本发明涉及变压器检修技术领域，具体为一种换流变有载分接开关运行状态的在线监测与评估方法。
背景技术：
有载分接开关(on-loadtapchanger,oltc)是变压器完成有载调压的核心部件，有载分接开关的性能状态直接关系到有载调压变压器的安全运行。据有关资料统计，有载分接开关故障导致的有载调压变压器故障占到其总故障的40％左右。
换流变压器用有载分接开关接在换流变网侧绕组中点，调压级数多达30多级，需要正反调调压模式，在中间分接位置时受调压绕组悬空端振荡电压的影响，有载分接开关对地处于较高绝缘水平。换流变压器的网侧绕组与550kv交流系统相连时，有载分接开关的级电压接近极限。
换流变压器在运行中电压调节频繁，最多可达1万次/年，要求有载分接开关能在较多操作次数后满足少维护或免维护的要求。换流变压器有载分接开关切换时所开断的电流不是交流正弦波波形，而是有较陡波形的方波，主触头在开断方波电流后在触头间的恢复电压也是有较陡波前的方波波形，这就要求绝缘介质能迅速恢复绝缘强度，以达到快速熄弧防止电弧重燃。
换流变压器的运行工况复杂，其有载分接开关与普通电力变压器有载分接开关有较大区别，运行工况更加严苛。因此，开展换流变压器有载分接开关状态的在线监测，对于减少有载分接开关故障、保证换流变压器安全运行具有重要意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种换流变压器有载分接开关运行状态的在线监测方法，该方法通过对换流变压器有载分接开关动作过程中的电压和电流波形、油流继电器管路内油流速度以及有载分接开关的切换开关油室内油色谱进行实时监测，实现对换流变压器有载分接开关运行状态的及时、准确判断。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种换流变有载分接开关运行状态的在线监测与评估方法，具体步骤如下：
步骤1监测换流变压器有载分接开关切换过程的负载电压和电流波形、切换过程中油流继电器管路内油流速度以及有载分接开关的切换开关独立油室的油色谱；
步骤2将监测到的有载分接开关切换过程中的负载电压、电流波形进行计算处理，分析有载分接开关的开断电流、恢复电压、恢复电压变化率、开断时序及燃弧时间等是否正常；
步骤3将监测到的有载分接开关切换过程中继电器的油流流速进行分析，判断其是否在合理范围；
步骤4根据监测到的切换开关油室油色谱数据，绘制油色谱数据与切换次数之间的关系曲线，分析油色谱是否有异常增长，并进行同类型有载分接开关之间的横向比对分析；
步骤5对有载分接开关运行状态是否正常进行评估。
作为上述方案的改进，步骤1中所述的有载分接开关切换过程的负载电压和电流波形为通过从换流站录波系统进行提取。
作为上述方案的改进，步骤1中所述的有载分接开关的切换开关独立油室的油色谱通过在有载分接开关的切换开关油室加装油色谱在线监测装置，通过有载分接开关的在线滤油装置管路取油样进行分析，分析油中特征气体以及水分含量。
作为上述方案的改进，步骤2所述的有载分接开关的开断电流、恢复电压、恢复电压变化率、开断时序应符合技术要求；所述的燃弧时间应在12ms以内。
本发明具有以下有益效果：
1.实现实时监控，精准判断，避免多余的检修，提高检修效率。
2.确保换流变压器安全运行。
附图说明
图1是换流变压器有载分接开关在线监测系统结构框图。
图2是换流变压器有载分接开关状态评估流程。
图3是换流变压器有载分接开关结构示意图。
图4有载分接开关切换时的电压。
图5有载分接开关切换时的电流波形。
图6分接开关油色谱随切换次数的变化曲线
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示，一种换流变有载分接开关运行状态的在线监测与评估方法，具体步骤如下：
