變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

曹雅楠

（新疆伊犁河流域開(kāi)發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁835000）

0 引言

MGA2000－6變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是用來(lái)在線監(jiān)測(cè)變壓器設(shè)備油中溶解的特征故障氣體（H2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2）的含量及增長(zhǎng)率，能早期預(yù)報(bào)設(shè)備故障隱患信息，避免設(shè)備事故，減少重大損失，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

1 工作原理

MGA2000－6變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作時(shí)，采用真空差壓方式將變壓器油吸入油樣采集單元，通過(guò)油泵進(jìn)行油樣循環(huán)；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體至氣室，內(nèi)置的微型氣體采樣泵把分離出來(lái)的氣樣輸送到六通閥的定量管內(nèi)并自動(dòng)進(jìn)樣；在載氣推動(dòng)下，樣氣經(jīng)過(guò)色譜柱分離，順序進(jìn)入氣體檢測(cè)器；數(shù)據(jù)采集單元完成A／D數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和采集，嵌入式處理單元對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析，并通過(guò)RS485／CAN／100M以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，最后由監(jiān)測(cè)與預(yù)警軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和故障分析。

2 色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及分析

2.1 有基線，無(wú)色譜峰

采集樣氣后得如圖1所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：有基線，無(wú)色譜峰。

圖1 有基線，無(wú)色譜峰

故障原因及修復(fù)措施如表1所示。

表1 載氣故障原因及修復(fù)措施

2.2 組分保留時(shí)間均延后

采集樣氣后得如圖2所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時(shí)間均延后，H2保留時(shí)間＞130s。

故障原因及修復(fù)措施如表2所示。

圖2 組分保留時(shí)間均延后

表2 故障原因及修復(fù)措施

2.3 組分保留時(shí)間均提前

采集樣氣后得如圖3所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時(shí)間均提前，H2保留時(shí)間＜80s。

圖3 組分保留時(shí)間均提前

故障原因及修復(fù)措施如表3所示。

表3 故障原因及修復(fù)措施

3 實(shí)例

恰甫其海水電站1#主變基本概況如表4所示。

表4 恰甫其海水電站220kV1#主變

設(shè)備色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表5所示。

通過(guò)表5可知，自3月4日起數(shù)據(jù)為0。在服務(wù)器上查看色譜基線，發(fā)現(xiàn)如圖1所示紅色譜圖：有基線，無(wú)色譜峰。結(jié)合常見(jiàn)故障分析，為載氣故障及載氣回路故障。去現(xiàn)地檢查發(fā)現(xiàn)，載氣已無(wú)壓力，需更換載氣。

表5 恰甫其海水電站1#主變色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 單位：μL／L

于3月6日更換載氣后數(shù)據(jù)已恢復(fù)正常，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 更換載氣后1#主變色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 單位：μL／L

3月11日定期巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，自10日起沒(méi)有上傳數(shù)據(jù)。經(jīng)檢查，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)服務(wù)器供電正常，但是通訊連接不上，將數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)重新啟動(dòng)后通訊工作正常。

4 色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室色譜分析的對(duì)比

4.1 實(shí)驗(yàn)室色譜分析

色譜分析過(guò)程繁雜、環(huán)節(jié)多、人為誤差大；色譜分析周期長(zhǎng)，不能監(jiān)測(cè)故障的發(fā)展趨勢(shì)；故障可能在無(wú)任何先兆的情況下發(fā)生，色譜不能及時(shí)捕捉；無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；依靠人工分析檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行診斷，對(duì)診斷人員素質(zhì)要求較高；目前通常采用三比值法作為故障判斷的準(zhǔn)則，三比值法存在局限性。

4.2 色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)油氣分離，不需人工采樣；連續(xù)、實(shí)時(shí)、在線、自動(dòng)分析油中溶解氣體；采用故障診斷專家系統(tǒng)，對(duì)變壓器故障進(jìn)行自動(dòng)診斷；可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷。缺點(diǎn)是檢測(cè)不出CO2氣體，需定期巡視檢查數(shù)據(jù)是否按時(shí)上傳。

5 結(jié)語(yǔ)

利用色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)充油電氣設(shè)備潛伏性故障，已成為變壓器等充油電氣設(shè)備化學(xué)監(jiān)督的一個(gè)重要手段。這一檢測(cè)技術(shù)可以在設(shè)備不停電時(shí)應(yīng)用，可在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)、實(shí)時(shí)診斷其內(nèi)部狀況，在一定程度上減少了設(shè)備突發(fā)性事故的發(fā)生，確保了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

［1］李孟超，王允平，張洪波.變壓器油氣相色譜分析使用技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010