变压器绝缘纸老化在线监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力绝缘监测技术领域，特别是一种变压器绝缘纸老化在线监测装置。


背景技术：

2.电力变压器绝缘纸在老化降解的过程中，会伴随生成碳氧气体、糠醛、醇类物质等老化特征产物，并且与绝缘纸的聚合度有很强的关联性。
3.利用油中老化产物评估变压器纸绝缘老化程度的方法避免了对变压器停电吊芯取纸，具有更大的实际应用价值。目前，使用油中醇类（主要是甲醇和乙醇）评估纸绝缘老化状态是最新一代的评估方法，甲醇的产生与绝缘纸降解程度有很强的关联性，乙醇能够反映变压器中热点的存在，这是其他老化特征产物所不具备的优势。
4.当前检测油中特征产物的主要方法是将绝缘油从变压器中取出，将样本送入实验室检测，属于离线式检测方法。该检测方法具有多种缺陷：（1）醇类属于挥发性有机物，在取样过程中可能会因外界环境的影响而出现损耗；（2）运送到实验室检测需要增加时间，这导致故障的评估不够及时准确；（3）现场取样对工作人员的要求较高，可能需要多个工作人员的配合，在恶劣天气下会出现无法取样的情况；（4）变压器本身带电，取样过程中工作人员有安全风险。
5.在利用醇类评估纸绝缘老化状态的基础上将其实现在线化检测不仅可以做到无损，而且能够提升变压器的故障诊断水平，增强发现故障的及时性，有效保护工作人员安全，具有重要的应用价值。
6.变压器油色谱分析技术是不可或缺的重要检测项目，能够根据油中成分和含量变化及时发现内部潜伏性故障，是判断变压器运行状态的重要依据。若能够实现对绝缘油全自动取样并实时分析其成分和含量变化，对结果的有效性和工作人员的安全性都有更好的保证。通过对结果及时分析、反馈，及时发现并处理故障，将会使变压器的安全性得到进一步的提高，对整个电力系统自动化水平的提高也起到了重要的作用。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种变压器绝缘纸老化在线监测装置，对油浸式变压器的绝缘进行在线监测。
8.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
9.变压器绝缘纸老化在线监测装置，包括待检测的变压器，变压器的油箱与取样泵连接，取样泵的输出端与顶空进样器连接，顶空进样器的输出端与废油净化存储装置输入端连接，废油净化存储装置输入端与变压器油箱连接，变压器内的绝缘油通过取样泵进入顶空进样器进行加热达到平衡状态，通过顶空进样器对上层气体进行气相色谱路分析，从而在线检测绝缘纸的老化程度，气相分析完后的绝缘油通过废油净化存储装置进行净化处理。
10.上述的取样泵与顶空进样器连接的管路上设有取样进料阀，取样进料阀后端的管路上与空白绝缘油箱连接，空白绝缘油箱输出端设有冲洗阀。
11.上述的废油净化存储装置输出端设有添油阀。
12.上述的取样泵与变压器连接的管路上设有取样开关阀。
13.上述的顶空进样器内设有样本仓，样本仓输入端与取样泵连接，取样泵输出端与废油净化存储装置连接，样本仓顶端与顶空进样器内的气相色谱监测单元连接。
14.本实用新型提供的一种变压器绝缘纸老化在线监测装置，通过取样泵将变压器油箱中的变压器绝缘油送入顶空进样器进行加热达到气液平衡，通过对气体进行色谱分析，从而得到绝缘油中的甲醇或乙醇的含量，进而知晓绝缘纸的老化程度，通过装置的自动化操作可以在线监测变压器绝缘纸的状态，不需要变压器停机后取样到实验室进行分析，大大缩短了检测时间，并可以对老化超差的情况输出报警。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型的管路连接监测原理图。
