分离室是用于通过计算机控制第三进气阀门的通断使得液化分离室内压强保持为1个标准大气压强。
4.一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，采用如权利要求1-3任一项所述的变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，其特征在于：包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，其特征在于：所述步骤S1中8种气体组份浓度变化系数a
6.根据权利要求5所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，其特征在于：所述步骤S2、S4中根据液体质量计算的单组份气体体积＝M/e，其中M为单组份气体液化后的液体质量，e为在压强为n、温度为t0的情况下单组份气体密度；
7.根据权利要求6所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，其特征在于：所述步骤S4中8组份气体浓度矩阵Z如下：
8.根据权利要求7所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，其特征在于：自适应抗干扰后的油中溶解气体在线监测最终结果W＝I*O，其中O表示气体组份监测模块测量的8种气体组份，其表达式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，包括变压器，其特征在于：所述变压器通过油管路与油气分离模块的入口相连，油气分离模块的出口通过气管路连接气体组份监测模块，气管路上设置有第一进气阀门，所述气体组份监测模块的监测数据通过数据传输模块传输至后台的计算机；
2.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，其特征在于：所述油体积监测单元用于监测每次进入油气分离模块中油的体积，并将数据通过数据传输模块传输至计算机。
3.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测系统，其特征在于：所述浓度为99.999％的氮气瓶连接至液化分离室是用于通过计算机控制第三进气阀门的通断使得液化分离室内压强保持为1个标准大气压强。
4.一种变压器油中溶解气体自适应抗交叉干扰监测方法，采用如权利要求1-3任一项所述的变压器油中溶解气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈青松，俞华，王璇，徐思卿，牛曙，李永祥，梁基重，刘宏，李国栋，李帅，李劲松，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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