一种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统及其方法，该系统包括：一智能组柜，所述智能组柜中包括一油气分析模块、一铁芯接地电流监测模块、一容性套管监测模块、一局部放电监测模块、一温度监测模块和一风机监测模块，提供变压器相关的监测及分析数据；一体化智能诊断平台，包括一远方后台、一站端平台和一数据库中，接收所述智能组柜的监测和及分析数据，并进行诊断。本发明专利技术实现了变压器状态监测，所采用的分层分布式集成系统克服了以往的独立系统上述缺陷，基于统一的硬件平台、统一的通信协议、统一的后台分析诊断软件系统：真正实现统一系统平台分析和诊断220KV级以上变压器的运行状态和故障。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统及其方法，该系统包括：一智能组柜，所述智能组柜中包括一油气分析模块、一铁芯接地电流监测模块、一容性套管监测模块、一局部放电监测模块、一温度监测模块和一风机监测模块，提供变压器相关的监测及分析数据；一体化智能诊断平台，包括一远方后台、一站端平台和一数据库中，接收所述智能组柜的监测和及分析数据，并进行诊断。本专利技术实现了变压器状态监测，所采用的分层分布式集成系统克服了以往的独立系统上述缺陷，基于统一的硬件平台、统一的通信协议、统一的后台分析诊断软件系统：真正实现统一系统平台分析和诊断220KV级以上变压器的运行状态和故障。【专利说明】—种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统及其方法
本专利技术涉及一种变压器在线智能诊断系统及其方法，尤其是涉及220KV级以上变压器在线诊断的智能一体化系统及其方法。
技术介绍
变电站变压器，是整个变电站中重要核心的设备，尤其是220KV级以上变压器更是整个供电枢纽核心供电设备。220KV级以上变压器故障模式主要是机械、热和电三种类型，变压器的内部故障主要分为过热性故障、放电性故障及绝缘受潮三种。下面分别分析此三种故障:I)变压器过热性故障过热性故障是由于热应力造成的绝缘加速劣化，具有中等水平的能量密度。变电站压器过热故障是最常见的内部故障，它对变压器的安全运行和使用寿命造成了严重威胁，变压器运行时有空载损耗、负载损耗和杂散损耗等，这些损耗转化为热量，当产生的热量和散出的热量平衡时，温度达到稳定状态。当发热量大于预期值，而散热量小于预期值时，就发生了过热现象。变压器过热故障的主要原因可归结为:分接开关接触不良引起的为50% ;铁心多点接地和局部短路或漏磁环流占33% ;导线过热和接头不良或紧固件松动占14.4% ;因局部油道堵塞造成局部散热不良占2.6%。尤其变电站压器经常承受冲击负荷的影响，研究表明与同等级的电力变压器相比寿命损失严重，相对寿命损失率可达1.245。若热应力只引起热源处绝缘油分解，所产生的特征气体主要是CH4，C2H4，且随故障点温度升高C2H4占总烃的比例平均为62.5%，其次是C2H6和H2，据统计C2H6 —般低于总烃的20%。高、中温H2占氢烃(H2+C1+C2)总量的25%以下，只有低温过热时，一般为30%左右。这是由于烃类气体随温度上升增长较快所致。过热性故障一般不产生C2H2，只在严重过热时才会产生微量，其最大含量也不会超过总烃的6%。当涉及固体绝缘材料时还会产生大量的CO，C02。2)变压器放电故障放电故障是在高电场作用下造成的绝缘劣化所引起的变压器内部的主要故障，按能量密度不同分为不同的放电故障类型。第一，电弧放电:电弧放电又称为高能量放电。以线圈匝、层间击穿为常见，其次是引线断裂或对地闪络和分接开关飞弧等故障模式。其特点是产气急剧、量大，尤其是匝、层间绝缘故障，因无先兆现象，一般难以预测，最终以突发性故障暴露出来。故障特征气体主要是C2H2和H2，其次是大量的CH4和C2H4。由于故障速度发展很快，往往气体来不及溶解于油中就释放到气体继电器中，故油中气体含量往往与故障点的位置、油流速度和故障持续时间有很大关系。一般C2H2占总烃量的20-70%。H2占氢烃量的30_90%，绝大多数情况下C2H2的含量高于CH4的含量。第二，火花放电:火花放电一般是低能量放电。即一种间隙性放电故障。常发生在以下情况，引线或套管储油柜对电位未固定的套管、导电管放电；引线局部或铁芯接地片接触不良，而引起的放电；分接开关拨叉电位悬浮而引起的放电。