【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种变压器呼吸系统在线自动校验装置及方法，属于变压器呼吸系统状态评价。
技术介绍
1、变压器呼吸系统主要包括储油柜、胶囊、吸湿器、油位表等，通过压缩拉伸胶囊来补偿变压器内部油在热胀冷缩时产生的体积差保障变压器内部压强稳定。当负荷增加或者环境温度升高导致油温升高、油体积增大时，胶囊被压缩通过吸湿器向外界呼出气体，油位表示数升高；当负荷降低或者环境温度下降导致油温降低、油体积减少时，胶囊被拉伸通过吸湿器向外界吸入气体，油位表示数下降。
2、当管路堵塞无法正常呼吸时，变压器内部压强无法随温度正常调节，当压力增大到一定程度，导致变压器压力释放阀动作喷油。当压力减小到一定程度，导致变压器内部低于大气压，吸入外界空气，引发气体继电器动作跳闸。当胶囊出现破损时，变压器油进入胶囊，无法正常呼吸，油位表无法显示真实油位，变压器油从吸湿器喷出，变压器轻瓦斯动作跳闸，严重影响变压器安全稳定运行。
3、变压器呼吸系统一旦投入运行，无法通过拆卸对其内部进行检查，长时间运行会经常出现吸湿器、管路堵塞等造成变压器憋气喷油，胶囊破损造成变压器油与空气直接接触劣化，以及浮球卡涩破损进油出现假油位等问题，目前针对呼吸系统检测大多通过实时监测气体呼吸量并与历史呼吸平均值比较的方法，存在一定偏差，当环境温度及油温变化很小时，气体呼吸量基本为0，通过该方法无法及时有效发现呼吸系统的故障。
4、中国专利cn110864927a公开了一种变压器呼吸系统气动特性测试平台及方法，通过搭建气动特性测试平台并监测不同模拟负荷下呼吸
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的检测方法或装置无法对变压器呼吸系统进行在线评估的问题，提出了一种变压器呼吸系统在线自动校验装置及方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，包括位于变压器内部的储油柜，所述储油柜内悬挂有胶囊，胶囊外侧有变压器油，所述胶囊通过管路与位于储油柜外部的呼吸器相连，所述胶囊下方设置有浮球，所述浮球上连接有浮杆，所述浮杆与储油柜外部的油位表相连，胶囊与呼吸器相连的管路中设置有气体流量计和第一湿度传感器，所述呼吸器上套有环境湿度模拟装置；
3、所述储油柜的顶部和底部分别设置有第一油位监测器和第二油位监测器，用来监测油面位置；
4、所述储油柜一侧还设置有校验装置，所述校验装置包括校验装置外壳，所述校验装置外壳内设置有隔板，所述隔板的上表面四周设置有密封垫，所述隔板的上表面和下表面分别固定有弹簧，隔板上表面固定的弹簧的另一端连接在校验装置外壳的顶部，隔板下表面固定的弹簧的另一端连接在校验装置外壳的底部，所述隔板与校验装置外壳顶部之间通过牵引绳连接有排油电机，所述隔板与校验装置外壳底部之间通过牵引绳连接有进油电机，所述校验装置外壳的底部通过进出油管与储油柜相连，所述校验装置外壳的顶部开设有通风口，所述进出油管上设置有油流检测计和电磁阀；
5、所述变压器的外部还设置有控制系统，所述控制系统分别与油位表、气体流量计、第一湿度传感器、环境湿度模拟装置、第一油位监测器、第二油位监测器、排油电机、进油电机、油流检测计和电磁阀电连接。
6、所述环境湿度模拟装置包括加湿器和第二湿度传感器，所述加湿器和第二湿度传感器分别与控制系统电连接。
7、所述隔板具体采用不锈钢隔板，所述不锈钢隔板横向放置在校验装置外壳内部，将密封垫放置在不锈钢板隔板上表面四周，用来密封不锈钢隔板下方的变压器油，且保证不锈钢隔板下方变压器油与储油柜内部油高度一致。
8、所述弹簧具体设置有四个，在隔板的上方和下方分别设置有两个弹簧，用于校验结束时使油位恢复至最初位置。
9、一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，采用变压器呼吸系统在线自动校验装置，包括如下步骤：
10、1）通过油位表记录t1时刻和t2时刻储油柜油位值m、n，其中t2-t1≥24h，计算得到在t1至t2时间段储油柜内的油体积变化量k，通过气体流量计记录t1时刻至t2时刻呼吸器呼吸气体流量v5（t），规定呼出为正，吸入为负，计算得到在t1至t2时间段呼吸器的呼吸气体总体积h，比较油体积变化量k和呼吸气体总体积h，当两者相对偏差超过10%时，自动启动变压器呼吸系统在线校验流程；
11、2）将环境湿度模拟装置套在呼吸器外侧，控制加湿器使第二湿度传感器的值达到95%，控制系统控制电磁阀打开，启动排油电机，将储油柜的油排入校验装置内；
12、当第二油位监测器监测到油面后，同时关闭排油电机以及电磁阀，油流检测计将排油过程中油流量曲线v1（t）传输至控制系统内，气体流量计将排油过程中气体流量曲线v2（t）传输至控制系统内，油位表将排油过程中油位变化曲线v3（t）传输至控制系统内，记录第一湿度传感器在排油过程中的最大值，当第一湿度传感器的最大值高于20%时，发出吸湿器硅胶需要更换的报警信息；
