变压器油中溶解气体检测系统的制作方法

专利2025-06-04  89


本发明涉及气体检测,尤其涉及一种变压器油中溶解气体检测系统。


背景技术:

1、变压器常见故障中,如局部放电、变压器过热等,往往会产生多种故障特征气体。变压器故障时产生的故障气体的类型、浓度与变压器是否发生故障甚至故障类型密切相关,是实现变压器故障预警的重要监测对象。尤其是油浸式变压器,其内部的油、纸绝缘结构很容易因为上述故障发生老化变质,产生多种故障特征气体。与其他类型变压器不同,油浸式变压器产生的故障气体大多直接溶解于变压器油中,检测难度较大。

2、然而,对变压器油中气体检测时,检测系统在识别和测量目标气体时,受到其他非目标气体的干扰,导致检测结果的准确性较低。


技术实现思路

1、本发明提供一种变压器油中溶解气体检测系统,用以解决现有技术中变压器油中气体检测准确信较低的缺陷。

2、第一方面,本发明提供一种变压器油中溶解气体检测系统,包括:油气分离模块、通信管理模块和光声光谱检测模块;

3、所述油气分离模块通过所述通信管理模块与所述光声光谱检测模块通信连接;

4、所述油气分离模块用于通过磁搅拌式负压顶空脱气将变压器油中的溶解气体进行真空条件下的分离;

5、所述光声光谱检测模块用于检测所述分离后的溶解气体,通过气体吸收谱线数据库,识别所述溶解气体中的光谱信息,确定溶解气体中的气体种类、浓度和趋势变化;

6、所述通信管理模块用于实时采集所述油气分离模块和所述光声光谱检测模块的运行数据,并与监测信息站进行数据交互。

7、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述光声光谱检测模块包括:激光器、光声池、锁相放大器和数据采集处理器;

8、所述光声池用于存储分离出的所述溶解气体;

9、所述激光器用于扫描所述溶解气体,得到光声信号;

10、所述锁相放大器用于放大所述光声信号;

11、所述数据采集处理器用于记录所述锁相放大器放大之后的光声信号,并转化为光谱信息。

12、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述光声光谱检测模块还包括光谱测试平台,用于:

13、对变压器油中的所有气体进行特征气体实验,生成光谱吸收强度曲线,所述光谱吸收强度曲线的横坐标为波长,纵坐标为吸收强度;

14、基于所述波长和所述吸收强度,结合激光测试的正向电流、正向电压、监控电流和功率,确定所述激光器的类型。

15、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述光谱测试平台,还用于:

16、当所述激光器类型为中红外激光器时,结合中红外光谱特性,选择caf2作为窗片,且将所述中红外激光器与所述光声池耦合一体化设置。

17、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述油气分离模块,具体用于:

18、通过真空泵将储油室抽真空,打开进油阀,根据浮球液位计示数将变压器油填至储油室内指定液位高度;

19、驱动磁搅拌转子对变压器油进行搅拌,搅拌过程中溶解在变压器油中的故障气体会逐步分离至负压顶空,搅拌指定时间后由真空泵将脱出的气体转移至检测池,实现溶解气体的分离。

20、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,还包括温控模块,用于:

21、控制所述油气分离模块进行溶解气体分离时的工作温度;

22、获取光声光谱检测模块内光声池和激光器实时的温度值并能根据需要控制的温度范围和目标温度值进行温度调控。

23、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述温控模块包括:温度传感器和温度控制器;

24、所述温度控制器用于设定目标温度值、温度偏差允许范围以及控制参数,接收到所述温度传感器的数据后,根据温度偏差和变化率计算并输出控制信号;

25、在检测过程中,所述温度控制器通过所述温度传感器持续监控温控模块的性能和光声光谱检测系统的温度,当所述温度偏离目标范围时,及时调整控制参数并检查温度控制回路的工作状态,通过加热器或制冷器进行温度调控。

26、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述制冷器是利用半导体材料的peltier效应构成的。

27、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,还包括集成界面,用于:

28、展示所述油气分离模块、所述通信管理模块和所述光声光谱检测模块的工作过程及运行参数。

29、根据本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,所述集成界面包括:主界面、浓度监测模块、故障诊断模块和预警模块;

30、所述主界面,用于展示变压器油中溶解气体检测系统的整体数据信息,包括变压器参数信息、监测系统的图形化展示、特征气体的数据图表和总体信息概览;

31、所述浓度监测模块,用于显示气体检测信息,在所述总体信息概览部分进行显示,且由总体信息概览部分进入至子系统的独立界面;

32、所述故障诊断模块,用于监测所述变压器油中溶解气体检测系统的数据信息并进行故障诊断;

33、所述预警模块,用于定位所述故障诊断模块确定的故障位置,并进行实时预警和故障预警。

34、本发明提供的一种变压器油中溶解气体检测系统,包括:油气分离模块、通信管理模块和光声光谱检测模块;油气分离模块通过通信管理模块与光声光谱检测模块通信连接;油气分离模块用于通过磁搅拌式负压顶空脱气将变压器油中的溶解气体分离;光声光谱检测模块用于检测分离后的溶解气体,通过气体吸收谱线数据库,识别溶解气体中的光谱信息,确定溶解气体中的气体种类、浓度和趋势变化;通信管理模块用于实时采集油气分离模块和光声光谱检测模块的运行数据,并与监测信息站进行数据交互,本发明首先通过磁搅拌式负压顶空脱气的方式分离得到溶解气体,然后通过光声光谱检测模块进行气体检测识别,有效地避免了其他气体和变压器油的干扰,提升了气体检测的准确性。



技术特征:

1.一种变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,包括:油气分离模块、通信管理模块和光声光谱检测模块;

2.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述光声光谱检测模块包括:激光器、光声池、锁相放大器和数据采集处理器;

3.根据权利要求2所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述光声光谱检测模块还包括光谱测试平台,用于:

4.根据权利要求3所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述光谱测试平台,还用于:

5.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述油气分离模块,具体用于:

6.根据权利要求1-5任一项所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,还包括温控模块,用于:

7.根据权利要求6所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述温控模块包括:温度传感器和温度控制器;

8.根据权利要求7所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述制冷器是利用半导体材料的peltier效应构成的。

9.根据权利要求1-5任一项所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,还包括集成界面,用于:

10.根据权利要求9所述的变压器油中溶解气体检测系统,其特征在于,所述集成界面包括:主界面、浓度监测模块、故障诊断模块和预警模块;


技术总结
本发明提供一种变压器油中溶解气体检测系统,包括:油气分离模块、通信管理模块和光声光谱检测模块;油气分离模块通过通信管理模块与光声光谱检测模块通信连接;油气分离模块用于通过磁搅拌式负压顶空脱气将变压器油中的溶解气体分离;光声光谱检测模块用于检测分离后的溶解气体,通过气体吸收谱线数据库,识别溶解气体中的光谱信息,确定溶解气体中的气体种类、浓度和趋势变化;通信管理模块用于实时采集油气分离模块和光声光谱检测模块的运行数据,并与监测信息站进行数据交互,本发明通过磁搅拌式负压顶空脱气的方式分离得到溶解气体,然后通过光声光谱检测模块进行气体检测识别,避免了其他气体和变压器油的干扰,提升了气体检测的准确性。

技术研发人员:李清平,吴晓枫,陆轶,虞介文
受保护的技术使用者:华能上海燃机发电有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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