關(guān)于變壓器絕緣油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用的探討

張寶全 馬捷 李靜

【摘 ?要】在如今，智能電網(wǎng)的發(fā)展可以說日新月異。變壓器作為電網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，擔(dān)負(fù)著電壓變化和傳輸?shù)娜蝿?wù)。隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力能源的重要性越發(fā)凸顯出來，在日常生活和生產(chǎn)中對(duì)電量的需求不斷增加，所以，為了滿足人們的需求，國家電網(wǎng)也在不斷發(fā)展和完善。在科學(xué)高速發(fā)展的社會(huì)背景下，電力供應(yīng)也逐漸朝智能化發(fā)展。變壓器在線油色譜監(jiān)測(cè)裝置便是在這一時(shí)期發(fā)展和完善。基于此，本文對(duì)在線油色譜監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行分析，希望可以對(duì)今后該裝置發(fā)展有所裨益。

【關(guān)鍵詞】在線油色譜;監(jiān)測(cè);技術(shù)分析;智能化

引言

如果電力傳輸在變壓器處存在一定的隱患，那么極有可能影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響用戶的正常使用，嚴(yán)重的威脅到了人們的生產(chǎn)和生活質(zhì)量。所以，我們要對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。變壓器在線油色譜監(jiān)測(cè)裝置的發(fā)展和應(yīng)用為監(jiān)測(cè)變壓器的工作狀態(tài)提供了很大的便利，該裝置可以對(duì)油中溶解氣體的組分、含量以及各氣體的比值等變化進(jìn)行分析和反饋，從而幫助人們判斷變壓器是否正常工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將故障扼殺在萌芽中，為電力網(wǎng)正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

1監(jiān)測(cè)裝置組成及工作原理

監(jiān)測(cè)裝置組成及工作原理主要是：為確保變壓器及其它充油電氣設(shè)備安全運(yùn)行，采用氣相色譜檢測(cè)絕緣油中溶解的特征氣體，以預(yù)測(cè)充油電氣設(shè)備可能存在的故障并監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行。若變壓器內(nèi)部存在故障，則在熱和電的作用下絕緣油和有機(jī)材料會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生少量的低分子烴類氣體、二氧化碳及一氧化碳等氣體，并溶解于變壓器絕緣油中。由于變壓器絕緣油中溶解氣體的含量及產(chǎn)氣速率與設(shè)備內(nèi)部故障類型及故障嚴(yán)重程度有很大關(guān)系，因此分析溶解在絕緣油中氣體含量及產(chǎn)氣速率，就可粗略判斷出變壓器設(shè)備內(nèi)部是否存在故障，存在的故障屬于熱故障還是電故障以及嚴(yán)重程度，還可隨時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部故障的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置主要包括氣體檢測(cè)、油色譜分析、油氣分離、控制電路、監(jiān)測(cè)器、無線通信及主機(jī)故障診斷等。油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置工作流程：用戶設(shè)定的檢測(cè)時(shí)間到后，系統(tǒng)打開進(jìn)油閥，變壓器油依靠自身油壓經(jīng)取油閥口進(jìn)入油氣分離器，溶解在油中的故障特征氣體被分離出來，殘油經(jīng)油循環(huán)進(jìn)入油箱，分離出的特征氣體隨載氣進(jìn)入色譜檢測(cè)器。各種氣體的組分濃度特性被色譜檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后，再經(jīng)數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，送入主機(jī)采集成譜圖并分析處理得到各組分的濃度數(shù)據(jù)，然后通過通信監(jiān)測(cè)模塊，將各種氣體組分濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)工作站。工作軟件對(duì)濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成各特征氣體各組分濃度變化趨勢(shì)圖。故障診斷系統(tǒng)根據(jù)特征氣體濃度變化譜圖進(jìn)行故障診斷，判斷出故障類型。現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的變化對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置包含的油氣分離模塊、氣體分離模塊、氣體檢測(cè)模塊及數(shù)據(jù)采集處理模塊的工作狀態(tài)影響較大。目前，油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置大多采用薄膜滲透法進(jìn)行脫氣，而環(huán)境溫度對(duì)滲透過程也有著直接影響。高分子透氣膜在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連續(xù)工作時(shí)，應(yīng)盡量使監(jiān)測(cè)溫度不變，對(duì)于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化情況，應(yīng)補(bǔ)償環(huán)境溫度變化對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

