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基于色譜數(shù)據(jù)拆分的變壓器混合型故障缺陷診斷法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于色譜數(shù)據(jù)拆分的變壓器混合型故障缺陷診斷法，屬于變壓器故障診斷領域。本發(fā)明將兩種及以上單一類型缺陷、且其中一種缺陷為火花放電構成的混合型缺陷的色譜數(shù)據(jù)進行科學拆分，拆分為幾種單一類型缺陷的特征數(shù)據(jù)，從而逐一進行缺陷診斷，并將幾種單一類型缺陷診斷結論進行綜合分析，最終獲得相對準確且全面的診斷結論。
【專利說明】基于色譜數(shù)據(jù)拆分的變壓器混合型故障缺陷診斷法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于變壓器內部故障診斷領域，尤其是指一種應用于電力系統(tǒng)變壓器內部 故障診斷的方法。

【背景技術】
[0002] 氣相色譜儀在電力系統(tǒng)內廣泛應用已經幾十年了，利用色譜分析方法能有效檢測 充油設備存在的各類缺陷。診斷缺陷的方法主要有特征氣體法、改良H比值法、大衛(wèi)H角形 法等診斷方法，一般情況下都能十分有效地診斷出缺陷性質和部位，有利地指導了設備的 檢修和試驗工作。但上述各類缺陷的診斷方法主要對單一類型的缺陷性質確定有效，如單 一類型的放電或過熱缺陷的診斷，然而對于兩種或兩種W上單一類型缺陷構成的混合型缺 陷的性質及部位診斷，上述方法的準確率將大大降低，甚至得出的結論不合常理，更無法為 缺陷性質和位置的確定提供科學的診斷意見。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供一種基于色譜數(shù)據(jù)拆分的變壓器混合型故障缺陷診斷法，W解決目前 各類缺陷的診斷方法主要對單一類型的缺陷性質確定有效，而對于兩種或兩種W上單一類 型缺陷構成的混合型缺陷的性質及部位診斷的準確率大大降低，甚至得出的結論不合常 理，更無法為缺陷性質和位置的確定提供科學的診斷意見的問題。
[0004] GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》為電力系統(tǒng)行業(yè)內分析 判斷變壓器油中溶解氣體組分及含量，評估變壓器運行狀態(tài)的標準。標準中所涉及到的變 壓器油色譜數(shù)據(jù)包括氨氣、甲焼、己焼、己帰、己快、一氧化碳、二氧化碳和總姪。其中H比值 編碼涉及到的油色譜數(shù)據(jù)不包括一氧化碳和二氧化碳，因此本發(fā)明所述的色譜數(shù)據(jù)拆分法 涉及到的變壓器色譜數(shù)據(jù)為氨氣、甲焼、己焼、己帰、己快和總姪。
[0005] 本方法采取的技術方案是，包括下列步驟：
[0006] -、用色譜儀測得&的組分濃度為A U L/1，CHa的組分濃度為B U L/1，C2H4的組分 濃度為C U L/1，CsHe的組分濃度為D U L/1，C2H2的組分濃度為E U L/1，C1+C2的組分濃度為 Fy L/1，根據(jù)實際情況及色譜數(shù)據(jù)的數(shù)值確定變壓器內部發(fā)生的故障缺陷為混合型缺陷， 其色譜數(shù)據(jù)為混合型缺陷的數(shù)據(jù)；
[0007] 二、對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法，如特征氣體法、H比值法進 行初步診斷，分析該混合型缺陷其中之一是火花放電；
[0008] H、應用已經掌握的火花放電缺陷色譜數(shù)據(jù)的規(guī)律，對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)進 行數(shù)學上的拆分，其中己快氣體組分含量數(shù)值能被唯一確定，其余組分含量數(shù)值依據(jù)H比 值法的氣體比值范圍極限獲得，獲得一組對應火花放電的單一類型缺陷色譜數(shù)據(jù)其中火花 放電各組分濃度如下：
[000引 &的組分濃度為U L/L，邸4的組分濃度為U L/L，C2H4的組分濃度為U L/ L，CsHe的組分濃度為D火y L/L，C2H2的組分濃度為E火y L/L，CO+C02的組分濃度為F火y L/ L;
