[0020] 如图1所示，本发明的改进三比值法的输电变压器控制系统包括输电变压器ECU单元，储存器单元，三个检测模块，三比值法编码判断模块以及预警及显示单元，所述三个检测模块包括组分浓度检测模块，烃含量检测模块，产气速率检测模块。其中组分浓度检测模块，烃含量检测模块，产气速率检测模块，三比值法编码判断模块与ECU单元连接，接受ECU单元的控制指令以及向ECU单元反馈各种信号，储存器单元分别与ECU单元和三比值法编码判断模块连接，预警及显示单元负责将ECU单元输出的预警信号进行外部显示处理。
[0021] 所述组分浓度检测模块，烃含量检测模块，产气速率检测模块负责在启动三比值法编码判断模块启动检测之前，检测、判断并输出故障的预警结果，该预警结果可以分为正常状态、轻微故障、中等故障及严重故障，一般情况下，正常状态和轻微故障不需要进行紧急的处理，仅需持续观察即可，而出现中等故障和严重故障时才进行进一步地判断具体的故障类型。也就是说，三比值法编码判断模块一般情况下并不进行工作，只有在前述的预警结果出现之后，才基于预警结果被人工地或自动地进行触发启动，这样的设置大大简化了三比值法的应用，同时丰富了输电变压器控制系统的功能，当需要进行故障类型的诊断时才进行诊断，不需要时仅起到一般的故障预警即可。同时为了提高故障预警的可靠性，通过二次检测判断的方法实现了对各级故障预警的进一步验证检测，增强了预警系统的应用性和可靠性。下面对改进三比值法的输电变压器控制系统进行详细介绍：
[0022] 变压器在运行过程中会受到机械应力、温度、强电场以及水分、氧气等各种因素的影响，绝缘油会在这些因素的作用下发生碳化、裂解以及氧化等各种化学反应，生成氢气、低分子烃类化合物、油泥、某些氧化物以及碳氢聚合物(X蜡)，这就是变压器绝缘油劣化与老化现象。在正常情况下，绝缘油只生成很少量的一些气体，这些气体的含量也通常会保持在国标规定值以内。一旦变压器发生内部潜伏性故障，故障点释放的能量会加速绝缘油分解产气，可能导致气体浓度超过临界值。而变压器油中溶解气体的来源非常复杂，变压器在正常运行条件下也会在电、热应力的作用下生成少量气体，当变压器发生内部潜伏性故障时，故障点释放的能量会加速绝缘材料的分解产气，可能导致气体浓度超过极限值，因此可以通过气体的浓度来大致判断变压器状态是否正常。规定变压器油中溶解气体浓度极限值如表所示。
[0023] 表变压器油中气体组分浓度极限值(uL/L)
[0024]
[0025] 前述的预警过程可以分为初级浓度预警操作和预警分级操作两部分：
[0026] 在初级浓度预警操作中，所述组分浓度检测模块能够循环检测每个气体各组分(H2，CH4，C2H4，C2H6，C2H2，总烃)的浓度，并将每个浓度值Di与该气体组分所对应的极限值Di0(D10，D20，D30，D40，D50，D60)进行依次比较，一旦得到该气体组分检测的浓度超出极限值，则进行计数器N的计数操作，一旦计数器N等于或超过K(通常情况下，N，K均为整数可设置，K≤6，优选为3)时，则表示有K组气体组分超出了极限值，则进行启动预警分级操作，假如测量完成六组浓度后计数器未达到K值，则计数器可处于等待模式或清零等待下次检测指令发出。如此一来，通过多组分多次检测判断，保证了输出预警结果的准确性，避免了由于某一气体组分检测失误而导致的误预警。
[0027] 经过长期的运行经验发现，变压器故障通常是以潜伏性低能量故障开始，若任由故障自由发展，最终可能导致变压器严重事故的发生，由于气体浓度只能从一个侧面反映变压器当前的运行状态，而产气速率也从一定程度上反映出故障的严重程度，在本发明的预警分级操作过程中，正是结合气体浓度以及产气速率对变压器状态进行全面客观的检测评估。
[0028] 所述烃含量检测模块和产气速率检测模块分别检测出变压器总烃含量C以及总烃绝对产气速率V，C0，C1分别代表变压器总烃含量第一阈值和第二阈值，V0，V1分别代表总烃绝对产气速率第一阈值和第二阈值，通过对比变压器总烃含量C以及总烃绝对产气速率V与上述阈值之间的数值关系判断出不同的预警等级，这些预警等级分为正常状态，轻微故障，中等故障及严重故障，同时在研究过程中发现，各级故障的预警也比较容易出现检测上的误判断和准确度的降低，因此，本发明的预警系统通过二次检测判断的方法实现了对各级故障预警准确性的提高。
[0029] 具体而言，如图2所示显示出本发明的改进三比值法的输电变压器控制系统工作流程简图，
