一种配电变压器监测方法及终端
文献发布时间：2023-06-19 13:45:04
技术领域
本发明属于配电变压器监测技术领域，具体涉及一种配电变压器监测方法及终端。
背景技术
配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分。在变压器工作过程当中，随时遇到问题，其中包括渗漏问题；
变压器的渗漏分油侧渗漏和气侧渗漏两种，通常所说的渗漏油，是油箱或套管内的油向大气中渗漏，属于油侧渗漏，凡是充有油的部分，均可能发生油侧渗漏，油侧渗漏的特征是渗漏处出现残油痕迹，污染变压器的外观形象，较易发现；气侧渗漏发生在变压器内存有气体的部位，如高压套管穿缆铜管的上端、安全气道的油面以上部分、带油运输变压器顶部留的气腔、储油柜油室的上部、强油循环的负压区、套管储油柜的上部，气侧渗漏的特点是由于存留气体的热胀冷缩，或者变压器外壳连接位置密封处理较差，或者变压器外壳质量较差出现沙孔等，使得大气中的水分、气体和其他杂质进入油箱或套管的内部，特别是雨雪天气，温度变化较大，一次就可能进入许多水分，引起绝缘局部受潮，使绝缘的耐压强度下降，导致击穿放电，且由于气体渗漏不像渗漏油那样留有痕迹，肉眼不能发现，所以引发事故的几率很大，后果特别严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电变压器监测方法及终端，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电变压器监测方法，包括如下步骤：
1）检测变压器套管内气体温度；
2）检测变压器套管内气压；
3）测量变压器内部的变压器油的液位并计算变压器油上侧气体体积；
4）判断变压器内是否产生气体；
5）步骤4）检测到并未产生气体后，根据密闭空间内气压与温度关系使用理想气体状态方程pV=nRT，其中p为压强，V为气体体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为摩尔气体常数，根据步骤1）测量的温度和步骤3）计算的气体体积计算压强；
6）将步骤5）中计算的压强与步骤2）中测量的压强相比较得出差值，差值与设定的阈值a相比较，差值大于或等于阈值a便进行漏气报警。
优选的，所述步骤1）还包括油温检测，检测变压器油的温度。
优选的，检测到产生气体，在恒定温度条件下测量变压器套管内气压，气体在气液两相平衡的条件下变压器油中体积分数的增加会使气侧的体积分数增加，即
其中
确定体积为
气体侧第i种气体增加的体积为：
其中
产生的全部气体的总增量V为：
变压器内部的气侧容积不变，在恒定温度下气侧的压强p，则
其中
将计算得出的气侧压强与变压器套管内测量的气压值相比较，计算差值，差值超过设定阈值b便进行漏气报警；
且当计算得出的气侧压强或变压器套管内测量的气压值超过过压报警阈值c，则进行过压报警。
优选的，所述差值与漏气报警信息通过数据传输传输至监控中心，数据传输包括GPRS数据传输和蓝牙数据传输，所述GPRS数据传输用于远距离数据传输，所述蓝牙数据传输用于近距离数据传输。
优选的，实时地将经过计算的采样数据、差值数据和存储的数据通过显示屏显示出来，并将报警信号和通信信息输出显示，同时操作人员通过操作键盘，实现人机对话，采样数据包括变压器电压、电流、和防窃电参数。
一种配电变压器监测终端，包括：
温度检测模块，检测变压器套管内气体温度；
气压检测模块，检测变压器套管内气压；
液位传感器，测量变压器内部的变压器油的液位并计算变压器油上侧气体体积；
气体检测传感器，判断变压器内是否产生气体；
数据处理模块，气体检测传感器检测到并未产生气体后，根据密闭空间内气压与温度关系使用理想气体状态方程pV=nRT，其中p为压强，V为气体体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为摩尔气体常数，根据温度检测模块测量的温度和液位传感器计算的气体体积计算压强；
压强比较模块，将数据处理模块计算的压强与气压检测模块测量的压强相比较得出差值，差值与设定的阈值相比较，差值大于或等于阈值便进行漏气报警。
优选的，所述温度检测模块还包括油温检测，用于检测变压器油的温度。
优选的，还包括增压漏气检测模块，当检测到产生气体，在恒定温度条件下测量变压器套管内气压，气体在气液两相平衡的条件下变压器油中体积分数的增加会使气侧的体积分数增加，即
其中
确定体积为
气体侧第i种气体增加的体积为：
其中
产生的全部气体的总增量V为：
变压器内部的气侧容积不变，在恒定温度下气侧的压强p，则
其中
将计算得出的气侧压强与变压器套管内测量的气压值相比较，计算差值，差值超过设定阈值b便进行漏气报警；
且当计算得出的气侧压强或变压器套管内测量的气压值超过过压报警阈值c，则进行过压报警。
