基于激光检测技术的变压器在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，旨在提供一种能够通过对变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的监测，对变压器早期故障进行预判，从而对变压器进行及时维修，延长变压器的使用寿命并预防灾难性事故的发生的基于激光检测技术的变压器在线监测系统。它包括用于检测变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的激光检测传感系统。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油纸绝缘局部放电的故障提示。

Transformer Online Monitoring System Based on Laser Detection Technology

The invention discloses an on-line transformer monitoring system based on laser detection technology, aiming at providing a laser detection technology based on which the early fault of transformer can be predicted by monitoring the composition and content of the dissolved fault gas in transformer oil, thereby timely maintenance of transformer, prolonging the service life of transformer and preventing catastrophic accidents. Transformer on-line monitoring system. It includes a laser sensing system for detecting the composition and content of the dissolved fault gas in transformer oil. When the components of dissolved fault gases in transformer oil are detected by laser detection sensor system as follows: hydrogen, methane, carbon monoxide, ethylene, ethane and carbon dioxide, and the content of dissolved fault gases in transformer oil: hydrogen, methane, carbon monoxide, ethylene, ethane and carbon dioxide reaches the set value, the fault indication of oil-paper insulation partial discharge is given.

【技术实现步骤摘要】
基于激光检测技术的变压器在线监测系统
本专利技术涉及一种变压器故障监测领域，具体涉及一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统。
技术介绍
电力系统由众多发、送、输、配、用电等设备连接而成，设备的可靠性及运行状况直接决定整个系统的稳定和安全,也决定着供电质量和供电可靠性。随着电力系统向高电压、大容量、互联网发展，以及用电部门要求的提高，对电力系统的安全可靠性提出更高要求。变压器设备是电力系统的主体，是保证供电可靠性的基础。一台主要设备出现问题，往往造成局部和全局系统设备停止运行，造成供电中断事故的发生，因此，变压器设备的安全可靠运行尤为重要。检修是保证变压器设备健康运行的必要手段，关系着设备的利用率、事故率、使用寿命、人财物力的消耗以及电力企业的整体效益等诸多问题。目前，对变压器设备进行检修主要分为三个层次:事后检修、预防性检修和状态检修，其中，状态检修已成为设备检修发展的趋势，它要求对运行中的电气设备的各种状态进行持续的在线监测，并随时获得反映各种状态的数据信息，在进行数据分析处理后，对设备的各种状况做出诊断，并制订检修策略。国内外高电压、大容量的变压器设备普遍采用充油式变压器，在正常情况下，充油电器设备内的油纸绝缘材料在热与电的作用下，会逐步老化和分解，从而产生少量的各种低分子烃类和CO2、CO等气体，不同的故障和异常状态会产生不同的气体。专利技术人发现变压器故障和异常状态下产生的气体会溶解于油中，因此变压器油中溶解气体的浓度能较好地反映变压器的绝缘状态和故障；但是，目前变压器油中溶解气体的监测又是一个难点问题，原因在于：1.故障气体微量，一般是几个到几十个μL/L；2.故障气体中的几种气体性质比较接近，存在着较大的交叉影响；所以，采用合适的检测方法是在线监测技术的关键所在。目前国内外产品化的监测方法主要有气相色谱法（油色谱）和光声光谱法。气相色谱法：其检测检测原理为：色谱柱中的样品对不同气体组分的吸附、解析的速度不同，在载气的推动下，经过充分的交换，不同组分得到了分离，分离后的气体通过检测转换成电信号，经采集后获得气体组分的色谱图，根据组分峰高或面积进行浓度定量分析。气相色谱法发源于一个世纪之前，虽然技术成熟，但缺点非常明显，主要有：价格贵，不能测量氢气H2，维护量大，检测所需要的气量多，元件对油蒸汽、湿度敏感，环境适应能力较差。光声光谱法：光声光谱检测技术基于光声效应，光声效应是由气体分子吸收电磁辐射而产生，气体吸收特定波长的谱线后温度升高，随即以释放热能的方式退激，释放出的热能是气体产生成比例的压力波。压力波的频率与光源的截波频率一致，并可通过高灵敏度微音器监测其强度，压力波的强度与气体的浓度成比例关系。由敏感原件检测，可以得到反映物质内部结构及成分含量的光声光谱。光声光谱法的缺点在于对双原子分子无响应（H2），对结构对称分子（如C2H2等）检测精度较低，高透过率的滤光片难以制备以及对油蒸汽污染敏感，适应能力差等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，其能够通过对变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的监测，对变压器早期故障进行预判，从而对变压器进行及时维修，延长变压器的使用寿命并预防灾难性事故的发生。本专利技术的技术方案是：一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，包括用于检测变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的激光检测传感系统；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油纸绝缘局部放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气和乙炔，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气和乙炔的含量达到设定值时，则发出油中火花放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷的含量达到设定值时，则发出油中电弧的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油和纸中电弧的故障提示。作为优选，当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：甲烷、乙烯、氢气及乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：甲烷、乙烯、氢气及乙烷的含量达到设定值时，则发出油过热的故障提示。作为优选，当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：甲烷、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳及二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：甲烷、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳及二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油和纸过热故障提示。本专利技术的有益效果是：能够通过对变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的监测，对变压器早期故障进行预判，从而对变压器进行及时维修，延长变压器的使用寿命并预防灾难性事故的发生。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，包括用于检测变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的激光检测传感系统。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油纸绝缘局部放电的故障提示。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气和乙炔，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气和乙炔的含量达到设定值时，则发出油中火花放电的故障提示。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷的含量达到设定值时，则发出油中电弧的故障提示。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油和纸中电弧的故障提示。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：甲烷、乙烯、氢气及乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：甲烷、乙烯、氢气及乙烷的含量达到设定值时，则发出油过热的故障提示。当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：甲烷、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳及二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：甲烷、乙烯、氢气、乙烷、一氧化碳及二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油和纸过热故障提示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，其特征是，包括用于检测变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的激光检测传感系统，当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油纸绝缘局部放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气和乙炔，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气和乙炔的含量达到设定值时，则发出油中火花放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷的含量达到设定值时，则发出油中电弧的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯，乙烷，一氧化碳和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油和纸中电弧的故障提示。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光检测技术的变压器在线监测系统，其特征是，包括用于检测变压器油中溶解的故障气体的成分和含量的激光检测传感系统，当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷和二氧化碳的含量达到设定值时，则发出油纸绝缘局部放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气和乙炔，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气和乙炔的含量达到设定值时，则发出油中火花放电的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶解的故障气体的成分为：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷，并且变压器油中溶解的故障气体：氢气，乙炔，甲烷，乙烯和乙烷的含量达到设定值时，则发出油中电弧的故障提示；当激光检测传感系统检测到变压器油中溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏泽民，李传才，范明，周迅，俞军，商小峰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33