變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

陳娜

(國(guó)家電投集團(tuán)青海黃河電力技術(shù)有限責(zé)任公司，青海西寧，810000)

1 油色譜在線監(jiān)測(cè)的意義和重要性

電力行業(yè)中傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式，正在逐漸被依據(jù)運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)劃?rùn)z修模式取而代之，該模式來(lái)源于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正式智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢查與維修工作的開(kāi)展，在對(duì)計(jì)劃?rùn)z修局限性進(jìn)行攻破的同時(shí)，還能對(duì)設(shè)備運(yùn)行中隱含的問(wèn)題進(jìn)行迅速發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而采取相關(guān)措施，迅速開(kāi)展設(shè)備故障維修工作，最大限度減少事故的發(fā)展，增加機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間。

通過(guò)變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠在工作現(xiàn)場(chǎng)，直接對(duì)變壓器開(kāi)展油色譜在線監(jiān)測(cè)工作，并判定相關(guān)故障問(wèn)題，系統(tǒng)在對(duì)變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行第一時(shí)間掌控的同時(shí)，還能察覺(jué)其所存在的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題專(zhuān)家系統(tǒng)還會(huì)開(kāi)展自主分析工作，為運(yùn)行工作人員故障處理工作提供便捷。

相比較于傳統(tǒng)的油色譜分析，利用油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)分析結(jié)果誤差的明顯減少，提升故障分析診斷結(jié)果的可靠性能。利用該系統(tǒng)，主控室能夠在線檢測(cè)各臺(tái)主變油色譜分析巡回與電氣異常的多征量，并診斷分析所存在的問(wèn)題。除此之外，通過(guò)油色譜在線監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)β?lián)機(jī)開(kāi)展檢測(cè)與診斷工作，確保整個(gè)變電站運(yùn)行狀況在線監(jiān)測(cè)與診斷工作的完成。

通過(guò)變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的檢查維修方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，將預(yù)防檢修方式轉(zhuǎn)變成預(yù)知檢修方式，在實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行管理水平提升的同時(shí)，還能夠有效降低設(shè)備故障的發(fā)生率，增加設(shè)備使用時(shí)間。

2 油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置原理和結(jié)構(gòu)

2.1 油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的原理

在油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的諸多技術(shù)中，只有兩個(gè)方面的技術(shù)發(fā)揮的關(guān)鍵性作用，即：氣體含量檢測(cè)與油氣分離。在油色譜在線監(jiān)測(cè)中，利用脫氣法能夠分離出絕緣油中溶解的特征氣體，通過(guò)色譜柱將所有單組分氣體分離出來(lái)，使其進(jìn)入至氣敏檢測(cè)單元之中。通過(guò)氣敏檢測(cè)單元，能夠根據(jù)有關(guān)物理與化學(xué)性質(zhì)，將被色譜柱分離的組分轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，為相關(guān)測(cè)量工作的開(kāi)展創(chuàng)造有利條件，當(dāng)前，最為常見(jiàn)的包括兩種，即氫火焰離子化檢測(cè)器與熱導(dǎo)池檢測(cè)器。各組分氣體濃度的電信號(hào)分別運(yùn)用傳感器輸出來(lái)表示，通過(guò)有關(guān)A/D轉(zhuǎn)換工作，能夠?qū)⑾嚓P(guān)電信號(hào)在終端計(jì)算機(jī)中輸入，利用終端計(jì)算機(jī)，上傳數(shù)據(jù)至主控計(jì)算機(jī)，并在專(zhuān)門(mén)應(yīng)用的軟件中顯示出來(lái)。

2.2 油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)

在油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分中，主要包括組分分離模塊、油氣分離模塊、組分檢測(cè)模塊以及數(shù)據(jù)后臺(tái)處理與狀態(tài)診斷模塊。由于各個(gè)生產(chǎn)廠家自身存在的區(qū)別，其關(guān)鍵技術(shù)主要通過(guò)，組分分離模塊、油氣分離模塊與組分檢測(cè)模塊技術(shù)的差別體現(xiàn)出來(lái)。

（1）油氣分離模塊:所謂的油氣分離模塊指的，利用化學(xué)物理方法，從油溶劑中，將油中溶解的氣體分離出來(lái)，倘若油氣分離工作開(kāi)展的不充分，會(huì)對(duì)后續(xù)組分離工作造成影響，進(jìn)而影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段，真空法、薄膜滲透法與頂空法是最為主要的油氣分離方法。

（2）組分分離模塊與檢測(cè)模塊:當(dāng)前，關(guān)于氣體分離與檢測(cè)模塊方面，主要包含兩種方法。第一，通過(guò)色譜柱，對(duì)油氣分離模塊開(kāi)展分離工作，進(jìn)而獲取氣體中的各組分，然后利用專(zhuān)用傳感器，開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作；第二，利用單一氣體敏感的檢測(cè)器，檢測(cè)氣體各個(gè)組分。在對(duì)氣體各組分開(kāi)展檢測(cè)工作的過(guò)程中，與傳感器法相比較，檢測(cè)器法對(duì)儀器配置、使用條件以及維護(hù)工作方面所提出的要求比較嚴(yán)格，然而，檢測(cè)器法的檢測(cè)原理基本等同于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的儀器原理，能夠使在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性得到保障，有利于后續(xù)研究與分析工作的高效開(kāi)展。