[0030] 首先启动预警操作步骤，设置i值、K值以及计数器N清零，其中i＝1，i，K为整数，K≤6，优选为3，在组分浓度检测模块中检测每个气体各组分(H2，CH4，C2H4，C2H6，C2H2，总烃)的浓度得到各个浓度值Di(D1，D2，D3，D4，D5，D6)，依次判断各个气体组分的浓度值是否超出了各自的极限值Di0(D10，D20，D30，D40，D50，D60)，一旦对应的气体组分超出极限值，则进行计数器N的加1操作，当计数器N大于等于K时，即超出极限值的气体组分数量超过K时，表明预警系统的初级浓度预警操作已经完成，则启动进入预警分级操作；
[0031] 所述烃含量检测模块和产气速率检测模块分别检测出变压器总烃含量C以及总烃绝对产气速率V，将总烃含量C和绝对产气速率V分别与总烃含量第一阈值C0和第二阈值C1，总烃绝对产气速率第一阈值V0和第二阈值V1进行比较，分别判断总烃含量C和绝对产气速率V所处的上述阈值区间范围，判断得出相应的故障等级预警。
[0032] 其中需要说明的是，C0，C1，V0，V1的具体选择可以由经验值获得，也可以将C0和V0选择为经验值，C1＝2～3C0，V1＝2～3V0。上述检测组分类型可以依情况选择，可以为三种、四种或五种等。
[0033] 具体预警分级操作的判断过程如下，
[0034] 1).当满足C＜C0且V＜V0时，表示变压器正常，则预警等级为正常状态，不进行三比值法运算判断；
[0035] 2).当满足C0＜C＜C1且V＜V0时，表示变压器可能存在潜伏性故障，此时需要进行二次检测总烃含量C’和绝对产气速率V’进行进一步判断，而二次检测之前需要延迟t时间，延迟一定t时间再进行二次检测是为了增大检测的时间跨度，保证检测时不会受到其他因素的影响以提高精度，假如仍然满足C0＜C’＜C1且V0＜V’＜V1，此时表明存在发展缓慢的故障，影响较为轻微，则预警等级为轻微故障，可选择地不进行三比值法运算判断；
[0036] 3).当满足C0＜C＜C1且V0＜V＜V1时，表示变压器有可能存在明显故障，此时需要进行二次检测总烃含量C’和绝对产气速率V’进行进一步判断，而二次检测之前需要延迟t时间，假如仍然满足C0＜C’＜C1且V0＜V’＜V1，此时表明存在中等故障，则预警等级为中等故障，此时需要进行人工地或自动地判断是否进行三比值法运算来具体判断故障类型；
[0037] 4).当满足C1＜C且V1＜V时，表示变压器有可能存在明显故障，此时需要进行二次检测总烃含量C’和绝对产气速率V’进行进一步判断，而二次检测之前需要延迟t时间，假如仍然满足C1＜C’且V1＜V’，此时表明存在较为迅速恶化的严重故障，则预警等级为严重故障，此时需要进行人工地或自动地判断是否进行三比值法运算来具体判断故障类型。
[0038] 最后，在上述预警过程完成之后，基于预警结果进行人工地或自动地判定是否需要进行三比值法编码判断，当预警结果为中等故障或严重故障时才进行上述判断，当不需要进行三比值法操作时，仅得出预警结果即可，则返回结束持续进行循环检测；当需要进行三比值法运算来具体判断故障类型时，启动三比值法编码判断模块，提取所需的五个特征气体组分数值进行相应的故障类型判断。此处不赘述三比值法的具体实现过程。
[0039] 如上所述，本发明的改进三比值法的输电变压器控制系统实现了对三比值法的改良，通过包括初级浓度预警操作和预警分级操作的预报警检测模块，优化了变压器控制系统的预警故障工作模式，减少了由于各种原因导致的误判误操作的几率，保证了输出预警状态的准确性，同时也通过二次检测判断的方法实现了对各级故障预警的进一步验证检测，增强了预警的应用性和可靠性。
[0040] 此外，本发明还给出了将上述控制装置进行具体应用的油浸式输电变压器，该油浸式输电变压器结构示意图如图3所示，该变压器包括覆盖整个变压器的变压器壳体1，连接到变压器壳体1上的绝缘油箱2，变压器衬垫3，以及输电变压器的主要功能件绕组线圈4和铁芯5，检测装置6和测温计7位于变压器壳体1上方边缘处，用于进行相关控制数据的检测，位于绝缘油箱2内的绝缘油10以及空气层11。
[0041] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，同时，本发明所列举的公式、符号(例如序标i，阈值K，计数器N等)等含义均为本领域内的惯用含义，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。同时说明书中给出的附图仅作为说明书理解的方便，并未对权利要求进行任何限定，流程图也仅是作为理解的方便而作出的简化处理，并未造成公开不充分的缺陷等。
