吳 釗

(龍灘水電開發有限公司龍灘水力發電廠,廣西天峨547300)

ZF800綜合在線監測系統在龍灘水電站中的應用

吳 釗

(龍灘水電開發有限公司龍灘水力發電廠,廣西天峨547300)

對大型變壓器增加及時有效的在線色譜監測手段是非常必要的。龍灘水力發電廠3號主變及龍沙甲線電抗器安裝了ZF800綜合在線監測系統,在對監測結果進行分析的基礎上,對還未安裝在線監測裝置的主變及線路電抗器提出建議。

變壓器；在線監測；絕緣油；含氣量；龍灘水力發電廠

0 引 言

電力變壓器是電力系統中最重要和最昂貴的電氣設備之一,也是其中容量大、故障率較高的設備,其運行狀態的安全與否直接關系到整個電力系統的安全性和經濟性。變壓器一旦發生故障,輕則影響生產,給人們的生活帶來不便；重則危及人們的生命和財產安全,妨礙整個國民經濟的發展。因此,隨時檢測變壓器狀態,及時發現并排除變壓器可能存在的故障,已成為保障供電可靠性的重要手段之一。長期以來,定期試驗室色譜常規分析已成為變壓器安全運行無可替代的有效試驗手段。然而,隨著電力系統的進一步發展,目前常規試驗項目和試驗周期還存在著一定的局限性,不能及時捕捉到故障發生的征兆信息,因此,對大型變壓器增加及時有效的在線色譜監測是非常必要的。

1 監測系統介紹

龍灘水力發電廠3號主變及龍沙甲線電抗器在線監測系統為河南某公司產品。采用ZF800綜合在線監測系統,由ZF800-11、ZF800-14、ZF800-3組成。其中,ZF800-11為變壓器油色譜在線監測系統,采用色譜分析原理,應用動態頂空(吹掃-捕集)脫氣技術和高靈敏度微橋式檢測器等,對變壓器油中7種組分(H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2)進行檢測[1]；ZF800-14為鐵心及夾件接地電流在線監測系統,該系統采用零磁通電流傳感器,串聯安裝在鐵芯及夾件接地點上,充分考慮弱電流的放大及傳送,運用數字信號方法進行計算分析,采用PC機作為硬件平臺,信號就地數字化,通過通訊電纜上傳到上一級軟件監控系統中；ZF800-3為電氣設備微機絕緣在線監測系統,對容性設備運行狀態下的等值電容及其變化率、電容電流、介質損耗等參數進行監測,設置為主變高、低壓側和電抗器高壓側套管的電容及介損在線監測系統。

該系統自2011年11月開始施工,由于主變、線路及500 kV母線的檢修,直到2012年3月才全部竣工投入運行。設備投運以后,定期查看系統數據,并與試驗室人工實測數據進行對比分析。

2 檢驗規范

目前,國家及行業標準還沒有相關在線監測數據誤差的規定,只有參照國家電網公司出臺的Q/GDW 540.2—2010《變電設備在線監測裝置檢驗規范》中的相關部分。該標準要求色譜在線數據與試驗室數據誤差不得超過±30%；套管電容量的誤差要求為±(標準讀數×1%)；套管介損誤差要求為±(標準讀數×1%+0.001)。標準讀數為標準測量儀器所測的數值。對于鐵芯及夾件接地電流的誤差還沒有相關標準。

3 監測結果分析

把在線監測數據與試驗室數據的誤差同列在1個表格中作對比,對絕緣水平進行綜合分析。從目前的運行情況來看,3個系統中鐵芯及夾件接地電流系統運行較好,所測數據與人工測試數據較為接近,由于目前沒有相關標準,故無法判斷其準確率。色譜系統運行一般,測量誤差較大的組分主要有CO、CO2等,最大誤差達到100%,尤其在氣體組分絕對數值較小時誤差更大,準確率較低。由于試驗室與現場在線監測的環境存在較大差異,據了解,包括一些進口產品同樣存在較大的誤差,因而僅把數據用來做趨勢分析使用。套管絕緣監測系統運行較差,不僅數據與人工試驗數據相差甚遠,而且重復性也不好,數據波動較大,無法真實反映設備實際絕緣水平。據了解,目前國產該類產品運行都不是很穩定,主要由于現場抗干擾問題一直沒有徹底解決。

