一種高精度油中氣體在線監測系統的應用研究

白格平 褚文超 李英俊 邢 峰 靳 虎 肖擁軍 汪天星

1.烏蘭察布電業局 內蒙古 烏蘭察布 012000；2.北京國電迪揚電氣公司 北京 100102

一、引言

國內某220kV變電站1號主變壓器是由西安變壓器電爐廠生產的SFPS7-120000/220型變壓器，其投產日期為1991年12月，由于這臺變壓器是我區重點跟蹤的老舊變壓器之一，為了便于密切監測，特安裝了加拿大摩根謝弗公司(Morgan Schaffer)的最新款Calisto9高精度油中氣體在線監測系統。

通過一段時間的掛網運行，我們總結了該高精度油中氣體在線監測系統在變壓器監測的應用經驗。

二、應用研究背景

為確保大型變壓器的安全運行，大型變壓器的定期檢修將被狀態維護所替代，這也是今后變壓器維護方式的發展方向。

變壓器油色譜在線監測裝置可對大型變壓器實施在線監控，通過分析油中特征氣體濃度，隨時掌握設備的運行狀態，及時發現和診斷其內部故障，并彌補實驗室色譜分析方法不能及時迅速監測的缺憾，為實時掌握變壓器的運行狀態提供重要數據，從而提高設備的管理水平，因此是保證變壓器及電網系統安全經濟運行的重要手段。

我區對電力設備的安全運行給予了極大重視，對在線監測提出了更高的要求，具體要求如下所述，在此背景下，我們應用了高精度油中氣體在線監測系統。

三、監測系統簡介

Calisto9高精度油中氣體在線監測系統能連續精確監測氫氣、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、二氧化碳、氧氣、氮氣。把它們安裝到待監測的變壓器上，以保證在早期階段發現變壓器潛在的缺陷。

通過應用總結，結合之前的色譜在線背景知識和經驗，我們認為，該高精度的油中氣體在線監測系統具有如下技術優勢或技術特點：

1)系統能精確監測所有故障氣體，無論它們是非常低到格外高的濃度，常規的系統監測7種氣體，本系統監測9種氣體(七種故障氣體和氧氣、氮氣)；

2)通過與試驗室色譜數據對比，和一段時間的運行情況研究，系統具備測試精度高，重復性好的優點；

3)通過觀測系統內部數據發現，系統有多級溫度的精確自動調節。40-200度的升溫控制與動態測試；

4)獨具自動動態校準功能，及標氣自動調節功能，確保每次測試均有最高的精確度和準確性；

5)其它特點有：維護間隔時間超過兩年，耗氣量小；適應變電站電氣特性的通訊；內置油循環和流量監測；內置常用絕緣油的水分和溶解性系數等。

四、研究應用的技術關鍵

1.自動動態校準功能，確保精度和準確性。裝載于主機的標氣瓶如下圖所示：

系統的校準是動態的，可以根據測試的重復性和操作者對測試標準的不同而進行調整。操作者可以實現對校準周期的控制；校準周期為一天/次校準的情況下，上圖中這個小小的標氣瓶能夠提供不低于2年的使用時間；標氣的更換是可以在線完成的，方法簡便快捷。

2.油氣分離技術。系統油氣分離技術的核心是使用特氟隆(Teflon?)管進行油氣分離，此項技術大大增加特氟隆管束的透氣面積，有效縮短了透氣時間，達到油中的溶解氣體快速平衡的目的。

只有一個精確而且準確的測試，才能對變壓器進行一個精確而且準確的變壓器故障評估。

下圖提供了系統中油氣分離單元的位置圖：

3.多級溫度的精確自動調節。系統內部具有多級溫度的精確自動調節系統。40-200度的升溫控制與動態測試通過精密的溫控系統實現。

4.油循環技術。系統通過內部的高可靠性電磁泵連續從變壓器中抽取代表性油樣。油的流動監測系統確保任何時刻都維持油有足夠的流動。

五、總結

本次安裝的Calisto9型高精度油中氣體在線監測系統，因其具備自動動態校準功能，確保每次測試均有最高的精確度和準確性，使我們對重點變壓器的監測真正做到了心中有數。