用于变压器呼吸器的呼吸器健康状况评估的方法和系统技术方案

提供了用于评估变压器呼吸器(40)的健康状况的技术。变压器呼吸器(40)包括干燥剂，并且与流体绝缘变压器(20)的膨胀箱(30)流体连通。取决于变压器呼吸器(40)或其部件或子组件的重量的重量测量值被处理，以评估变压器呼吸器(40)的健康状况。器(40)的健康状况。器(40)的健康状况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于变压器呼吸器的呼吸器健康状况评估的方法和系统


[0001]本专利技术涉及变压器呼吸器，并且更特别地，涉及用于评估变压器呼吸器的健康状况的技术。

技术介绍

[0002]流体绝缘变压器(诸如油绝缘变压器)需要用于补偿在波动温度下由流体膨胀和收缩引起的绝缘流体的附加体积的装置。膨胀箱流体连接到流体绝缘变压器的变压器箱，以适应绝缘流体的膨胀。尽管将主要参考油作为绝缘流体，但是应当理解，本文公开的技术也适用于其它绝缘流体。
[0003]膨胀箱被设计成使得油位在最低额定温度下处于膨胀箱的底部处，而在最高额定温度下处于膨胀箱的顶部处，并且具有合理的余量。因此，膨胀箱包括油和空气的混合物，并且是包括在空气中的成分可以移动到油中(反之亦然)的地方。
[0004]重要的是避免或最小化绝缘流体中湿气(即，水)的存在，因为这种湿气对电介质承受电压的能力具有负面影响，并且加速化学反应(诸如氧化)。因此，还需要避免或最小化膨胀箱中存在的空气中的湿度。
[0005]US9026374B2公开了一种用于确定绝缘液体填充的电气装置的相对湿度的技术，该技术使用设置在包括绝缘液体和气体的箱中的传感器。
[0006]为了最小化膨胀箱中的空气中存在的湿度，空气呼吸器被用作辅助设备。呼吸器具有与外界接触的空气入口和与膨胀箱接触的出口、以及其内部中的一些干燥元件(也称为干燥剂)。
[0007]干燥剂具有有限的吸收能力。一旦干燥剂被水饱和，干燥剂就不再可能从空气中吸收湿气。因此，为了确保空气呼吸器始终处于全面运作，必须更换干燥剂。
[0008]如果以预定间隔规律地更换干燥剂，则维护工作可能不能充分顾及变压器、膨胀箱和空气呼吸器可以操作的各种操作条件。在许多情况下，对维护间隔的保守估计可能导致干燥剂比所要求的时间更早更换，而较长的维护间隔可能与膨胀箱中的空气湿度的增加的风险相关联，并且因此与对变压器造成损坏的风险增加相关联。
[0009]可以将化学成分添加到与湿气反应的干燥剂中，从而引起作为干燥剂元件的饱和的指示的颜色变化。计划维护则包括以规律的间隔对呼吸器进行视觉检查，该间隔可能从几天到一个月不等。当且仅当颜色指示一定比例的干燥剂元件饱和时，空气呼吸器被排空并重新填充新的干燥剂元件。空气呼吸器存在其它架构。举例来说，干燥剂可以包括在空气呼吸器内的盒中，并且盒可以在需要时作为整体更换。
[0010]依赖于干燥剂颜色变化和视觉检查的维护方法存在各种缺点：
[0011]‑
通常很难进入呼吸器来检查干燥剂元件的颜色，这对视觉检查的成本和/或对检查的质量有影响。这特别适用于变压器是牵引式变压器的情况，在这种情况下，必须根据安装牵引式变压器的车辆的操作时间表来安排检查。当呼吸器可能被灰尘覆盖时和/或当呼吸器位于难以接近的地方时(如列车上的牵引式变压器的情况)，
[0012]可靠地检测干燥剂元件是否必须更换的挑战可能加剧。
[0013]‑
颜色变化不能提供明确的客观决定，并且为执行检查的维护人员留下一些解释的空间。取决于进行视觉检查的人员，可能会主观地做出不同的决定。这尤其会在部署经验不足的人员进行视觉检查的情况下发生。
[0014]‑
从不同制造商处获得的干燥元件也可能使用不同的颜色来指示干燥剂元件是否仍然在正常工作或者是否必须更换。这增加了视觉检查期间出错的风险。
[0015]这些不同的缺点可能导致两种不同的场景，这两种场景中的每个场景均是有问题的：
[0016]当呼吸器健康状况仍然良好但是进行视觉检查的维护人员决定更换干燥剂元件时，资源被浪费并且增加了操作成本。
[0017]当呼吸器健康状况不再令人满意但进行视觉检查的维护人员决定不更换干燥剂元件并等待下一视觉检查时，这可能会导致油被水污染。这反过来可能降低绝缘油的介电强度，并导致更快的老化。这种更快的老化可能通过绝缘油的氧化发生，但不限于此。这不利地影响了变压器的操作安全性。
[0018]自脱水呼吸器(SDB)包括能够再生干燥剂元件的加热元件。再生可以由计时器触发，或者基于呼吸器健康状况估计来触发。然而，SDB是昂贵的，并且使用SDB并不总是有吸引力的。此外，SDB通常比不包括用于再生的加热元件的常规呼吸器更大。对于小型变压器，诸如空间非常有限的牵引式变压器，增加构造空间可能存在问题。
[0019]US2019/0212058A1和CN108873997A公开了电力变压器吸湿器。US2019/0212058A1和CN108873997A的系统处理重量测量值，以确定何时通过加热干燥剂材料来触发再生。
[0020]EP3608930A1和DE102018207847A1公开了牵引式变压器。EP3608930A1和DE102018207847A1的系统使用空气湿度传感器来以计算的方式确定干燥剂材料中的水的量。这些技术可以用于安排维护。