故障特征气体以C2H2、H2为主，因故障能量小，一般总烃含量不高，油中溶解的C2H2在总烃中所占比例高达25-90%，C2H4的含量则小于20%’ H2占氢烃总量的30%以上。第三，局部放电:当变压器油纸绝缘中含有气隙时，由于气体的介电系数小而击穿场强比油和纸的都低，在运行中常因此而发生局部放电。一般刚放电时放电量不超过几百皮库，但气隙放电发展到油中也出现局部放电的时候，放电量可达到几千到几十万皮库，往往引起绝缘纸层损坏而逐渐发展到严重事故。局部放电给变压器绝缘带来极大的危害。造成破坏作用的因素有:热应力作用、带电微粒的轰击、局部放电时产生化学活性物的作用以及冲击波和辐射线的作用等。变压器发生局部放电时，放电处会产生高温，加速油纸绝缘材料的老化，影响其绝缘寿命；还会发生化学反应，产生臭氧和氧化氮等气体，这些气体对绝缘材料起腐蚀作用，给变电站压器绝缘带来极大的危害。当变压器内部发生局部放电故障时，油中的气体组分含量随放电能量密度的不同而不同，一般总烃量不高，主要成分为H2，其次是C2H4，通常H2占氢烃量的90%以上，CH4占总烃量的90%以上。局部放电的能量密度增高时也会出现C2H2，但在总烃中所占比例一般小于2%，这是与电弧、火花放电现象区别的主要标志。无论哪种放电，只要涉及固体材料的故障或老化，就会产生CO，C02。3)变压器绝缘受潮故障水是变压器绝缘系统的大敌，电力运行部门在历次进行制定的变压器防事故措施中都规定要防止水分及空气进入变压器，以尽量控制绝缘材料中的含水量。这是因为，油一纸绝缘系统吸潮会使绝缘材料降解老化、介质损耗增加、绝缘电阻降低、局部放电起始电压也随之降低，最终导致变压器的运行寿命的缩短。为了提高绝缘材料的电气强度，变压器制造厂商也都规定了极为严格的干燥工艺标准，推荐新产品的绝缘纸(板)含水量上限为0.5%，一般都控制在0.1%-0.3%的范围内，变压器油含水量控制在15 μ L/L以下。第四，水分对变压器运行安全的影响由于水是较强极性的液体(介电常数为81，比油、纸的介电常数高的多，变压器中含有的水分，更容易被强电场所吸引。含水量的增加会导致介电强度的下降。使油和介质表面的击穿强度大大降低，对变压器的安全运行造成极大的危害。DL/T596-1996《高压设备预防性试验规程》中规定了油和纸含水量的临界值，如表1中所示。 【权利要求】1.一种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统，其特征在于，包括:一智能组柜，所述智能组柜中包括一油气分析模块、一铁芯接地电流监测模块、一容性套管监测模块、一局部放电监测模块、一温度监测模块和一风机监测模块，提供变压器相关的监测及分析数据；一体化智能诊断平台，包括一远方后台、一站端平台和一数据库中，接收所述智能组柜的监测和及分析数据，并进行诊断。2.根据权利要求1所述的220KV级以上变压器一体化智能诊断系统，其特征在于，所述智能组柜进一步包括:若干智能电子设备IED，分别对应与所述油气分析模块、所述铁芯接地电流监测模块、所述容性套管监测模块、所述局部放电监测模块、所述温度监测模块和所述风机监测模块相连，接收所述模块的监测及分析数据；一主IED，分别与所述若干智能电子设备IED相连，并以符合IEC61850规范通过总线接收各个IED的监测及分析数据。3.一种采用权利要求1所述的220KV级以上变压器一体化智能诊断系统的方法，其特征在于，步骤一，以气体H2、C2H2, Σ C含量和总烃产气速率是否超标作为诊断程序的启动条件，若四个条件有一个以上超标则启动诊断；步骤二，进行初分故障类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种220KV级以上变压器一体化智能诊断系统，其特征在于，包括：一智能组柜，所述智能组柜中包括一油气分析模块、一铁芯接地电流监测模块、一容性套管监测模块、一局部放电监测模块、一温度监测模块和一风机监测模块，提供变压器相关的监测及分析数据；一体化智能诊断平台，包括一远方后台、一站端平台和一数据库中，接收所述智能组柜的监测和及分析数据，并进行诊断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨希斌，郝建军，杨家鸣，韩文，黄义超，梁亮祖，姜腾，
申请(专利权)人：上海翔骋电气设备有限公司，内蒙古电力集团有限责任公司乌海电业局，
类型：发明
国别省市：