[发明专利]电力变压器故障在线监测装置及其监测方法

说明书

本发明公开电力变压器故障在线监测装置，包括与电力变压器本体油箱连通的容器，还包括与数据处理装置电连接的压力监测装置和/或液位监测装置和/或成像装置；压力监测装置用于监测容器内部的气体压力；液位监测装置用于监测容器内部的油位；成像装置用于监测容器的外部油位刻度图像，容器的外部油位刻度用于显示容器内部的油位。本发明能够监测和收集电力变压器故障时的产气过程，包括产气量、产气速率；能够实现故障累计产气量的在线监测，具有比轻瓦斯更高的灵敏度，比油色谱监测更低的成本，比局部放电监测更高的准确性。

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种电力变压器故障在线监测装置。

背景技术

电力变压器是电力系统的关键电力元件，尤其是安装于系统枢纽位置的大型电力变压器，因其电压等级高、容量大、结构复杂、造价高昂，一旦发生故障将会对电力系统供电可靠性和运行稳定性带来严重影响，而因故障发生损坏势必造成巨大的经济损失，因此，电力变压器的运行安全是电力系统稳定安全乃至国民经济稳定增长的重要前提。

电力变压器本体的故障包括绕组故障、套管故障、铁芯故障等，故障发生后会诱发绝缘问题，产生局部放电。在故障电弧加热与电离的共同作用下，故障点附近大量绝缘油汽化、分解形成具有一定体积的气体，由于气体密度比油的密度低，分解的气体将会边溶解、边上升。

为监测产气的严重程度，及时告警或跳闸，当前110kV及以上的油浸式变压器均安装瓦斯继电器。瓦斯继电器(又称气体继电器)是变压器常用的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，使气体继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警(轻瓦斯150mL)或启动保护元件自动切除变压器(重瓦斯2m/s)。

其中，轻瓦斯保护主要针对变压器内部放电、铁心多点接地、内部过热、空气进入同箱等场景，其原理为在内部故障比较轻微或在故障的初期，油箱内的油被分解、汽化，产生少量气体积聚在瓦斯继电器的顶部，当气体量超过整定值时，发出报警信号，提示维护人员进行检查，防止故障的发展。重瓦斯保护主要针对严重的匝间短路、对地短路等场景，其原理为严重故障时变压器内油流速和油面高度会剧烈变化，引起重瓦斯保护动作。

除瓦斯继电器保护，变压器的保护或在线监测技术还包括变压器差动保护、油色谱在线监测、局部放电监测等。但当前的在线监测技术均只能监测故障结果，无法监测故障发展过程，不能实现变压器故障的连续监测，而往往变压器从缺陷至故障会有一个发展过程，产气则是最直接的表现手段。另外，由于油色谱在线监测的成本高、分析时间长，其普及率较低，而局放电监测技术非常易受干扰，其可信度低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了电力变压器产气过程的在线监测装置及电力变压器故障预警方法，能够实现故障累计产气量的在线监测，具有比轻瓦斯更高的灵敏度，比油色谱监测更低的成本，比局放放电监测更高的准确性。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开的电力变压器故障在线监测装置，包括与电力变压器本体油箱连通的容器，还包括与数据处理装置电连接的压力监测装置和/或液位监测装置和/或成像装置；

所述压力监测装置用于监测容器内部的压力；

所述液位监测装置用于监测容器内部的油位；

所述成像装置用于监测容器的外部油位刻度图像，所述容器的外部油位刻度用于显示容器内部的油位。

进一步的，本发明还包括温度采集装置，所述温度采集装置用用于监测容器的内部温度。

进一步的，本发明还包括预警装置，所述预警装置连接数据处理装置。

优选的，所述容器为瓦斯继电器，所述瓦斯继电器安装在电力变压器本体油箱与油枕之间的连接管路上，瓦斯继电器的位置高于电力变压器本体油箱。