基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢測方法，首先將一對檢測極板設置于變壓器絕緣油中；然后獲取檢測極板在變壓器內部交變電場中的感應電荷，通過電荷泵將感應電荷給儲能電容充電，通過儲能電容充電所需要的時間來計算檢測極板感應電荷量，通過感應電荷來計算變壓器油實際介電常數；最后判斷變壓器油實際介電常數與變壓器油正常介電常數之間的差值是否超過預設閾值，如果否，則釋放儲能電容上的電能并返回，如果是，則變壓器油老化。本發明專利技術采用設置于變壓器絕緣油中的檢測極板來感應電荷，從而反映極板間介質（變壓器油）的介電常數，進而反映變壓器油是否老化。該方法基于電場感應，因此該方法簡單、快速實現了在線式檢測，并且無需給傳感器提供電源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及變壓器老化狀態檢測
，特別涉及基于電場感應的變壓器絕緣 油老化在線檢測方法。
技術介紹
現有的變壓器絕緣油老化的檢測方法主要有化學方法和電氣方法兩種。化學方法 主要有油中溶解氣體分析、液相色譜分析等；電氣檢測方法包括測量油的介質損耗因數、介 電常數以及局部放電檢測等方法。目前的檢測裝置多為離線式或者方法復雜，需要給各類 傳感器提供直流或交流電源。(王松林，“變壓器絕緣老化診斷技術”，《變壓器》，2011年第8 期；郝建等，“應用頻域介電譜法的變壓器油紙絕緣老化狀態評估”，《電網技術》，2011年7 月；廖天明，“一種變壓器絕緣油在線檢測裝置”，中國專利CN202189049U ;張亞萍等，“一種 變壓器絕緣油的評價系統”，中國專利CN102269603A。)在電場中放置一塊金屬導體，導體上就會產生感應電荷。這一原理通常被用來測量電 場強度或用來作為取電裝置。(肖正華等，“電場感應器”，《儀表技術與傳感器》，1993年第 3期；劉全越，“高壓線路無線測溫系統及感應電源的設計”，太原理工大學碩士論文，2008 年。)而導體上感應電荷的多少與其中的絕緣介質的介電常數相關，變壓器油老化后其介電 常數變化明顯。那么導體上感應電荷的多少也將變化明顯。利用這一原理我們可以測出變 壓器油是否老化。因此急需一種簡單的、快速的便于實現在線式檢測的判斷變壓器絕緣油是否老化 的檢測方法。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種簡單的、快速的便于實現在線 式檢測的判斷變壓器絕緣油是否老化的檢測方法。本專利技術的目的是這樣實現的本專利技術提供的，包括以下步驟S1:將一對檢測極板設置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質處于檢測極板之間；52:將檢測極板置于變壓器內部交變電場中使得檢測極板上產生感應電荷；53:獲取檢測極板上的電壓值；54:判斷檢測極板上的電壓值是否小于預設電壓值，如果是，則返回步驟S3中；55:如果電壓值大于或等于預設電壓值，則通過電荷泵將感應電荷給儲能電容充電；56:記錄儲能電容充電至設定電壓值所需要的時間；57:判斷充電時間是否小于預設時間值，如果否，則返回步驟S3中；58:如果是，則記錄次數N增加；59:判斷記錄次數N是否大于預設閾值，如果否，則返回步驟S3中；SlO:如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態；Sll:釋放儲能電容上的電能并返回步驟S3。進一步，當所述步驟SlO中確定變壓器絕緣油處于老化狀態時，還執行以下步驟5101:通過儲能電容的電容值和電壓值計算出電荷數；5102:通過電荷數計算出檢測極板的檢測介電常數；5103:比較檢測介電常數與該檢測極板間的正常介電常數范圍，如果檢測介電常數處 于正常介電常數范圍內，則采用其他離線油樣測試方法確定；S104:如果檢測介電常數處于正常介電常數范圍外，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態并發出警示信號。進一步，所述釋放儲能電容上的電能是通過放電控制器來實現。進一步,所述正常介電常數范圍為變壓器絕緣油處于正常狀態下的初始介電常數 值的1.1倍內。進一步，所述儲能電容上的電壓信號通過調理電路采集后再經過AD模塊處理來獲得。進一步，所述步驟SlO中獲取的變壓器油老化信號通過通訊模塊傳輸到遠程服務 器上并存儲。本專利技術的優點在于本專利技術采用設置于變壓器絕緣油中的檢測極板來感應電荷， 從而反映極板間介質(變壓器油)的介電常數，進而反映變壓器油是否老化。該方法基于電 場感應，因此該方法簡單、快速實現了在線式檢測，并且無需給傳感器提供電源，該方法原 理簡單，檢測參數少，不易受環境影響，檢測方法穩定可靠。附圖說明為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術作進 一步的詳細描述，其中圖1為本專利技術實施例提供的流程圖； 圖2為本專利技術實施例提供的基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢測裝置示意圖。