18.图中：变压器1、取样泵2、顶空进样器3、样本仓31、保温层32、废油净化存储装置4、空白绝缘油箱5、取样进料阀6、冲洗阀7、添油阀8、取样开关阀9。
具体实施方式
19.如图1中所示，变压器绝缘纸老化在线监测装置，包括待检测的变压器1，变压器1的油箱与取样泵2连接，取样泵2的输出端与顶空进样器3连接，顶空进样器3的输出端与废油净化存储装置4输入端连接，废油净化存储装置4输入端与变压器1油箱连接，变压器1内的绝缘油通过取样泵2进入顶空进样器3进行加热达到平衡状态，通过顶空进样器3对上层气体进行气相色谱路分析，从而在线检测绝缘纸的老化程度，气相分析完后的绝缘油通过废油净化存储装置4进行净化处理。
20.如图1中所示，上述的取样泵2与顶空进样器3连接的管路上设有取样进料阀6，取样进料阀6后端的管路上与空白绝缘油箱5连接，空白绝缘油箱5输出端设有冲洗阀7。
21.如图1中所示，上述的废油净化存储装置4输出端设有添油阀8。
22.如图1中所示，上述的取样泵2与变压器1连接的管路上设有取样开关阀9。
23.如图2中所示，上述的顶空进样器3内设有样本仓31，样本仓31输入端与取样泵2连接，取样泵2输出端与废油净化存储装置4连接，样本仓31顶端与顶空进样器3内的气相色谱监测单元连接。
24.顶空进样器3内气相色谱监测单元的工作原理为：色谱柱中的涂层固定相具有吸附作用，气态的各组分进入色谱柱后，由于自身物理、化学性质的不同，与固定相的相互作用力不同，因此通过色谱柱的时间不同，在色谱图中有着不同的保留时间出峰时间。
25.气相色谱监测单元进行色谱分析后，将检测结果传送至数据处理单元，数据处理单元得到色谱图后，计算被测物质的含量，并详细记录、对比各检测时间时被测物质含量，得到变化趋势，以便于分析变压器内部过热故障的原因，数据处理单元4通过通信线路将数
据上传至云端服务器，运行维护人员进一步分析数据，若变压器需要维护，运行人员下达停机指令，将变压器停止运行。
26.上述变压器绝缘纸老化在线监测装置监测的具体步骤为：
27.步骤一、顶空进样器3设定样本取样体积、顶空炉温、平衡时间、气体传输线温度以及气相色谱监测单元的检测条件；
28.步骤二、取样泵2抽取10ml的绝缘油至样本仓11，顶空炉温保持在90℃，平衡时间保持为40min；
29.步骤三、抽取样本仓31上层气体，通过传输线送入气相色谱监测单元，传输线温度保持在100℃；
30.步骤四、气相色谱监测单元对气态样本进行气相色谱检测，检测条件为：
31.气相色谱条件：柱箱温度40℃，载气：he气，载气流速1.02ml/min，接口温度250.0℃，吹扫流量3.0ml/min，色谱柱型号：vf-624ms，60m
×
0.25mm
×
0.14μm，柱箱温度设置为从45℃保持10min以5℃/min的速率升至约220℃保持30min，
32.检测后的结果送至数据处理单元4；
33.步骤六、数据处理单元记录油中甲醇、乙醇的峰面积，并通过计算得出当次检测含量；
34.步骤七、数据处理单元将检测数据传送至控制单元，控制单元通过甲醇或乙醇含量判断是否发出报警信号，同时数据处理单元将数据详细记录，上传至云端服务器，生成趋势图，便于运维人员查看；
35.步骤八、检测完毕后的取样绝缘油输出至废油净化存储装置4进行净化存储，可以重新加入变压器中；
36.步骤九、控制单元向空白绝缘油箱5发出指令，空白绝缘油箱5向样本仓331输出空白绝缘油进行冲洗，冲洗后的废油进入废油净化存储装置4进行净化存储，可以重新加入变压器中。