[发明专利]流体环流通路中设有诊断传感器的充有流体的电气设备

说明书

发明背景

本发明涉及一种监控充有流体的设备性能的结构，更具体说，涉及在充有流体的设备的流体环流通路中设有一个诊断传感器从而更快、更清楚地看出可观测到的现象的结构。

为降低例如高压或中压电力变压器的维修费用，周知的办法是监控变压器的某些工作性能，从而在检测出反常现象时可将变压器从线路上切除(必要时)，以在必要时进行修理。能表明变压器可能有问题且可加以监控的性能包括变压器箱的温度或变压器箱中的冷却/绝缘流体(一般为油)的温度。另一个受监控的性能是流体或油中气体的浓度。可提供变压器状态诊断线索的气体有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、二氧化碳、乙炔、丙烷和/或丙烯。变压器受监控的其它性能还有油的水含量、介质强度和功率因数值。任一或多个这些性能的测定或监控值超过预定水平时，变压器不是可能已在故障状态下工作就是不久会进入这种故障状态。因此，这类变压器(必要时)可从线路上切除和/或加以修理。通常，可加以监控的有助于表明变压器健康状况性能的变化叫做可观测的现象。

按惯例，在现行变压器箱的外端口(例如泄放阈或泄压器件)上装上一些传感器，供监控变压器箱中流体的上述特性或性能，这种方法的好处是可以事先将其放到变压器的易充流体的箱子中。另一种周知的检测流体性能的方法是通过内装方案在变压器箱顶部油面高度处设一个传感器。Lynch的美国专利3,680,359是这种方法的一个实例。还有另外一种已知方法是在变压器箱上开一个分立的放入孔或通口，从这个通孔引出足以使装在变压器箱外的传感器工作的足量的流体或油。这种方法的实例在例如Kurz等人的美国专利4,058,373,Pearce Jr的美国专利3,866,460和Gibeault等人的美国专利5,773,709中公开过。

然而，所有上述方法都把传感器放在不能以最佳方式检测出可观测现象的位置。就是说，一般的监控方法是对引到变压器箱壁附近或靠近变压器箱顶部油面部位的流体或油进行监控，因而不够准确。由于这些部位的流体往往比变压器箱中流体的流动情况差，因而受监控的试样可能不会准确表明或指示可观测现象的情况。

发明简介

本发明的最佳实施例旨在提高对变压器的诊断能力和可靠性，通过选择适当的传感器并将该传感器或多个传感器安置在电气设备的流体环流通路中。传感器如此配置就可以更有效地测量和检测可观测的现象，从而可以更可靠、精确和及时地测定可观测现象。

在本发明的范围内，流体环流通路的定义是环路中某处若产生某种现象时所有其它后面下游的地方多半会在稍后的时间观测到同样的现象的半密闭环路。

按照本发明的一些实施例，一个或多个传感器配置得使所检测的流体在环流通路内循环，从而可以更精确有效地检测出流体的性能和特性。在一个实施例中，传感器最好放在变压器的散热器中或顶部或底部散热器集流管中。在另一个实施例中，传感器最好配置在变压器箱内毗邻通到散热器集流管的入口处或毗邻从散热器集流管出来的出口处。

在第三个实施例中，一个或多个传感器配置在变压器线圈中。在此情况下，传感器最好在制造过程中与线圈一起绕制。

在第四个实施例中，传感器最好装在探头的一端上，探头的另一端与变压器的线圈一起配置。这种方法可以使传感器不容易受电磁干扰。

在第五个实施例中，传感器毗邻线圈的流动通路的入口或出口配置。

在第六个实施例中，多个传感器配置在环流通路中，可观测现象由这些传感器的一些或全部监控，对可观测现象进行时间分析。

在所有情况下，传感器最好配置在变压器中流体循环的环流通路中。因此，所有测量都可由这些传感器更可靠、更有效和更准确地进行。

附图简介

图1画出了电力变压器的流体环流通路，包括各传感器的位置在内。

图2画出了一个配置在散热器集流管中联通管一端的传感器。

图3画出了一个装设在变压器箱中一个支架上的传感器。

图4画出了一个装在探头一端上的传感器，探头另一端设在变压器的线圈中。

详细说明

现在参看附图说明本发明。下面的说明是就变变压器而言的，但其它电气设备，例如电压调节器也可利用本发明。

图1画出的变压器10有一个变压器箱11，变压器箱11有一箱座12和箱壁16。箱11中充有流体50，最好是油，其作用是使这种电气设备具有所要求的冷却和绝缘性能。图中还示出箱11中有初级/次级线圈14。为简明起见，从初级/次级线圈14至箱11外部的电气接线没有示出。为进一步进行冷却，箱11外面还配备了散热器组18，分别通过顶部和底部集流管20a、20b与变压器箱连接。