优选的，还包括通信模块，用于将所述差值与漏气报警信息通过数据传输传输至监控中心，数据传输包括GPRS数据传输和蓝牙数据传输，所述GPRS数据传输用于远距离数据传输，所述蓝牙数据传输用于近距离数据传输。
优选的，还包括显示管理模块，用于实时地将经过计算的采样数据、差值数据和存储的数据通过显示屏显示出来，并将报警信号和通信信息输出显示，同时操作人员通过操作键盘，实现人机对话，采样数据包括变压器电压、电流、和防窃电参数。
本发明的技术效果和优点：通过测量变压器内部气侧的压强与计算的温度变化后的压强相比较，判断变压器是否出现泄漏，非常方便，实用性强，而且当变压器内部由于放电异常产生气体导致内部压强变化，也可判断出变压器是否出现泄漏，避免不能及时发现变压器气侧泄漏导致变压器损坏的问题，而且可以监测变压器内部压强，避免压强过高。
附图说明
图1为配电变压器监测方法流程图；
图2为本发明的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提供了一种配电变压器监测方法，包括如下步骤：
1）检测变压器套管内气体温度；
2）检测变压器套管内气压；
3）测量变压器内部的变压器油的液位并计算变压器油上侧气体体积；
4）判断变压器内是否产生气体；检测到产生气体，在恒定温度T条件下测量变压器 套管内气压
其中
确定体积为
气体侧第i种气体增加的体积为：
其中
产生的全部气体的总增量V为：
变压器内部的气侧容积不变，在恒定温度下气侧的压强p，则
其中
将计算得出的气侧压强p与变压器套管内测量的气压值
且当计算得出的气侧压强或变压器套管内测量的气压值超过过压报警阈值c，即p >c或
5）步骤4）检测到并未产生气体后，根据密闭空间内气压与温度关系使用理想气体状态方程pV=nRT，其中p为压强，V为气体体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为摩尔气体常数，根据步骤1）测量的温度和步骤3）计算的气体体积计算压强，初始的压强、气体体积、温度均已知，当温度增加或减少，便能通过理想气体状态方程计算出变化后的压强；
6）将步骤5）中计算的压强与步骤2）中测量的压强相比较得出差值，差值与设定的阈值a相比较，差值大于或等于阈值a便进行漏气报警。
所述步骤1）还包括油温检测，检测变压器油的温度，若检测的变压器油温过高则进行高温报警。
所述差值与漏气报警信息通过数据传输传输至监控中心，数据传输包括GPRS数据传输和蓝牙数据传输，所述GPRS数据传输用于远距离数据传输，所述蓝牙数据传输用于近距离数据传输，蓝牙数据传输可以使工作人员方便通过蓝牙获取配电变压器内的数据，避免使用手接触变压器进行物理接触获取配电变压器内数据，提高安全性。
实时地将经过计算的采样数据、差值数据和存储的数据通过显示屏显示出来，并将报警信号和通信信息输出显示，同时操作人员通过操作键盘，实现人机对话，采样数据包括变压器电压、电流、和防窃电参数。
如图2所示，一种配电变压器监测终端，包括：
温度检测模块，检测变压器套管内气体温度；
气压检测模块，检测变压器套管内气压；
液位传感器，测量变压器内部的变压器油的液位并计算变压器油上侧气体体积，变压器器的总容量减去液位传感器测量位置的容量即使变压器油上侧气体体积；
气体检测传感器，判断变压器内是否产生气体；
数据处理模块，气体检测传感器检测到并未产生气体后，根据密闭空间内气压与温度关系使用理想气体状态方程pV=nRT，其中p为压强，V为气体体积，T为温度，n为气体的物质的量，R为摩尔气体常数，根据温度检测模块测量的温度和液位传感器计算的气体体积计算压强；
压强比较模块，将数据处理模块计算的压强与气压检测模块测量的压强相比较得出差值，差值与设定的阈值相比较，差值大于或等于阈值便进行漏气报警。
所述温度检测模块还包括油温检测，用于检测变压器油的温度。
还包括增压漏气检测模块，当检测到产生气体，在恒定温度条件下测量变压器套管内气压，气体在气液两相平衡的条件下变压器油中体积分数的增加会使气侧的体积分数增加，即
其中
确定体积为
气体侧第i种气体增加的体积为：
其中
产生的全部气体的总增量V为：
变压器内部的气侧容积不变，在恒定温度下气侧的压强p，则
其中
将计算得出的气侧压强与变压器套管内测量的气压值相比较，计算差值，差值超过设定阈值b便进行漏气报警；
且当计算得出的气侧压强或变压器套管内测量的气压值超过过压报警阈值c，则进行过压报警。
还包括通信模块，用于将所述差值与漏气报警信息通过数据传输传输至监控中心，数据传输包括GPRS数据传输和蓝牙数据传输，所述GPRS数据传输用于远距离数据传输，所述蓝牙数据传输用于近距离数据传输。
还包括显示管理模块，用于实时地将经过计算的采样数据、差值数据和存储的数据通过显示屏显示出来，并将报警信号和通信信息输出显示，同时操作人员通过操作键盘，实现人机对话，采样数据包括变压器电压、电流、和防窃电参数。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。