變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測

王楠

摘 要：隨著電網(wǎng)不斷的擴(kuò)大和發(fā)展，以及檢測技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，油色譜檢測技術(shù)也突破了常規(guī)檢測，從常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室油色譜分析到已廣泛采用的油色譜在線檢測系統(tǒng)，該技術(shù)突破了時(shí)效性和區(qū)域性限制，有了本質(zhì)上的飛躍。通過變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，用戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器的運(yùn)行情況，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)診斷結(jié)果判斷變壓器的故障情況和故障隱患。

關(guān)鍵詞：變壓器 在線監(jiān)測 油色譜

隨著變壓器故障的逐步發(fā)展，產(chǎn)生的氣體就會(huì)越來越多地溶解在油中。鑒于以上原因，變壓器油中溶解氣體分析成為診斷變壓器運(yùn)行情況的主要方式。而通過就地采樣分析的油色譜在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)逐漸成為電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的前沿技術(shù)[1]。

1、常規(guī)變壓器油色譜分析

1.1常規(guī)變壓器油色譜分析流程

當(dāng)前變壓器油的檢測主要以實(shí)驗(yàn)室油色譜化驗(yàn)分析為主，它主要是將現(xiàn)場采集到的油樣帶回實(shí)驗(yàn)室，通過對試驗(yàn)油一些列處理將溶解氣體脫出，然后由氣相色譜儀測量氣體的組分、濃度等，最后通過數(shù)據(jù)處理裝置將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，得到分析結(jié)論并形成書面報(bào)告。

1.2常規(guī)變壓器油色譜分析缺點(diǎn)

根據(jù)定期的試驗(yàn)結(jié)果判斷或?qū)为?dú)設(shè)備長期運(yùn)行數(shù)據(jù)來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而能夠定期的查驗(yàn)設(shè)備是否存在缺陷。在傳統(tǒng)的電氣設(shè)備運(yùn)行中定期的預(yù)防性性試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好的起到了預(yù)防設(shè)備事故的作用，但近年來電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，各種高新技術(shù)應(yīng)用與電氣設(shè)備中，新的設(shè)備逐漸淘汰老舊設(shè)備，電力系統(tǒng)相應(yīng)的對保證穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的要求。傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)診斷技術(shù)相比于新的在線技術(shù)顯現(xiàn)出越來越多的弊端，主要的表現(xiàn)形式有：

圖1 常規(guī)油色譜分析流程圖

（1）需要將試驗(yàn)設(shè)備停電或停用相關(guān)保護(hù)，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失或降低電網(wǎng)可靠度；

（2）檢測周期長。

（3）定期的試驗(yàn)時(shí)間多集中在春秋檢作業(yè)時(shí)期，工作密度大。

（4）試驗(yàn)儀器限制，造成試驗(yàn)結(jié)果偏差。

2、智能控制器及智能專家診斷系統(tǒng)

該單元將收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過二次校準(zhǔn)后，利用HAE法，Duval三角形、立體圖示以及IEC （國際電工委員會(huì)）的三比值等方法分析診斷變壓器運(yùn)行情況或變壓器故障類型。該單元主要由數(shù)據(jù)二次校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)分析診斷軟件兩部分組成，由于此單元設(shè)備在室內(nèi)運(yùn)行，有良好的運(yùn)行環(huán)境故運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。可能對該系統(tǒng)可靠運(yùn)行造成影響的因素主要有：

2.1檢測數(shù)據(jù)二次校準(zhǔn)

按照相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，分析油中溶解氣體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對誤差有著嚴(yán)格的要求，測量誤差的計(jì)算方法如下：

測量誤差（相對）

= ×100%

測量誤差（絕對）=在線監(jiān)測數(shù)據(jù)-離線監(jiān)測數(shù)據(jù)

通過對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室檢測數(shù)據(jù)的誤差計(jì)算限值的設(shè)置，可劃分為A級、B級和C級三個(gè)等級，如下表1所示：

