模拟变压器重瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台和校验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统中的变压器重瓦斯继电器保护领域，尤其涉及一种模拟瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台和校验方法，主要用于模拟油浸式电力变压器和电抗器。
【背景技术】
[0002]目前，电力工业是国家经济建设的基础工业，在国民经济建设中有举足轻重的地位。油浸式电力变压器和电抗器是目前电力系统广泛使用的高压设备，特别是大型变压器造价高，结构复杂，如因故障损坏，其修复难度大，修复时间也长，在经济上必然要遭受很大的损失。与其相关的保护种类繁多，涉及到变压器本体保护的大都采用了非电量型，如压力释放阀保护措施，而瓦斯气体继电器保护也称瓦斯保护是油浸式电力变压器发生内部故障时最重要的一种保护措施，它能立刻切除故障设备。这是因为电量型保护对变压器本体的内部故障是不灵敏的，这主要是内部故障从匝间短路开始，短路匝内部的故障电流虽然很大，但反映到线电流却不大，只有故障发展到多匝短路或对地短路时才能切断电源。
[0003]近年来各电力企业时常发生由于变压器本体瓦斯保护误动而引起变压器跳闸的故障，使电力系统和变压器可靠性运行水平和电力用户供电可靠性都受到影响；同时鉴于瓦斯保护装置对反映变压器绕组匝间短路或内部绝缘电弧的故障高度灵敏性和重要作用，一旦误动必须彻底查清误动原因，变压器本体无故障后方可投运，从而增加了大量现场工作，因此必须采取措施杜绝瓦斯保护误动。而瓦斯继电器的灵敏度却取决于整定值，因此，瓦斯继电器整定值的调整设置对于瓦斯继电器是否能安全可靠地发挥功能起关键的作用，如果过于灵敏，则可能发生误动造成不必要的停电断电，如果阀值设得过高，则对故障不灵敏，错过了切除隐患的最佳时机。
[0004]目前所使用的瓦斯继电器校验设备主要有以下两种，一种是由油泵提供平稳油流，再通过流量检测装置测得实时流量，进而计算出流速值，以达到定量检测冲击瓦斯继电器挡板油流流速值的目的，这里使用的流量监测装置基本上都是常规的流量计，大多属于容积式的或叶轮式的，测量周期较长；因为使用油泵，而油泵迸出的油压力并不平稳，这会造成实际的流速值会在一个基值附近波动，但因为这个变化周期远远高于流量计的测量周期，读出的流速值是平稳的，但这种测量方式不能反映短时的油流脉动情况，这种误差导致测量精度降低，同时也要求油泵泵出的油流变化比较缓慢，如果过快则会对测量精度造成影响。另外一种是通过给液体油流加压，液体流动时，流速测量采用压差法测流速的原理，虽然它也能很好的模拟变压器内部故障情况，但测量精度要低于前者。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种模拟变压器重瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台和实验方法，测量周期短，测量速度快，且精度较高。
[0006]本发明采用下述技术方案:一种模拟变压器重瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台，包括: 压力激励源:通过连接管道连接瓦斯继电器的进油端，用于产生绝缘油的油流经过连接管道推动瓦斯继电器动作跳闸；
绝缘油缓冲器:通过电动阀门连接瓦斯继电器的出油端，用于储存经过瓦斯继电器的绝缘油；
流速测量装置；设置在连接管道上，用于测量绝缘油的油流的瞬时流速，其信号输出端与控制中心连接；
控制中心；用于接收流速测量装置的瞬时流速数据并记录瞬时流速；同时还接收瓦斯继电器的动作跳闸信号；还控制电动阀门的开启与闭合。
[0007]所述的流速测量装置采用超声波流速传感器。
[0008]所述的压力激励源包括有压力容器、空气压缩机，所述的压力容器上设置有进气口、排气口、进油口与底部出油口，所述的进气口与空气压缩机的出气口连接，所述的进油口用于注入实验用的变压器绝缘油，所述的底部出油口通过连接管道连接瓦斯继电器的进油端；所述的压力容器内设置有用于检测绝缘油液面的液位传感器，液位传感器的信号输出端连接控制中心。
[0009]所述的压力容器上设置有压力传感器，压力传感器的信号输出端连接控制中心。
[0010]所述的瓦斯继电器通过法兰与绝缘油缓冲器连接；所述的压力容器的底部出油口通过法兰连接连接管道。