技术实现思路

[0021]需要提供用于评估变压器呼吸器的呼吸器健康状况的改进的技术。特别地需要减小与依赖视觉检查变色干燥剂来评估呼吸器健康状况相关联的问题。需要允许自动和客观地确定呼吸器健康状况的方法和系统。
[0022]根据本专利技术的实施例，重量测量值被处理以评估呼吸器健康状况。重量测量值取决于变压器呼吸器或者变压器呼吸器的包括干燥剂的子组件或部件的重量。评估呼吸器健康状况可以包括确定干燥剂是否需要更换。评估呼吸器健康状况可以替代性地或附加性地包括预测需要更换干燥剂的维护时间。
[0023]重量测量值可以表示或者可以取决于以下中的任何一个，但不限于此：
[0024]‑
作用在变压器呼吸器上的重力；
[0025]‑
作用在变压器呼吸器的包括干燥剂的部件或子组件上的重力；
[0026]‑
由变压器呼吸器施加在另一构造元件(诸如用于变压器呼吸器的支承件)上的力，
[0027]该力取决于作用在变压器呼吸器上的重力；
[0028]‑
由变压器呼吸器的包括干燥剂的部件或子组件施加在另一构造元件(诸如其中
安装有包括干燥剂的盒的外壳)上的力，该力取决于作用在变压器呼吸器的包括干燥剂的部件或子组件上的重力；
[0029]‑
上述量中的任何一个随时间发生的变化。
[0030]如本文所用，术语“重量测量值”特别地涵括重力和质量、或者重力或质量的变化。
[0031]“重量测量值”可以呈现数据或信号的形式。
[0032]重量测量值可以但不需要指示变压器呼吸器、干燥剂或包括干燥剂的部件或子组件的实际重力或质量。本文所公开的技术可以使用提供关于干燥剂的重量或干燥剂的重量变化的信息的各种类型的重量测量值来实施。
[0033]可以处理除了重量测量值之外的各种数据。举例来说，关于进入变压器呼吸器的空气温度、空气相对湿度和空气体积流量的信息可以用于评估变压器呼吸器的健康状况。空气温度和相对湿度可以通过传感器读数获得，或者可以通过互联网获取。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对变压器呼吸器(40)执行呼吸器健康状况评估的方法，其中，所述变压器呼吸器(40)包括干燥剂并且与流体绝缘变压器(20)，特别是油绝缘变压器(20)，的膨胀箱(30)流体连通，所述方法包括：接收重量测量值(81；91；w)，所述重量测量值(81；91；w)取决于所述变压器呼吸器(40)或所述变压器呼吸器(40)的包括所述干燥剂中的至少一部分的部件或子组件的重量；以及处理所述重量测量值(81；91；w)以评估所述变压器呼吸器(40)的所述呼吸器健康状况，其中，所述方法还包括确定所述变压器(20)是否移动和/或所述变压器呼吸器(40)是否经历振动，以及以下中的至少一个：当所述变压器(20)移动或者所述变压器呼吸器(40)经历振动时，引起用于重量传感器(50)的机械锁的致动；丢弃在所述变压器(20)移动或者所述变压器呼吸器(40)经历振动时获取的所述重量测量值(81；91；w)；仅在所述变压器(20)不移动或者所述变压器呼吸器(40)不经历振动时选择性地获取所述重量测量值(81；91；w)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述重量测量值(81；91；w)包括确定是否必须更换所述干燥剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处理所述重量测量值(81；91；w)包括计算必须更换所述干燥剂的维护时间(94)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于作为时间的函数的所述重量(91，92)的演变来计算所述维护时间(94)。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述维护时间(94)作为进入所述变压器呼吸器(40)的气体流量(Q)的函数来计算。6.根据权利要求5所述的方法，还包括获取变压器油温(T
o
)，并确定作为所述变压器油温(T
o
)的函数的所述气体流量(Q)。7.根据权利要求5或6所述的方法，还包括基于过去的气体流量计算预测气体流量，并使用所述预测气体流量来计算所述维护时间(94)，可选地其中，执行机器学习算法来计算所述维护时间(94)。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述维护时间(94)还作为进入所述变压器呼吸器(40)的气体的气体温度(T
g
)、以及进入所述变压器呼吸器(40)的气体的相对湿度(RH)或所述变压器(20)的油中的含水量中的至少一个的函数来计算，可选地其中，所述方法还包括计算进入所述变压器呼吸器(40)的气体的预测气体温度和预测相对湿度，并且使用所述预测气体温度和所述预测相对湿度来计算所述维护时间，可选地其中，所述预测气体温度基于过去的气体温度来计算并且可选地其中所述预测相对湿度基于过去的相对湿度来计算。9.根据权利要求8所述的方法，还包括经由广域网(109)、WAN获...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：