本发明涉及一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测装置及监测方法。
背景技术：
目前，发电厂主变及变电站大容量主变为确保变压器冷却系统发挥最大作用，通常会在散热器主变本体间加装潜油泵，潜油泵使油流流动速度加快，从而提高冷却效率。潜油泵安装在主变(主变压器)本体和散热器之间，潜油泵油、散热器油、主变本体油三者是相通的，潜油泵电机接入三相电源，电机转子带动油流将散热器油经潜油泵打入主变本体。当潜油泵发生故障时，故障处温度升高使得潜油泵处油分解产生相应溶解气体，溶解气体随潜油泵油打入变压器本体，造成变压器本体油中溶解气体超标。在进行变压器色谱检测时，会检测出变压器溶解气体超标，通常色谱取样口位于主变的上、中、下三处，而潜油泵处油远离主变取样口。在日常主变色谱数据异常分析时，会排查故障是否由潜油泵故障引起，排查过程通过逐一启、停潜油泵(通常为4台或更多)，同时观察主变油色谱数据与潜油泵启停的相关性，这个过程通常会持续几周或几个月时间，且在判断过程中变压器运行条件不会完全一致，会有负荷、环境温度，启泵数量(影响油循环速度)等变量影响，判断过程相对复杂且判断速度缓慢。如故障不是潜油泵故障导致，而是主变本体内部故障，判断时间过长会引起故障持续发展，导致主变本体故障。因此，其改进和创新势在必行。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测装置及监测方法，可有效解决潜油泵故障快速判断的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测装置，包括主变压器和潜油泵，潜油泵的出油口通过输油管路与主变压器的进油口相连，所述输油管路上设置有用于采集油样的取样口，取样口与主变压器之间的管路上设置有潜油泵出口阀门，潜油泵进口连接的管路上设置有潜油泵进口阀门，该在线监测装置还包括用于检测从取样口取出的油样中溶解气体总烃含量的变压器油色谱测试仪。
所述取样口上连接有取样管路，取样管路上设置有启闭阀门。
所述取样口位于靠近潜油泵侧的输油管路上。
一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测方法，包括以下步骤：
步骤一：关闭潜油泵，同时关闭潜油泵进口阀门和潜油泵出口阀门，静置一天后，通过潜油泵与变压器本体间输油管路上的取样口取第一油样，同时通过主变压器上的油样取样口取第二油样，连续取样5-10天；
步骤二：将第一油样和第二油样分别通过变压器油色谱测试仪进行油中溶解气体分析，分别得到第一油样中溶解气体总烃含量和第二油样中溶解气体总烃含量；
步骤三：数据比对，将同时间取样的第一油样和第二油样中溶解气体总烃含量进行对比，有以下情形之一则判断故障为潜油泵故障：
a、取样周期内的所有第一油样中溶解气体总烃含量均小于或均大于第二油样中溶解气体总烃含量；
b、取样周期内，同一时间取样的第一油样和第二油样中溶解气体总烃含量差值的绝对值连续三组数据大于第二油样中溶解气体总烃含量的15％；
所述步骤一连续取样5-10天具体为：每天取样1-2次，每次间隔6小时以上；若判定潜油泵故障，则需要及时更换潜油泵。
本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，在现有变压器管路的基础上进行改造即可，通过增加一处潜油泵取样口即可实现快速判断潜油泵是否存在故障的目的。通过数据对比进行潜油泵故障监测，可实现运行状态下在线测量潜油泵处取样口油样进行油中溶解气体分析，故障处溶解气体含量明显异于周边位置的溶解气体含量，监测不同位置的溶解气体含量即可判断故障大致位置，通过数据直观有效的判断潜油泵的是否处于故障状态，监测准确度高，为设备运行提供了可靠的参考数据，极大的缩减了强迫油循环变压器潜油泵故障判断时间长度，使用方便，效果好，是判断强迫油循环变压器潜油泵是否处于故障状态的创新性发明，有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明潜油泵故障监测装置的结构示意图；
图2为本发明的采用传统方法故障判断的油样中溶解气体总烃含量走势图；
图3为本发明方法第一油样和第二油样中溶解气体总烃含量走势图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-3给出，本发明一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测装置，包括主变压器5和潜油泵1，潜油泵的出油口通过输油管路2与主变压器5的进油口相连，所述输油管路2上设置有用于采集油样的取样口7，取样口与主变压器5之间的管路上设置有潜油泵出口阀门6a，潜油泵1进口连接的管路上设置有潜油泵进口阀门6b，该在线监测装置还包括用于检测从取样口取出的油样中溶解气体总烃含量的变压器油色谱测试仪。
为保证使用效果，所述取样口上连接有取样管路3，取样管路上设置有启闭阀门4，不取样时，启闭阀门关闭，不影响正常工作，取样时打开即可。