13、3）根据油位变化曲线v3（t）推算排油过程中储油柜内的油体积变化速度曲线v4（t），计算油流量曲线v1（t）与气体流量曲线v2（t）的重合度 ρ1，计算油体积变化速度曲线v4（t）与油流量曲线v1（t）的重合度 ρ2；
14、根据重合度 ρ1生成第一特征值a，根据重合度 ρ2生成第二特征值b；
15、4）打开电磁阀，在弹簧作用下储油柜恢复至初始油位后，启动进油电机，使校验装置内的变压器油进入储油柜中，当第一油位监测器监测到油面后，关闭进油电机以及电磁阀，第一油位监测器记录进油过程中油流量曲线，气体流量计记录进油过程中气体流量曲线，油位表记录进油过程中油位变化曲线，根据油位变化曲线推算进油过程中储油柜内的油体积变化速度曲线，计算油流量曲线与气体流量曲线的重合度 ρ3，计算油体积变化速度曲线与油流量曲线的重合度 ρ4，根据重合度 ρ3生成第三特征值c，根据重合度 ρ4生成第四特征值d；
16、5）控制系统控制电磁阀打开，在弹簧作用下储油柜恢复至初始油位后，关闭电磁阀；根据第一特征值a、第二特征值b、第三特征值c、第四特征值d计算得到变压器呼吸系统健康指数p，以健康指数p评估变压器呼吸系统健康状况。
17、油体积变化量k的计算公式如下：
18、；
19、呼吸气体总体积h的计算公式如下：
20、；
21本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，包括位于变压器内部的储油柜，所述储油柜内悬挂有胶囊，胶囊外侧有变压器油，所述胶囊通过管路与位于储油柜外部的呼吸器相连，所述胶囊下方设置有浮球，所述浮球上连接有浮杆，所述浮杆与储油柜外部的油位表相连，其特征在于：胶囊与呼吸器相连的管路中设置有气体流量计和第一湿度传感器，所述呼吸器上套有环境湿度模拟装置；
2.根据权利要求1所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：所述环境湿度模拟装置包括加湿器和第二湿度传感器，所述加湿器和第二湿度传感器分别与控制系统电连接。
3.根据权利要求2所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：所述隔板具体采用不锈钢隔板，所述不锈钢隔板横向放置在校验装置外壳内部，将密封垫放置在不锈钢板隔板上表面四周，用来密封不锈钢隔板下方的变压器油，且保证不锈钢隔板下方变压器油与储油柜内部油高度一致。
4.根据权利要求2所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：所述弹簧具体设置有四个，在隔板的上方和下方分别设置有两个弹簧，用于校验结束时使油位恢复至最初位置。>
5.一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，采用如权利要求3或4所述的变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，其特征在于：油体积变化量k的计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，其特征在于：油体积变化速度曲线v4（t）的推算公式如下：
8.根据权利要求7所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，其特征在于：第一特征值A的表达式如下：
9.根据权利要求8所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验方法，其特征在于：变压器呼吸系统健康指数P的表达式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，包括位于变压器内部的储油柜，所述储油柜内悬挂有胶囊，胶囊外侧有变压器油，所述胶囊通过管路与位于储油柜外部的呼吸器相连，所述胶囊下方设置有浮球，所述浮球上连接有浮杆，所述浮杆与储油柜外部的油位表相连，其特征在于：胶囊与呼吸器相连的管路中设置有气体流量计和第一湿度传感器，所述呼吸器上套有环境湿度模拟装置；
2.根据权利要求1所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：所述环境湿度模拟装置包括加湿器和第二湿度传感器，所述加湿器和第二湿度传感器分别与控制系统电连接。
3.根据权利要求2所述的一种变压器呼吸系统在线自动校验装置，其特征在于：所述隔板具体采用不锈钢隔板，所述不锈钢隔板横向放置在校验装置外壳内部，将密封垫放置在不锈钢板隔板上表面四周，用来密封不锈钢隔板下方的变压器油，且保证不锈钢隔板下方变压器油与储油柜内部油高度一致。...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈青松，俞华，马丽强，常圣志，牛曙，李永祥，梁基重，刘宏，李国栋，李帅，李劲松，李保金，王璇，周丹，蔡玲珑，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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