500kV變壓器在線監測系統開發與應用

楊志 劉瑞明

摘 要：在電力工程中，實現電力系統設備的在線監測，能夠及時的預警設備的運行情況，同時提高電力系統的經濟效益和可靠性。基于此，本文從整體設計、油色譜在線監測系統的設計、套管在線監測的設計等方面介紹內蒙古500kV變壓器在線監測系統的開發，然后論述了內蒙古500kV變壓器在線監測系統在設備控制與監視、檢測設備運行情況、設置系統信息中的應用。

關鍵詞：500kV變壓器；在線監測系統；開發與應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.183

0 前言

變壓器在線監測系統在監測電力系統設備時，是非常可靠的，它具有在線、實時、連續等功能。電網的運行是否安全，很大程度上取決于電力變壓器的運行狀況。電力變壓器在經過長期使用之后，經常會出現溫度過高、繞組損傷、局部放電、絕緣子老化等現象，這對變壓器的運行產生了極大的威脅，對變壓器實行在線監測是十分重要的。

1 內蒙古500kV變壓器在線監測系統的開發

1.1 整體設計

在設計500kV變壓器在線監測系統過程中，在500kV變壓器上設置監測系統的總網關，隨后在檢測系統下設置一個TRIM-600變壓器有色譜在線監測系統即智能控制器。將智能控制器與數據庫服務器、廠長辦公室瀏覽器、web服務器、分析診斷服務器、總工辦公室瀏覽器、管理服務器以及各處室瀏覽器連接在一起。500kV變壓器在線監測系統包括油色譜在線監測系統、套管在線監測系統。這樣在進行監測過程中可以利用二階有源帶同濾波器的傳遞函數對微波器輸出的信號進行處理，二階有源帶同濾波器的傳遞函數為：

A（s）= A0s/Qw0/[1+s/Qw0+（s/w0）2]

在將所監測和采集到的數據進行處理之后，監測系統會將數據傳輸到各個科室，以此來實現對500kV變壓器的在線監測。

1.2 油色譜在線監測系統的設計

油色譜在線監測系統主要是對500kV變壓器內部油的溶解氣體進行監測，以此來判斷500kV變壓器中的故障。油色譜在線監測系統的設計實現分離油氣功能，將油氣分離和油循環融合為一體，在監測系統啟動之后，待其穩定15分鐘，將油循環啟動，改變主變壓器與分析儀之間油管的油循環，然后在將主變壓器中的一部分油樣抽取，這樣就可以實現油氣分離。而油色譜在線監測主要結構是智能控制器和監測部件，系統的物理構成為：工作站內的工控計算機、現場分析儀器組合柜、各個分析儀器與工作站之間的RS485鎧裝電纜。

1.3 套管在線監測系統的設計

套管在線監測系統主要是由采集設備、電壓傳感器、無線電流、以及同步控制單元組成。系統利用同步控制單元將電壓傳感器和無線電流同步啟動，然后將監測到的數據信息傳送到采集設備中，最后，由采集設備對這些信息數據進行分析傳輸到輸變電設備管理系統服務器中。在設計過程中，首先，將電流傳感器安裝到套管末屏穿芯引線上，使兩者同步。其次，利用數字信號處理技術設計接地電流的大小。套管在線監測系統的結構是在500kV變壓器上安裝容性設備監測裝置通過計算機局域網傳輸到輸電設備管理系統服務器。

2 內蒙古500kV變壓器在線監測系統的應用

2.1 在設備控制與監視中的應用

500kV變壓器在線監測系統在設備與監視中的應用，是以非常直觀的方式進行顯示的。其中主機對500kV變壓器的各個設備進行現場實施監視，主要工作狀態有以下幾種：第一，正在進行檢測的監控終端顯示的是閃爍綠色；第二，系統正常工作，但是沒有進行監測顯示的是靜止的綠色；第三，通訊正常的顯示的是靜止的紅色。所以，500kV變壓器在線監測系統在設備控制與監視中的應用是非常重要的。例如：500kV變壓器在線監測系統在實行監測過程中，對油氣分離裝置中的監測幫助非常大。可以顯示監控設備的各種信息，設備的名稱、色譜柱、安裝地址等。當應用油色譜監測系統監測氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔過程中，其測量精度分別為±（10%+1）、±（10%+5）、±（10%+1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1），能夠有效控制設備的正常運行[1]。

2.2 在檢測設備運行情況中的應用

500kV變壓器在線監測系統在檢測設備運行情況時，通過對各類電氣設備進行實時跟蹤監測，利用密封比較好的末屏蓋外扣和末屏蓋內扣的方式對個各種氣體的組分含量進行分析，然后，將這些數據與預試值進行分析作對比。系統設定的預試相對介損值為0.003；檢測裝置測量的相對值為0.03；預試電容比率為0.962；檢測裝置測量比率值為0.964。這些比對值能夠充分反應設備的運行情況，監測裝置自身的測量值與預試測量值如果是處于相吻合的情況下，而且誤差非常小，說明設備是處于正常運行的。反之，如果檢測裝置測量的相對值大于0.1，那么說明設備運行出現了故障。系統會自動的對這些數據進行對比，這樣能夠及時的發現問題，并預警。

2.3 在處理系統信息中的應用

500kV變壓器在線監測系統在處理系統信息中應用時，用戶可以單擊在線系統中的設置按鈕，然后對系統中的報警、通訊、各個設備的參數等信息進行處理。在處理通訊信息時，進入通訊設置界面，通訊界面會提供系統的端口、波特率、校驗位、數據位、停止位等。工作人員可以通過處理這些信息來確定設備的整體運行情況。在處理報警信息時，系統報警界面會提供500kV變壓器的各類報警參數。包括警戒報警參數、極限報警參數、警戒報警相對產氣率報警參數、極限報警相對產氣率報警參數。

3 結論

綜上所述，500kV變壓器在線監測系統的開發與應用對電氣設備的正常運行影響是非常大的。經過上文分析可得，內蒙古500kV變壓器在線監測系統的開發需要從設計其整體結構、油色譜以及套管等在線監測系統；在設備控制與監視中的應用，能夠有效控制設備的正常運行；在檢測設備運行情況中的應用，能夠及時的發現問題；在處理系統信息中的應用，可以確保變壓器正常運行，因此，積極研究500kV變壓器在線監測系統的開發與應用非常重要。

參考文獻：

[1]王紅亮，龐佳，張鵬.變壓器運輸過程在線監測系統開發與應用[J].廣東電力，2017，30（11）：120-123.

[2]姜偉.變壓器在線監測與故障智能輔助判斷系統開發與應用[D].華北電力大學，2017.