2變壓器故障診斷中對(duì)在線檢測(cè)裝置的應(yīng)用

變壓器故障診斷中對(duì)在線檢測(cè)裝置的應(yīng)用主要是：結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)：與實(shí)踐工作案例，對(duì)變壓器故障診斷中在線檢測(cè)裝置的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行剖析。在實(shí)際運(yùn)行過程中，如變壓器發(fā)生負(fù)荷增加、油溫增加問題，必須進(jìn)行取樣，并利用色譜分析法加以分析，變壓器的局部過熱是造成變壓器故障的根本原因，但具體發(fā)熱部位尚無法做出準(zhǔn)確的判斷。在變壓器故障監(jiān)測(cè)過程中必須使負(fù)荷穩(wěn)定在4MVA之內(nèi)，利用中分3000色譜在線監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，變壓器故障監(jiān)測(cè)過程中，不得立刻停電。為了使在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)更加真實(shí)有效，可以將實(shí)驗(yàn)所得的監(jiān)測(cè)結(jié)果和色譜在線監(jiān)測(cè)儀得到的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)二者數(shù)據(jù)的相同處，就可以斷定在線監(jiān)測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確有效，才可繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的分析工作。因?yàn)樘貏e因素的影響，必須對(duì)變壓器繼續(xù)增加負(fù)荷，為了保證變壓器在實(shí)際運(yùn)行過程中的安全、穩(wěn)定，就要進(jìn)一步縮短分析周期，色譜在線監(jiān)測(cè)儀器可以每隔8h進(jìn)行一次分析工作。如若將變壓器的負(fù)荷從4MVA增加到8MVA時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的總?cè)埠堪l(fā)生變化，應(yīng)將負(fù)荷控制在8MVA范圍之內(nèi)。冬季的負(fù)荷增高最快，可以提升變壓器的負(fù)荷，且發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)油中的總?cè)埠坑忻黠@的提升，在結(jié)合相關(guān)特點(diǎn)通過色譜分析后，得知造成變壓器故障的關(guān)鍵在于鐵芯多點(diǎn)接地?？梢圆扇⊥ｋ姷姆绞讲閷ぷ儔浩鞯墓收蠁栴}，確定是鐵芯多點(diǎn)接地導(dǎo)致的變壓器故障，將大電容器反復(fù)進(jìn)行充電、放點(diǎn)，確保鐵芯絕緣達(dá)到900Ω以上。通過在線監(jiān)測(cè)儀器的跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，繼續(xù)運(yùn)行變壓器時(shí)，總?cè)埠窟_(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之下，變壓器故障問題才能得到有效解決。

3提高油色譜在線監(jiān)測(cè)可靠性的創(chuàng)新性研究方案

3.1優(yōu)化色譜工作站流程

在流程上都沒有針對(duì)標(biāo)樣后試驗(yàn)條件是否與標(biāo)樣條件一致的自我診斷步驟。如果從一開始標(biāo)定結(jié)果就有較大誤差，那么后面的實(shí)驗(yàn)分析都出現(xiàn)較大偏差。通過職工創(chuàng)新項(xiàng)目，試驗(yàn)研究所化驗(yàn)班對(duì)實(shí)驗(yàn)室絕緣油色譜工作站程序進(jìn)行改造，在程序中增加了“反標(biāo)”步驟。經(jīng)過一年的實(shí)際應(yīng)用，效果明顯。建議推廣到在線監(jiān)測(cè)。

3.2選用更有針對(duì)性的色譜柱

因?yàn)椴捎脝沃鞒毯唵?，故障率低，避免了?fù)雜流程所帶來的不穩(wěn)定性。由于各廠家所采用的柱填料不一樣，所以分析時(shí)間，分離度、柱的抗污染能力、色譜柱的使用壽命等方面存在差異。在這方面我們建議采用高分子微球混合柱，在相同的使用條件下混合柱具有分析時(shí)間短、分離度好、柱的使用壽命長等優(yōu)良的特性，因此，高分子微球混合柱是較理想的在線監(jiān)測(cè)色譜柱。

4變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)肯定會(huì)在當(dāng)前基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展和完善，在未來肯定會(huì)有更多的檢測(cè)原理和方法出現(xiàn)，從而使得變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)更加的多樣化。就現(xiàn)在而言，根據(jù)國內(nèi)外對(duì)這一技術(shù)的研究我們不難發(fā)現(xiàn)該技術(shù)未來發(fā)展的方向：可以對(duì)多種氣體進(jìn)行同時(shí)在線監(jiān)測(cè)、更趨于智能化、擁有更加科學(xué)的化學(xué)測(cè)試法和大數(shù)據(jù)庫比較法等。變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置屬于狀態(tài)檢修的其中一種，從最初的不斷實(shí)驗(yàn)和探索到如今的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，該技術(shù)在未來肯定會(huì)以更好的面貌服務(wù)大眾。

結(jié)語

總之，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在智能化電網(wǎng)以及狀態(tài)檢修技術(shù)的平臺(tái)上發(fā)展起來的，它在電力輸送中的應(yīng)用，為變壓器的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展和完善。它的應(yīng)用使得供電公司更加的高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而讓人們用電更加快捷方便，進(jìn)而促進(jìn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，由此可知這一技術(shù)未來應(yīng)用前景一定更加廣泛。

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（作者單位：國網(wǎng)河北省電力有限公司檢修分公司）