所述取样口位于靠近潜油泵侧的输油管路2上，即取样口的位置相较于主变压器的进油口，更为靠近潜油泵的出油口，使采样更具代表性。
一种强迫油循环变压器潜油泵故障监测方法，包括以下步骤：
步骤一：关闭潜油泵(停泵)，同时关闭潜油泵进口阀门6b和潜油泵出口阀门6a，静置一天后，通过潜油泵与变压器本体间输油管路上的取样口7取第一油样，同时通过主变压器5上的油样取样口取第二油样，连续取样5-10天；
步骤二：将第一油样和第二油样分别通过变压器油色谱测试仪进行油中溶解气体分析，分别得到第一油样中溶解气体总烃含量和第二油样中溶解气体总烃含量；
步骤三：数据比对，将同时间取样的第一油样和第二油样中溶解气体总烃含量进行对比，有以下情形之一则判断故障为潜油泵故障：
a、取样周期内的所有第一油样中溶解气体总烃含量均小于或均大于第二油样中溶解气体总烃含量；
b、取样周期内，同一时间取样的第一油样和第二油样中溶解气体总烃含量差值的绝对值连续三组数据大于第二油样中溶解气体总烃含量的15％；若判定潜油泵故障，则需要及时更换潜油泵。
所述步骤一连续取样5-10天具体为：每天取样1-2次，每次间隔6小时以上。
第一油样和第二油样每次的取样量满足变压器油色谱测试仪检测即可，前3-5天可每天取样2次，后续每天取样一次即可。
所述变压器油色谱测试仪为现有技术，能够通过对油样进行色谱试验，检测油样中溶解气体的量，油中溶解气体组分主要包括：甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳，其中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种气体含量称为总烃含量。该技术为现有技术，如河南中分仪器股份有限公司生产的型号为zf-301的变压器油分析气相色谱仪。
本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，在现有变压器管路的基础上进行改造即可，通过增加一处潜油泵取样口即可实现快速判断潜油泵是否存在故障的目的。通过数据对比进行潜油泵故障监测，可实现运行状态下在线测量潜油泵处取样口油样进行油中溶解气体分析，故障处溶解气体含量明显异于周边位置的溶解气体含量，监测不同位置的溶解气体含量即可判断故障大致位置，通过数据直观有效的判断潜油泵的是否处于故障状态，监测准确度高，为设备运行提供了可靠的参考数据，极大的缩减了强迫油循环变压器潜油泵故障判断时间长度，使用方便，效果好，是判断强迫油循环变压器潜油泵是否处于故障状态的创新性发明，有良好的社会和经济效益。
现场对同一台油中溶解气体含量超标的变压器使用传统方法和本发明方法两种判断方法进行判断：
1.采用传统方法：
启、停潜油泵(本次重点针对一台潜油泵进行启停试验)，观察主变压器下部取样口的油中色谱数据的变化与油泵启停的相关性。采样油样的数据图如图2所示，其中横坐标为时间，纵坐标为油样中溶解气体总烃含量(μl/l)。
由图2试验数据可知：跟踪主变压器本体下部取样口数据，从曲线上看出，停泵后色谱数据基本稳定，且有小幅度下降的趋势。之后打开潜油泵，色谱数据在打开潜油泵后数据从489.48出现明显上升趋势，一度上涨到754.23。至此潜油泵启停对主变总烃增长的对应关系已十分明确。此次主变总烃超标原因为潜油泵故障，潜油泵故障产生的故障气体随潜油泵油流进入变压器本体，造成主变总烃超标的表象。采用该传统方法判断从2020年4月11日停泵至2020年6月11日之间共两个月时间。这个过程中变压器运行条件不会完全一致，负荷、环境温度，启泵数量(影响油循环速度)等变量影响，判断过程相对复杂且判断速度缓慢。
2.采用本发明方法：
针对变压器油中溶解气体含量超标，人为关闭潜油泵两侧阀门(潜油泵进口阀门6b和潜油泵出口阀门6a)，采用本发明方法进行取样分析，在4月15日—25日进行第一油样和变压器下部取样口取出的第二油样进行数据对比，具体数据对比图如图图3所示，其中曲线a为第二油样中溶解气体总烃含量的数据走势图，曲线b为第一油样中溶解气体总烃含量的数据走势图，从图3对比曲线可知第一油样数据明显异于主变压器下部取样口的第二油样的数据，即取样周期内的所有第一油样中溶解气体总烃含量均小于第二油样中溶解气体总烃含量；同时4月21日-4月23日连续三组数据的差值大于第二油样中溶解气体总烃含量的15％，即可判断潜油泵存在故障，极大缩短判断时间。申请人后续又做了大量对比试验，潜油泵正常时，第一油样中溶解气体总烃含量与第二油样中溶解气体总烃含量相接近，且呈现数值上下交错，凡是潜油泵故障的试验中，均符合本申请潜油泵故障的判断标准，即故障处溶解气体含量明显异于周边位置的溶解气体含量，监测不同位置的溶解气体含量即可判断故障大致位置，通过数据直观有效的判断潜油泵的是否处于故障状态，监测准确度高，为设备运行提供了可靠的参考数据，极大的缩减了强迫油循环变压器潜油泵故障判断时间长度，使用方便，效果好，是判断强迫油循环变压器潜油泵是否处于故障状态的创新性发明，有良好的社会和经济效益。