[0010] E火=E，A火=E火，B火=A火/6, C火=B火 XO. 8, D火=B火 XO. 05, F火=B火+C火+D 火巧火；
[0011] 各組分原始濃度與火花放電各組成濃度之差構成的未知缺陷各組分濃度，該未知 缺陷各組分濃度如下：
[001引 &的組分濃度為Ax y L/L，邸4的組分濃度為Bx y L/L，C2H4的組分濃度為Cx y L/L， CaHe的組分濃度為DxU L/L，C2H2的組分濃度為ExU L/L，CO+CO2的組分濃度為FxU L/L ;
[0013] 具體拆解方法如下：
[0014] Ax = A - A 火；
[00巧]Bx = B-B火；
[0016] Cx = C-C火；
[0017] Dx = D - D 火；
[001 引 Ex = O;
[001 引 Fx = F-F火；
[0020] 對上述數(shù)構成的色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法進行診斷；
[0021] 四、再將所有單一類型缺陷診斷結論進行匯總，形成變壓器混合型缺陷的綜合診 斷結論。
[0022] 本發(fā)明優(yōu)點是將兩種及W上單一類型缺陷、且其中一種缺陷為火花放電構成的混 合型缺陷的色譜數(shù)據(jù)進行科學拆分，拆分為幾種單一類型缺陷的特征數(shù)據(jù)，從而逐一進行 缺陷診斷，并將幾種單一類型缺陷診斷結論進行綜合分析，最終獲得相對準確且全面的診 斷結論。

【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明所述的色譜數(shù)據(jù)拆分法的主要理論依據(jù)是基于單純火花放電的產氣特征 的幾個規(guī)律；1)變壓器內發(fā)生火花放電時相當于針板電極發(fā)生長間隙（距離3mm及W上）、 短間隙（Imm及W下）火花放電；2)單純火花放電發(fā)生時，氨氣/甲焼=3?11，統(tǒng)計后比 值可W取6,己帰/甲焼=0. 5?1. 1，統(tǒng)計后比值取0.8,己焼/甲焼=0.01?0. 1，統(tǒng)計 后比值取0. 05,氨氣/己快=0. 8?1. 4,統(tǒng)計后比值取1。
[0024] 包括下列步驟：
[0025] -、用色譜儀測得&的組分濃度為A U L/L，C&的組分濃度為B U L/L，C2H4的組分 濃度為C y L/1，CsHe的組分濃度為D y L/1，C2H2的組分濃度為E y L/1，C1+C2的組分濃度為 Fy L/1，根據(jù)實際情況及色譜數(shù)據(jù)的數(shù)值確定變壓器內部發(fā)生的故障缺陷為混合型缺陷， 其色譜數(shù)據(jù)為混合型缺陷的數(shù)據(jù)；
[0026] 二、對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法，如特征氣體法、H比值法進 行初步診斷，分析該混合型缺陷其中之一是火花放電；
[0027] H、應用已經掌握的火花放電缺陷色譜數(shù)據(jù)的規(guī)律，對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)進 行數(shù)學上的拆分，其中己快氣體組分含量數(shù)值能被唯一確定，其余組分含量數(shù)值依據(jù)H比 值法的氣體比值范圍極限獲得，獲得一組對應火花放電的單一類型缺陷色譜數(shù)據(jù)其中火花 放電各組分濃度如下：
[002引 &的組分濃度為A火y L/L，邸4的組分濃度為B火y L/L，C2H4的組分濃度為C火y L/ L，CsHe的組分濃度為D火y L/L，C2H2的組分濃度為E火y L/L，CO+CO2的組分濃度為F火y L/ L；
[0029] E火=E，即所有C2H2均由火花放電產生，A火=E火，B火=A火/6, C火=B火XO. 8, D 火=B火XO. 05, F火=B火+C火+D火巧火（根據(jù)GB/T 7252 - 2001《變壓器油中溶解氣體分析 和判斷導則》）
[0030] 各組分原始濃度與火花放電各組成濃度之差構成的未知缺陷各組分濃度，該未知 缺陷各組分濃度如下：
