一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置与流程

技术特征：
1.一种变压器油色谱分析故障诊断方法，对变压器内绝缘油进行固定时间采样和分析，其特征在于，方法包括：step1、对c2h2进行分析：对变压器油气相色谱分析中c2h2含量进行次增长量分析、日增长量分析、周增长量分析和月增长量分析，并根据分析结果发出相应状态，状态分为正常、预警、告警、无效四种状态，记录c2h2含量参数值；step2、当c2h2分析不存在告警情况时，对总烃进行日增长量分析、周增长量分析、月增长量分析和含量分析，总烃包括ch4、c2h6、c2h2、c2h4，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录总烃含量参数值；step3、当c2h2、总烃都不存在告警情况时，对h2进行周增长量分析、月增长量分析和含量分析，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录h2含量参数值；step4、step1至step3中所有气体分析诊断时，都对co和co2进行分析：对变压器油气相色谱分析中co和co2含量进行月增长量分析，如果分析结果超过预设值，气体缺陷类型增加“牵扯固体绝缘”，严重程度增加一级；当c2h2出现预警或告警、总烃出现告警两种出现其一时，将ch4、c2h6、c2h2、c2h4的含量数据使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型判断，确定设备缺陷类型；step5、对变压器有氧的连续测量数据计算重复性指标，如果规定时期内测量数据重复性满足判据要求，则认定装置稳定性满足要求，对变压器测量数据和离线的参考数据进行相关性计算，如果相关性满足要求，则可以对在线测量数据进行曲线校正。2.根据权利要求1所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的step1中c2h2次增长量分析具体方法为：step1.1、c2h2次增长量分析step1.1.1、c2h2告警分析：针对每次采样的气相色谱分析数据，根据以下情况标识为正常、预警、告警、无效四种状态：a.当前数据如果小于0.5ppm时，为正常状态，如果大于或等于注意值一0.5ppm时为预警状态，当大于或等于注意值二1ppm时为进入预警二状态，当大于或等于告警值3ppm时为告警状态；b.将当前数据与上一次采样数据进行对比，先看上一次数据装填，具体判断如下：如果上一次采样数据状态为正常，当前数据状态判断：当前数据与上一次数据差值大于等于0.5ppm则为预警状态，小于等于-0.5ppm则为无效状态，大于-0.5ppm小于0.5ppm则为正常状态；如果上一次采样数据状态为预警，当前数据状态判断：当前数据大于等于0.5ppm则为告警且危急状态，小于等于-0.5ppm则上一次数据无效，大于-0.5ppm小于0.5则为预警状态，大于等于0小于0.5ppm则为告警且严重状态；如果上一次采样数据状态为告警，则后续所有数据继续告警；c.当人工复位为正常时，针对已告警的信息进行复位，还原变压器为正常状态；step1.1.2、诊断结果：当出现预警或者告警状态时，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；所述的step1中c2h2日增长量分析、周增长量分析和月增长量的具体方法为：step1.2、c2h2日增长量分析
step1.2.1、c2h2日增长量告警分析：当天c2h2含量平均值，即通过次取值去除无效的预警数据后的平均值，与前一天平均含量值进行比较，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；step1.2.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；step1.3、c2h2周增长量分析step1.3.1、c2h2周增长量告警分析：当周c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一周的c2h2日含量平均值相比，如果绝对增长速度小于0.3ppm/周，则为正常，如果绝对增长速度大于或者等于注意值一0.3ppm/周则为预警状态，如果绝对增长速度大于或者等于注意值二0.6ppm/周则为预警二状态，如果绝对增长速度大于或者等于1.2ppm/周则为告警状态；step1.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；step1.4、c2h2月增长量分析step1.4.1、c2h2月增长量告警分析：当月c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一月的c2h2日含量平均值像比，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；step1.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。3.