具體實施方式以下將結合附圖，對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述；應當理解，優選實施例 僅為了說明本專利技術，而不是為了限制本專利技術的保護范圍。圖1為本專利技術實施例提供的流 程圖，圖2為本專利技術實施例提供的基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢測裝置示意 圖。本專利技術提供的變壓器絕緣油老化在線檢測裝置及其檢測方法的原理如下如果在 電場中放置一塊金屬導體，導體上就會產生感應電荷。這一原理通常被用來測量電場強度 或用來作為取電裝置。而導體上感應電荷的多少與其中的絕緣介質的介電常數相關，變壓 器油老化后其介電常數變化明顯。那么導體上感應電荷的多少也將變化明顯。利用這一原 理我們可以測出變壓器油是否老化。如圖所示本專利技術提供的本專利技術提供的基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢 測方法，包括以下步驟51:將一對檢測極板I設置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質處于檢測極板之間；52:將檢測極板置于變壓器內部交變電場中使得檢測極板上產生感應電荷；53:獲取檢測極板上的電壓值；54:判斷檢測極板上的電壓值是否小于預設電壓值，如果是，則返回步驟S3中；本發實 施例中的預設電壓值可以通過檢測電路的人機接口輸入或通過檢測電路的通訊接口遠程 設定，這個電壓一般由電荷泵性能決定。S5:如果電壓值大于或等于預設電壓值，則通過電荷泵將感應電荷給儲能電容充 電；S6:記錄儲能電容充電至設定電壓值所需要的時間，這個預定電壓值可以通過檢測電 路2的人機接口輸入或通過檢測電路的通訊接口遠程設定；S7:判斷充電時間是否小于預設時間值，如果否，則返回步驟S3中；這個預設時間值可 以通過檢測電路2的人機接口輸入或通過檢測電路的通訊接口遠程設定。S8 :如果是，則記錄次數N增加小根據經驗一般取5，也可以通過檢測電路的人機 接口輸入或通過檢測電路的通訊接口遠程設定。S9 :判斷記錄次數N是否大于預設閾值，如果否，則返回步驟S3中；SlO :如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態；當所述步驟Sio中確定變壓器絕緣油處于老化狀態時，還執行以下步驟5101:通過儲能電容的電容值和電壓值計算出電荷數；5102:通過電荷數計算出檢測極板的檢測介電常數；5103:比較檢測介電常數與該檢測極板間的正常介電常數范圍，如果檢測介電常數處 于正常介電常數范圍內，則可以進一步采用其他離線油樣測試方法確定。S104:如果檢測介電常數處于正常介電常數范圍外，則判斷變壓器絕緣油為老化 狀態并發出警示信號。Sll :釋放儲能電容上的電能并返回步驟S3。所述釋放儲能電容上的電能是通過放電控制器來實現，所述放電控制器為超低功 耗模塊，用于決定檢測極板電荷釋放時機；所述正常介電常數范圍通過以下步驟來進行確定通過獲取變壓器絕緣油處于初始正常狀態下的介電常數值，根據經驗所測介電常數小 于初始介電常數的1.1倍為正常介電常數，也可以通過檢測電路的人機接口輸入或通過檢 測電路的通訊接口遠程設定。所述儲能電容上的電壓信號通過調理電路采集后再經過AD模塊處理來獲得。所述步驟SlO中獲取的變壓器油老化信號通過通訊模塊傳輸到遠程服務器上并 存儲。步驟SlO中計算介電常數的原理如下對于儲能電容來說，其電容值C 一 定，電容器電壓U與電容器上電荷數Q成正比。電容器達到設定電壓的時間短，說明 通過電荷泵輸出的電荷多。而對于感應極板(即檢測極板)來說，在固定電場中，極板 間距離d、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于電場感應的變壓器絕緣油老化在線檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：S1：將一對檢測極板設置于變壓器絕緣油中使得絕緣油介質處于檢測極板之間；S2：將檢測極板置于變壓器內部交變電場中使得檢測極板上產生感應電荷；S3：獲取檢測極板上的電壓值；S4：判斷檢測極板上的電壓值是否小于預設電壓值，如果是，則返回步驟S3中；S5：如果電壓值大于或等于預設電壓值，則通過電荷泵將感應電荷給儲能電容充電；S6：記錄儲能電容充電至設定電壓值所需要的時間；S7：判斷充電時間是否小于預設時間值，如果否，則返回步驟S3中；S8：如果是，則記錄次數N增加；S9：判斷記錄次數N是否大于預設閾值，如果否，則返回步驟S3中；S10：如果是，則判斷變壓器絕緣油為老化狀態；S11：釋放儲能電容上的電能并返回步驟S3。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡剛，石亞偉，陳孟鋼，廖金波，
申請(專利權)人：重慶勤智科技有限公司，
類型：發明
國別省市：