【技术实现步骤摘要】
变压器油中气体在线监测装置及方法
[0001]本专利技术属于变压器油中溶解气体的检测领域。
技术介绍
[0002]变压器油中溶解气体在线监测的准确性直接取决于油气分离的精度，现有的检测设备中，脱气装置和检测装置为两个分立的结构，导致检测设备体积大，外围管路复杂，控制逻辑复杂、且脱气时间较长，需长时间鼓泡与吹扫，单次测量过程耗时长。特别是复杂的管路在实际应用中出现故障率高、易漏油漏气，脱气装置会产生污染检测装置中光学元件的等问题。而为了解决以上问题，需设计一种体积小，管路连接简单，控制逻辑简单，测量脱气快速，测量精度高的一体化监测装置。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的是为了解决现有的变压器油中溶解气体在线检测设备中脱气部分和检测部分为两个分立的结构，其导致整个检测设备体积大、外围管路复杂、脱气时间较长，单次测量耗时的问题。本专利技术提供了一种变压器油中气体在线监测装置及方法。
[0004]变压器油中气体在线监测装置，包括气室、脱气瓶、油阀、油泵、上液位传感器、气阀、排气单向阀、检测液位传感器、...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
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。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。3.根据权利要求2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(13)；下液位传感器(13)设置在脱气瓶(2)的底壁上。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，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。5.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。6.根据权利要求5所述的变压器油中气体在线监测装置，其特征在于，第一信号处理单元包括带通滤波器和锁相放大器；带通滤波器用于对接收的探测结果进行带通滤波去除低频信号与高频噪声后，获得包含气体吸收信息的正弦波信号，并将其送至锁相放大器，经锁相放大器锁相后，获得探测结果中的二次谐波信号；第二信号处理单元采用低通滤波器实现，用于对接收的探测结果进行低通滤波，获得含气体吸收线型信息的锯齿波信号。7.采用权利要求1所述的变压器油中气体在线监测装置实现的监测方法，其特征在于，该监测方法包括如下步骤：S1、取样过程：油阀(3)和气阀(6)...
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