[发明专利]变压器油中气体在线监测装置及方法

权利要求书

1.变压器油中气体在线监测装置，其特征在于，包括气室(1)、脱气瓶(2)、油阀(3)、油泵(4)、上液位传感器(5)、气阀(6)、排气单向阀(7)、检测液位传感器(8)、压力表(11)、探测单元和浓度检测单元；

气室(1)和脱气瓶(2)通过防溅挡板(9)进行气体连通，且该防溅挡板(9)还用于阻挡油进入气室(1)；

脱气瓶(2)的进/出油口通过第一管路与被测变压器(10)的绝缘油取样口连通，油阀(3)和油泵(4)均设置在第一管路上；

上液位传感器(5)和检测液位传感器(8)均设置在脱气瓶(2)的侧壁上，且上液位传感器(5)位于检测液位传感器(8)的上方；

气室(1)的进/出气口通过第二管路与外界大气连通；压力表(11)、气阀(6)和排气单向阀(7)均设置在第二管路上，且压力表(11)靠近气室(1)的进/出气口，用于检测气室(1)内气体压力；

探测单元，用于对气室(1)内从被测变压器(10)的油中脱离出的气体进行探测，并将探测结果送至浓度检测单元；

浓度检测单元，用于根据接收的探测结果，获得被测变压器(10)内部的油中溶解气体的浓度实际值；

在线监测装置还包括进气单向阀(12)、气体过滤器(13)和第三管路；

第三管路的一端与气阀(6)与排气单向阀(7)之间的第二管路连通，第三管路的另一端与外界大气连通；

进气单向阀(12)和气体过滤器(13)均设置在第三管路上，且气体过滤器(13)靠近外界大气。

2.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线监测装置，其特征在于，在线监测装置还包括下液位传感器(14)；

下液位传感器(14)设置在脱气瓶(2)的底壁上。

3.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线监测装置，其特征在于，探测单元包括信号发生器、激光驱动器、激光器、准直器、气体吸收池和探测器；其中，准直器、气体吸收池和探测器位于气室(1)内；

信号发生器产生一个由高频正弦波和低频锯齿波叠加的信号经激光驱动器对激光器进行驱动控制，激光器发出的激光入射至气室(1)内的准直器上，经准直器准直后的激光经气体吸收池多次反射后，入射至探测器，探测器用于对接收的光信号进行光电转化，转化后的电信号作为探测单元的探测结果送至浓度检测单元；

其中，入射至探测器的光信号中包含有气室(1)内气体浓度信息。

4.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线监测装置，其特征在于，浓度检测单元包括第一信号处理单元、第二信号处理单元、A/D转换器和DSP处理器；

第一信号处理单元和第二信号处理单元均用于接收探测结果，且第一信号处理单元通过WMS检测法对探测结果进行处理，获得探测结果中的二次谐波信号，并将该二次谐波信号作为第一检测信号；第二信号处理单元通过直接吸收法对探测结果进行处理，获得包含气体吸收线型信息的锯齿波信号，并将该锯齿波信号作为第二检测信号；

第一检测信号和第二检测信号均通过A/D转换器进行模数转换后，送至DSP处理器；

DSP处理器，用于提取第一检测信号中的二次谐波峰峰值，并通过二次谐波峰峰值与气相浓度间的线性关系，获得第一气相浓度；还用于根据第二检测信号，提取第二检测信号中气体吸收线型的面积，并根据气体吸收线型的面积与气相浓度间的线性关系，获得第二气相浓度；

DSP处理器，还用于将第一气相浓度与预设阈值比较，

当第一气相浓度小于或等于预设阈值时，将该第一气相浓度代入到气液转化方程中，求得被测变压器(10)内部的油中溶解气体的浓度测量值，最后根据当前压力对油中溶解气体的浓度测量值进行校正，从而获得油中溶解气体的浓度实际值，并将此作为DSP处理器的最终输出结果；

当第一气相浓度大于预设阈值时，将第二气相浓度代入到气液转化方程中，求得被测变压器(10)内部的油中溶解气体的浓度测量值，最后根据当前压力对油中溶解气体的浓度测量值进行校正，从而获得油中溶解气体的浓度实际值，并将此作为DSP处理器的最终输出结果。