（3）數(shù)據(jù)處理及狀態(tài)診斷模塊：在數(shù)據(jù)處理及狀態(tài)診斷模塊的組成部分中，主要包括后臺(tái)數(shù)據(jù)采集處理、后臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸以及狀態(tài)診斷三個(gè)部分。通過(guò)各組分濃度、產(chǎn)氣速率與物質(zhì)量比值，與三比值法、特征氣體法等方式方法聯(lián)系起來(lái)，能夠?qū)Ρ槐O(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)展相關(guān)狀態(tài)診斷工作。

3 變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

龍羊峽水電站3號(hào)主變?cè)惭b了寧波理工監(jiān)測(cè)設(shè)備有限公司的MGA2000-6系列變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是用來(lái)在線監(jiān)測(cè)變壓器等充油式高壓設(shè)備油中溶解的故障特征氣體（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6）的含量及其增長(zhǎng)率，并通過(guò)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)早期預(yù)報(bào)設(shè)備故障隱患信息。該色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析周期短，分析周期可調(diào)（最短分析周期可設(shè)為1小時(shí) 1次），適合色譜跟蹤分析。

通過(guò)比較油色譜數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)，在線油色譜數(shù)據(jù)變化情況基本等同于離線油色譜數(shù)據(jù)變化情況，但是，從數(shù)據(jù)絕對(duì)值方面來(lái)說(shuō)，二者之間存在著顯著的差別。除此之外，在在線油色譜數(shù)據(jù)中，具備良好的連續(xù)性與穩(wěn)定性，能夠?qū)⒆儔浩鞯慕】登闆r正確表現(xiàn)出來(lái)。

在變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，不單單能夠?qū)τ蜕V數(shù)據(jù)的變化情況，開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)控工作，還能夠開(kāi)展數(shù)據(jù)分析與故障診斷等工作，在對(duì)變壓器故障類(lèi)型進(jìn)行判定的過(guò)程中，應(yīng)用最為普遍的故障診斷方法包括三種，即改良三比值法、立方體圖示法、大衛(wèi)三角形法，利用這三種故障診斷方法，分析并診斷天湖變電所1號(hào)主變的油色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過(guò)利用這三種診斷方法，均得出在龍羊峽水電站3號(hào)主變出現(xiàn)了油中熱故障特征氣體組份含量、乙炔組份含量增長(zhǎng)中過(guò)熱故障，為了對(duì)判斷結(jié)果的精確性進(jìn)行驗(yàn)證，運(yùn)用改良三比值法，計(jì)算離線油色譜數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果也表明確實(shí)存在著中過(guò)熱故障，該結(jié)果與在線油色譜數(shù)據(jù)三種診斷方法結(jié)果相同，所以，可以保障油色譜在線監(jiān)測(cè)故障診斷功能的精確性。

4 存在的問(wèn)題分析

4.1 載氣管理

通常情況下，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的載氣源都是高純氮?dú)馄俊Ｓ捎阡撈恐兴鎯?chǔ)的氮?dú)饬坑邢蓿?jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，就會(huì)出現(xiàn)高純氮?dú)馐褂猛戤吇蚯穳呵闆r，很難繼續(xù)開(kāi)展檢測(cè)工作，無(wú)法保障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)功能的連續(xù)性。

在各次的檢測(cè)工作中，所花費(fèi)的高純氮?dú)饬炕静粫?huì)發(fā)生變化，高純氮?dú)馄烤哂泄潭ǖ暮瑲饬浚孟嚓P(guān)計(jì)算，就能夠?qū)⒁黄扛呒兊獨(dú)馐褂脮r(shí)間估算出來(lái)，通過(guò)對(duì)氣瓶更換時(shí)間進(jìn)行記錄，可以提前一至二周對(duì)氣瓶進(jìn)行更換，確保系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。在場(chǎng)地允許的情況下，為了縮減氣瓶的更換次數(shù)，可以對(duì)大容量的高純氮?dú)馄窟M(jìn)行運(yùn)用。

4.2 儀器標(biāo)定

無(wú)論是在線色譜儀，還是離線色譜儀，都應(yīng)當(dāng)定期開(kāi)展標(biāo)定工作。應(yīng)用范圍最為廣泛的就是外標(biāo)法。對(duì)于離線色譜儀而言，在各次開(kāi)機(jī)的過(guò)程中都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行標(biāo)定，倘若長(zhǎng)時(shí)期不注重標(biāo)定工作，會(huì)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確性造成影響，特別是在對(duì)載氣瓶進(jìn)行更換之后，應(yīng)當(dāng)迅速開(kāi)展標(biāo)定工作，有效避免數(shù)據(jù)偏差過(guò)大情況的發(fā)生。為了使儀器標(biāo)定這一問(wèn)題得到順利解決，可以將儀器自動(dòng)標(biāo)定的功能模塊加入至變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中來(lái)。

5 結(jié)語(yǔ)

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢修的重要基礎(chǔ)之一，其應(yīng)用的重要性已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)，并將成為電力系統(tǒng)應(yīng)用中的重要發(fā)展趨勢(shì)。相關(guān)人員更加需要對(duì)變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用予以深入分析與研究，讓其獲得更大的發(fā)展空間。

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