[0031] &的組分濃度為Ax U L/L，邸4的組分濃度為Bx U L/L，C2H4的組分濃度為Cx U L/L， CaHe的組分濃度為DxU L/L，C2H2的組分濃度為ExU L/L，CO+C〇2的組分濃度為FxU L/L ;
[0032] 具體拆解方法如下：
[0033] Ax = A-A火；
[0034] Bx = B - B 火；
[00巧]Cx = C-C火；
[0036] Dx = D - D 火；
[0037] Ex = 0 ;
[0038] Fx = F - F 火；
[0039] 對上述數(shù)構成的色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法進行診斷；
[0040] 四、再將所有單一類型缺陷診斷結論進行匯總，形成變壓器混合型缺陷的綜合診 斷結論。
[0041] 為了研究單純火花放電的產氣特征，我們做了充油變壓器放電模型，通過針板電 極和板板電極兩種放電模型模擬了裸金屬時長、短間隙（模擬長間隙規(guī)定電極距離在Imm W上，模擬短間隙規(guī)定電極距離在Imm及W下）的放電情況，并通過針板電極和板板電極兩 種放電模型模擬了電極覆有電纜紙時長、短間隙的放電情況，綜合實驗數(shù)據(jù)獲得單純火花 放電的產氣特征，具體實驗數(shù)據(jù)如下：
[0042] 表1 ;針板電極第一類型火花放電模擬試驗產氣結果
[0043]

【權利要求】
1. 一種基于色譜數(shù)據(jù)拆分的變壓器混合型故障缺陷診斷法，其特征在于包括下列步 驟： 一、 用色譜儀測得H2的組分濃度為Α μ L/L，CH4的組分濃度為Β μ L/L，C2H4的組分濃度 為C μ L/L，C2H6的組分濃度為D μ L/L，C2H2的組分濃度為Ε μ L/L，C1+C2的組分濃度為F μ L/ L，根據(jù)實際情況及色譜數(shù)據(jù)的數(shù)值確定變壓器內部發(fā)生的故障缺陷為混合型缺陷，其色譜 數(shù)據(jù)為混合型缺陷的數(shù)據(jù)； 二、 對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法，如特征氣體法、三比值法進行初 步診斷，分析該混合型缺陷其中之一是火花放電； 三、 應用已經掌握的火花放電缺陷色譜數(shù)據(jù)的規(guī)律，對該混合型缺陷色譜數(shù)據(jù)進行數(shù) 學上的拆分，其中乙炔氣體組分含量數(shù)值能被唯一確定，其余組分含量數(shù)值依據(jù)三比值法 的氣體比值范圍極限獲得，獲得一組對應火花放電的單一類型缺陷色譜數(shù)據(jù)其中火花放電 各組分濃度如下： Η2的組分濃度為Α火μ L/L，CH4的組分濃度為Β火μ L/L，C2H4的組分濃度為C火μ L/L， C2H6的組分濃度為D火μ L/L，C2H2的組分濃度為Ε火μ L/L，C0+C02的組分濃度為F火μ L/L ; Ε火=Ε, Α火=Ε火，Β火=Α火/6, C火=Β火 Χ0·8, D火=Β火 Χ0·05, F火=Β火+C火+D火+Ε 火； 各組分原始濃度與火花放電各組成濃度之差構成的未知缺陷各組分濃度，該未知缺陷 各組分濃度如下： Η2的組分濃度為Αχμ L/L，CH4的組分濃度為Βχμ L/L，C2H4的組分濃度為Cxy L/L，C2H6 的組分濃度為Dxy L/L，C2H2的組分濃度為Εχμ L/L，C0+C02的組分濃度為Fxy L/L ; 具體拆解方法如下： Ax = A - A 火； Bx = Β - B 火； cx = c-c火； Dx = D - D 火； Ex = 〇 ; Fx = F - F 火； 對上述數(shù)構成的色譜數(shù)據(jù)應用常規(guī)色譜分析方法進行診斷； 四、 再將所有單一類型缺陷診斷結論進行匯總，形成變壓器混合型缺陷的綜合診斷結 論。
【文檔編號】G01N30/02GK104237413SQ201410478714
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】李守學, 林海丹, 孫友群, 閆浩 申請人:吉林省電力科學研究院有限公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司