3號主變在線監測系統于2012年3月全部竣工投入運行,而在2012年7月12日進行變壓器油簡化試驗時發現,3號主變B相絕緣油含氣量為3.05%,超3%的運行限值。對3號主變A、B、C相絕緣油再次進行簡化試驗復測,A、B、C相含氣量分別為3.05%、3%和3%,均超過注意值[2]。之后,每10 d進行油樣化驗檢測,含氣量均在3%左右,屬于超標準運行。2013年3月,3號主變小修期間,對主變油進行了過濾。考慮到含氣量超標有可能與主變在線監測系統投入運行有關,將3號主變在線監測系統退出運行,并聯系廠家對該系統管路和閥門進行了徹底檢查,未發現滲漏油現象。3號主變復電投運時,A、B、C相含氣量分別為0.55%、0.55%和0.6%,至2013年6月14日,含氣量3相分別為1.2%、1.2%和1.15%,近3個月時間變化不大,沒有明顯上升趨勢。

為了進一步核實在線監測系統是否為造成含氣量上升的因素, 2013年6月25日,將3號主變在線檢測系統投入運行進行檢測觀察,油樣檢測含氣量沒有明顯變化,需繼續檢測跟蹤。因此,3號主變含氣量異常上升與在線檢測系統關系應該不大。

4 幾點建議

在對3號主變及龍沙甲線電抗器的在線監測結果進行分析的基礎上,對后面還未安裝在線監測裝置的主變及線路電抗器,提出以下建議：

(1)主變及電抗器配置在線監測系統是大勢所趨,且在2012年的安全性評價中已經有專家明確建議,《防止電力生產事故的二十五項重點要求》也有要求。因此,建議其他主變及電抗器安裝在線監測系統,保證主變及電抗器各個數據的持續采集,便于進行趨勢分析[3]。

(2)目前,國內生產在線監測系統產品的廠家較多,但市場占有率較大的有2家,產品質量基本不相上下。建議對國內大型變壓器在線監測系統進行調研和比較,了解其使用情況后,再決定其他主變及電抗器在線監測系統安裝的選型；也可考慮安裝比較穩定的進口產品,但價格較國產產品貴。據了解,國產設備大約20萬1套,進口設備大約40萬1套。龍灘水力發電廠未安裝主變和電抗器在線監測系統合計24套,外加后臺管理系統。

(3)龍灘水力發電廠套管絕緣在線監測系統不能反映真實的套管絕緣水平,且每次檢修預防性試驗時均需將測量用傳感器卸下,很容易損壞套管末屏端子,給現場工作造成諸多麻煩。建議選擇測量精度滿足要求,試驗時不用拔傳感器的產品安裝。

(4)在條件成熟的情況下,安裝主變在線振動和噪音監測等系統,實現主變在線振動和噪音等在線監測,以便對主變運行工況的監測與對比[4]。

[1]GB/T 7252—2001 變壓器油中氣體分析和判斷導則[S]．

[2]GB 50150—2006 電氣設備交接試驗規程[S]．

[3]肖燕彩, 朱衡君, 張霄元, 等. 基于溶解氣體分析的電力變壓器在線監測與診斷技術[J]. 電力自動化設備, 2006, 26(6)： 93- 96．

[4]趙笑笑, 云玉新, 陳偉根. 變壓器油中溶解氣體的在線監測技術評述[J]. 電力系統保護與控制, 2009, 37(23)： 53- 57．

(責任編輯 楊 健)

Application of ZF800 Integrated On-line Monitoring System in Longtan Hydropower Station

WU Zhao

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

It is necessary to increase timely and effectively on-line chromatographic monitoring on large transformers. The ZF800 integrated on-line monitoring system is installed in No. 3 main transformer of Longtan Hydropower Plant and Lansha line reactor. The monitoring results of ZF800 integrated on-line monitoring system are analyzed, and based on the result analysis, some suggestions for installing the integrated on-line monitoring system in other main transformers and line reactors are presented．

transformer; on-line monitoring; insulating oil; gas content; Longtan Hydropower Plant

2017- 02-14

吳釗(1973—),男,廣西平南人,工程師,主要從事水電廠一次設備管理工作．

TM411(267)

B

0559- 9342(2017)04- 0026- 02