根据权利要求1中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的step2中总烃含量分析的具体方法为：step2.1、总烃日增长量分析step2.1.1、当天的总烃含量平均值，通过次取值计算，与前一天含量平均值进行比较，如果增长超过5ppm，进行告警；step2.1.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；step2.2、总烃周增长量分析step2.2.1、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果绝对增量小于5ppm/周,则为正常，如果绝对增量大于或者等于注意值一5ppm/周，则为预警状态，如果绝对增量大于或者等于注意值二10ppm/周，则为告警状态step2.2.2、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果相对增量小于10％/周，则为正常，如果相对增量大于或者等于注意值一10％/周，则为预警状态，如果相对增量大于或者等于注意值二20％/周，则为告警状态；step2.2.3、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；step2.3、总烃月增长量分析step2.3.1、当天的总烃日含量平均值，与30天前的日含量平均值进行比较，如果增长超过50ppm，进行告警；step2.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；step2.4、总烃含量分析
step2.4.1、对采样的总烃含量进行分析，采样时间为随时采样，如果总烃含量小于75ppm时，则为正常，如果总烃含量大于或者等于注意值一75ppm时，则为预警状态，如果总烃含量大于或者等于注意值二1150ppm时，则为告警状态；step2.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。4.根据权利要求1中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的step3中h2含量分析的具体方法为：step3.1、h2周增长量分析step3.1.1、对h2当日含量平均值与一周前的h2当日含量平均值比较，h2含量增长量超过2ppm或5ppm，则告警；step3.1.2、诊断结果：当h2含量增长量超过5ppm/d或总量超150ppm，判断为“严重受潮”；当h2含量增长量超过2ppm/d，判断为“大概率受潮”；step3.2、h2月增长量分析step3.2.1、对h2当日含量平均值与30天前的h2当日含量平均值，如果h2含量增长量：增长量超0.5ppm/d,或总量超150，则告警；step3.2.2、诊断结果：增长量超2ppm/d,或总量超150，判断为“严重受潮”；增长量超1ppm/d，判断为“轻度受潮”；增长量大于等于0.5ppm/d小于1ppm/d,判断为“大概率受潮”；增长量大于等于0.2ppm/d小于0.5ppm/d，判断为“小概率受潮”；增长量小于0.2ppm/d，判断为“正常”；step3.3、h2含量分析step3.3.1、对采样的h2含量进行分析，采样时间为随时采样，如果h2含量小于75ppm，则为正常，如果h2含量大于或者等于注意值一75ppm，则为预警状态，如果h2含量大于等于150ppm，则进行告警；step3.3.2、诊断结果：当h2含量告警后，判断变压器为“严重受潮”。5.根据权利要求1中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的step4中co和co2含量分析的具体方法为：step4.1、co和co2月增长量分析step4.1.1、当c2h2或总烃气体由于次增长、日增长、周增长或含量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过5ppm/d，co2月增长量超过20ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理；当c2h2或总烃气体由于月增长量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过15ppm/d，co2月增长量超过40ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理。6.根据权利要求1中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的step5中重复性指标和曲线校正的计算方法为：step5.1、重复性以测量数据的相对标准偏差rsd表示，取装置48内连续6组的监测数据，按下式计算相对标准偏差：
式中：rsd为相对标准偏差，n为测量次数，c
i
为第i次的测量结果，为n次测量结果的算术平均值，i为测量序号；合格的判据为：对每次重复性计算结果，h2和总烃均满足以下要求：1)油中溶解气体浓度小于等于20ppm时，rsd应不大于10％；2)油中溶解气体浓度大于20ppm时，rsd应不大于5％；step5.2、对测量数据进行曲线校正的方法为：step5.2.1、通过对相同的参考油样或变压器油样的检测，得到变压器油样测量数据x