[0011]所述的绝缘油缓冲器设置在可移动的工作台上，所述的绝缘油缓冲器的顶部设置有迷宫式排气口。
[0012]所述的压力容器的顶部设置有顶部出油口，顶部出油口与连接管道通过三通阀连接。
[0013]本发明还公开了一种利用上述模拟变压器重瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台实现的瓦斯定值校验方法，其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将瓦斯继电器固定在连接管道上，并紧固；
(2)、通过进油口将压力容器内置入绝缘油，将压力容器的进气口与空气压缩机连接；
(3)、启动实验，控制中心先通过液位传感器检测压力容器内部油面位置，这时自动打开电动阀门，启动压空气缩机开始注气，随着空气注入，油面开始降低，绝缘油沿连接管道流入到绝缘油缓冲器处，并充满连接管道；
(4)、当绝缘油充满连接管道后，随着压力容器内空气的增加，油面降低，当低于压力设定阀值时关闭电动阀门，阀门关闭后，压力容器内随着空气继续注入压力升高，当高于压力设定阀值时，压缩机停止工作；
(5)、再次启动实验，控制中心控制电动阀门突然打开，由于压力容器内部压力较高，所以绝缘油喷射而出，迅速达到瓦斯继电器动作阀值，造成瓦斯继电器动作发出跳闸信号给控制中心，控制中心关闭电动阀门结束本次测量；同时记录瓦斯继电器动作的时刻，这一时刻的流速值通过控制中心输出的带时标的流速记录查询。
[0014]所述的步骤(4)中的压力设定阀值为0.8Mpa。
[0015]本发明所述的瓦斯继电器校验台及其方法，能够模拟变压器内部故障传动及瓦斯继电器动作机理，采用全新设计理念，通过采用注入压缩空气到达一定压力突然释放来模拟瓦斯继电器的故障驱动源，直接模拟瓦斯动作是真实状况。并采用超声波同步测量技术直接测量流速，测得的瞬时流速值精度更高，达到定量检测重瓦斯保护动作流速值和轻瓦斯保护动作气体容积值的目的。而不是通过流量的测量间接计算流速，测量周期短，测量速度快。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明校验过程的示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的产生是因为现场应用中某些瓦斯保护动作后原因难以查明，这就对瓦斯继电器整定值设置的合理性也提出了疑问，本发明主要解决常规瓦斯校验设备对于自身油泵提供的脉动油流使用低速测量设备所测得的平均结果与实际油流速可能存在一定误差，影响了瓦斯整定值的设置精度。
[0018]如图1所示，本发明公开了一种模拟变压器重瓦斯故障实现的瓦斯定值校验台，包括:压力激励源、绝缘油缓冲器、流速测量装置和控制中心。
[0019]其中压力激励源用于产生绝缘油的油流经过连接管道推动瓦斯继电器动作跳闸，其具体包括有压力容器1、空气压缩机9，所述的压力容器I上设置有进气口 12、排气口 18、进油口 19与底部出油口 17，所述的进气口 12与空气压缩机9的出气口连接，所述的进油口 19用于注入实验用的变压器绝缘油，所述的排气口用于在实验结束后排除内部空气，释放压力。所述的底部出油口 17通过连接管道4连接瓦斯继电器6的进油端。所述的压力容器I的底部出油口 17通过法兰17连接连接管道4 ;所述的压力容器上设置有压力传感器14，压力传感器14的信号输出端连接控制中心3。其中压力容器可以为:直径600mm左右，高900mm，底部出油口为内径80mm的法兰接口，它和油浸式变压器和电抗器上连接瓦斯继电器的管道直径是一致，是标准DN80管径，连接管道都采用DN80管径。
[0020]所述的压力容器I的顶部设置有顶部出油口 16，此出油口 16与连接管道4通过三通阀13连接，三通阀13可切换实验时是底部出油还是顶部出油，一般设定都是底部出油，但有些特殊实验可使用顶部出油。如果实验采用底部出油，这时三通阀13处于直通的状态。
[0021 ] 绝缘油缓冲器2通过电动阀门8 (采用电动蝶阀)连接瓦斯继电器6的出油端，用于储存经过瓦斯继电器6的绝缘油，类似于安装在油浸式变压器顶部的油枕；绝缘油缓冲器2设置在可移动的工作台5上，绝缘油缓冲器2的顶部设置有迷宫式排气口，防止油滴溅出。所述的瓦斯继电器6通过法兰7与绝缘油缓冲器2连接，法兰接口 7用于安装固定瓦斯继电器。
[0022]流速测量装置