如果測量誤差超過C級的范圍，則視為在線監(jiān)測準(zhǔn)確度不合格，需要重新對在線監(jiān)測裝置進(jìn)行整定和校準(zhǔn)。

2.2分析診斷軟件的安裝與運(yùn)行分析

軟件安裝時(shí)有多個(gè)設(shè)置和調(diào)試環(huán)節(jié)，包括：軟件的安裝、設(shè)備參數(shù)設(shè)置（COM口參數(shù)設(shè)置、IP地址參數(shù)設(shè)置等）、通訊協(xié)議設(shè)置及設(shè)備連接方式等。此環(huán)節(jié)需要認(rèn)真調(diào)試，保證各設(shè)備能夠兼容并能可靠運(yùn)行。出現(xiàn)異常的情況主要由于參數(shù)設(shè)置出錯(cuò)或變動(dòng)造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)死機(jī)、設(shè)備連接不上、數(shù)據(jù)不能上傳等情況。

運(yùn)行過程中，專業(yè)人員需要通過U盤對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝和調(diào)試。這種情況下會(huì)增加系統(tǒng)電腦染毒的風(fēng)險(xiǎn)，造成數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定或主機(jī)死機(jī)等情況。

3、提高油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可靠性策略

3.1數(shù)據(jù)二次修正

為了修正設(shè)備安裝過程中或設(shè)備本身與離線試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行二次修正。運(yùn)行中據(jù)設(shè)備傳感器對不同濃度的標(biāo)氣的電壓響應(yīng)值不同，生成一系列“電壓—濃度”對應(yīng)關(guān)系，生成MNK特性曲線。規(guī)定運(yùn)行2年或誤差超過30%需要重新修正MNK參數(shù)。此環(huán)節(jié)為修正當(dāng)事技術(shù)人員操作，受個(gè)人因素影響大，無法保證全部系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)一致性。通過開發(fā)智能MNK參數(shù)修正程序可以解決以上問題，并且能夠快速及時(shí)修正參數(shù)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3.2提高通信可靠

傳統(tǒng)的RS-485只能按串行方式連接，對接線方式要求嚴(yán)格。需要在設(shè)備安裝時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)定方式施工，加強(qiáng)對設(shè)備質(zhì)量的檢驗(yàn)，并在調(diào)試階段增加調(diào)試數(shù)據(jù)量，全面檢驗(yàn)通信功能。在未來的運(yùn)行中，應(yīng)該尋求更高效、兼容性更強(qiáng)的通信方式來替代當(dāng)前的RS-485，彌補(bǔ)其目前運(yùn)行中存在的缺陷。

在屏蔽電纜的安裝施工過程中，加強(qiáng)對屏蔽電纜的施工工藝要求，提高屏蔽電纜的屏蔽質(zhì)量，確保屏蔽性能，并在終端電纜連的末端，將屏蔽電纜的通訊線直接接地，減小對通信的電磁干擾，降低電纜溝內(nèi)電磁場對其的影響，使其高質(zhì)量的傳輸數(shù)據(jù)。

4、結(jié)論

由于現(xiàn)場存在多種因素的干擾，變壓器油色譜在線系統(tǒng)會(huì)因此產(chǎn)生誤差甚至出現(xiàn)故障。當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須與離線檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對驗(yàn)證在線監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，并全面綜合地分析變壓器的運(yùn)行情況以及該系統(tǒng)的運(yùn)行情況，再得出可靠的診斷結(jié)論。現(xiàn)階段的診斷必須通過排除人為因素和外界干擾，因此該系統(tǒng)不能成為可靠的診斷依據(jù)。并且在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行不夠穩(wěn)定，出現(xiàn)異常和故障的頻率較高，增加了現(xiàn)場的維護(hù)工作量、降低了設(shè)備運(yùn)行可靠度，因此目前該系統(tǒng)不能發(fā)揮其作用，也不能減少運(yùn)維工作量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳偉根.以油中多種氣體為特征量的變壓器絕緣在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)研究[D].博士學(xué)位論文，重慶：重慶大學(xué)，2003

[2]王健一，李金忠，凌愍，王瑞珍，張書琦. 新版電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《變壓器油中溶解氣體分析判斷導(dǎo)則》解讀[J]. 變壓器，2014，12：49～53