步骤1监测换流变压器有载分接开关切换过程的负载电压和电流波形、切换过程中油流继电器油流速度以及有载分接开关的切换开关独立油室的油色谱；
步骤2将监测到的有载分接开关切换过程中的负载电压、电流波形进行计算处理，分析有载分接开关的开断电流、恢复电压、恢复电压变化率、开断时序及燃弧时间等是否正常；
步骤3将监测到的有载分接开关切换过程中继电器的油流流速进行分析，判断其是否在合理范围；
步骤4根据监测到的切换开关油室油色谱数据，绘制油色谱数据与切换次数之间的关系曲线，分析油色谱是否有异常增长，并进行同类型有载分接开关之间的横向比对分析；
步骤5对有载分接开关运行状态是否正常进行评估。
实施例2
某换流站一台换流变压器有载分接开关监测及评估方法包括以下步骤：
1、在线监测量的获取
1.1有载分接开关切换时电压、电流波形的获取
通过换流站录波系统，提取有载分接开关切换过程中的负载电压和电流波形。某换流变压器有载分接开关某次切换时的电压和电流波形如下图4、图5所示。
1.2有载分接开关切换时继电器油流的获取
在图3所示的有载分接开关油流继电器管路中加装流速监测装置，可以监测有载分接切换时的流过油流继电器的油流流速。分接开关切换过程中油流传感器测得流速范围为：0.3m/s～0.6m/s。
1.3有载分接开关切换开关油色谱的获取
在图3所示的有载分接开关的切换开关油室加装油色谱在线监测装置，通过有载分接开关的在线滤油装置管路取油样进行分析，分析油中c2h2、c2h4、h2等特征气体以及水分含量。换流变压器有载分接开关经过35000次切换后，切换开关油室绝缘油油色谱值如表1所示：
表1切换开关油色谱数据
2、有载分接开关状态评估
2.1电压和电流波形分析
根据上述分接开关切换时的负载电压、电流波形，计算有载分接开关额定级电压、极电流。
切换开关主触头和过渡触头的电弧电流、恢复电压及恢复电压变化率按照下式计算：
主触头：
电弧电流i＝iload
恢复电压ur＝riload
恢复电压变化率
过渡触头：
电弧电流：
恢复电压：ur＝riload+ustep
恢复电压变化率：
根据图4与图5的电压和电流波形，利用上述公式计算分接开关切换时的电弧电流、恢复电压及恢复电压变化率，与分接开关特性参数的允许值比较，判断分接开关切换是否存在异常。
经计算，本次分接开关切换时主触头和过渡触头的电弧电流、恢复电压及恢复电压变化率均小于该分接开关允许值。
根据图5的电压和电流波形，本次分接开关切换过程各触头的开断时序正常，燃弧时间在12ms以内，满足1.2/2f的要求。
2.2继电器油流分析
本次有载分接开关切换时，油流传感器测得流速值小于油流继电器的告警压力(1.5m/s)，切换过程中的电弧能量在正常范围。
2.3油色谱分析
分接开关的切换开关在动作过程中切弧产生能量导致绝缘油分解，产生气体，其中最需要关注的是乙炔。根据表1，该分接开关经过35000次切换后乙炔含量为2.48ppm，小于厂家控制值。另外，根据该分接开关动作5000次、10000次、20000次和35000次后的色谱值，绘制变化曲线如图6所示。
由曲线趋势可以看出，该分接开关的切换开关油室绝缘油色谱无突变，色谱值与切换次数正相关，可以判断无异常。
如表2所示，对同类型的其他5台有载分接开关进行油色谱对比分析，发现在切换次数接近的情况下，油色谱含量接近。也证明本台有载分接开关运行状态正常。
表2同类型有载分接开关的切换开关油色谱数据
3、有载分接开关状态评估
根据上述分接开关切换过程中的电弧电流、恢复电压及恢复电压变化率、开断时序、燃弧时间、继电器油流流速以及切换开关油色谱综合分析，该有载分接开关运行状态正常。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。