i
和离线检测数据y
i
，y
i
为参考数据，计算x
i
和y
i
的相关系数，如果相关性满足要求，通过线性回归方程进行曲线拟合，得到校正函数y＝a bx，然后应用校正函数对在线监测数据进行校正；step5.2.2、变压器油样测量数据x
i
和离线检测数据y
i
之间的相关系数按下式计算：式中：为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值；变压器油样测量数据和离线检测数据不少于3组，采用低中高3组浓度数据，不具备条件时可使用2组浓度数据加上原点构成3组数据；step5.2.3、校正函数模型如下：y＝a bx式中，a为校正函数的截距，b为校正函数的斜率，截距a和斜率b计算方法如下：式中，a为校正函数的截距，b为校正函数的斜率，截距a和斜率b计算方法如下：式中，为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值。7.根据权利要求1中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法，其特征在于，所述的告警时使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断的具体使用原则为：当告警时c2h2次增长量超过0.5ppm，或者h2次增长量超过20ppm，或者ch4、c2h6、c2h4中的一种次增长量超过5ppm时，，以三比值法进行故障类型判断，其他情况以大卫三角形进行故障类型判断。8.使用权利要求1所述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法的装置，其特征在于，包括与变压器(1)油箱连接的取样泵(2)，取样泵(2)的输出端与变压器油色谱分析仪(3)连接，变压器油色谱分析仪(3)内设有顶空进样样本仓(31)，顶空进样样本仓(31)输入端连接取样泵(2)和纯净绝缘油箱(5)的输出端，顶空进样样本仓(31)输出端与废油净化装置(4)输入端连接，废油净化装置(4)输出端与变压器(1)油箱连接，变压器(1)油箱与取样泵(2)之间设有取样开关阀(9)，取样泵(2)与变压器油色谱分析仪(3)之间设有取样进料阀(6)，
废油净化装置(4)与变压器(1)油箱之间设有以添油阀(8)，顶空进样样本仓(31)输出端与废油净化装置(4)之间设有取样出油阀(10)，顶空进样样本仓(31)上还设有排空阀(11)，纯净绝缘油箱(5)输出端设有冲洗阀(7)，在线诊断控制装置(17)与取样泵(2)、变压器油色谱分析仪(3)、纯净绝缘油箱(5)及各阀体电连接，变压器(1)油箱内的绝缘油定时通过取样泵(2)进入变压器油色谱分析仪(3)进行气相色谱分析，气相分析完后的绝缘油通过废油净化装置(4)进行净化处理。9.根据权利要求8中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断装置，其特征在与，所述的添油阀(8)和取样开关阀(9)结构相同，包括与变压器(1)油箱连接的绝缘阀管(12)，绝缘阀管(12)内设有可伸缩的绝缘通断阀板(13)，绝缘通断阀板(13)上下伸缩使绝缘阀管(12)内部空间打开或关闭，绝缘通断阀板(13)一端与提拉杆(15)嵌接，提拉杆(15)另一端穿过电磁铁(14)，电磁铁(14)与绝缘阀管(12)壁固定连接，电磁铁(14)和提拉杆(15)嵌接端之间设有环绕杆体的复位弹簧(16)，电磁铁(14)与在线诊断控制装置(17)电连接。10.根据权利要求9中所述的一种变压器油色谱分析故障诊断装置，其特征在与，所述的在线诊断控制装置(17)采用工控机或者单片机，绝缘阀管(12)和绝缘通断阀板(13)采用环氧树脂，绝缘通断阀板(13)上下两端与绝缘阀管(12)关闭密封。

技术总结
一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置，方法包括：Step1、对对C2H2进行分析；Step2、对总烃增长量进行分析；Step3、对H2增长量进行分析；Step4、对CO和CO2进行分析，当C2H2出现预警或告警、总烃出现告警两种出现其一时，将CH4、C2H6、C2H2、C2H4的含量数据使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型判断，确定设备缺陷类型。根据分析结果中C2H2含量、总烃含量、H2当日含量、CO和CO2含量进行智能化的分析，既能以最小计算量对变压器油内溶解气体结果进行检测，又能及时发现变压器存在的潜在故障，并能够对变压器的故障类型进行判断和预警，变压器运维检修不再需要停电，也不需要人工进行监管，极大了节省了人力物力财力。极大了节省了人力物力财力。


技术研发人员：杨文强 郑含博 陈鑫 冯旭
受保护的技术使用者：山东和兑智能科技有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/4/8