變壓器在線色譜監測系統在電網220kV變壓器中的應用分析

江方程

摘 要 在220kV電網運行的過程中，大型變壓器的應用非常關鍵，其直接關系著電網運行的質量。但在變壓器在正常運行的過程中，變壓器內部故障很有可能會在短時間內引起電網大面積受損。研究顯示，變壓器在線色譜監測系統的應用將有利于變壓器內部的故障檢測，故筆者對220kV變壓器的在線色譜監測系統進行了研究，并指出了在線色譜檢測系統在變壓器中的具體應用。

關鍵詞 變壓器;220kV;在線色譜監測系統

220kv變壓器是電網中的重要組成設備，在電力設備運維工作中，變壓器故障檢修是重點內容。而隨著現代電力技術的發展以及信息技術、電子技術的廣泛應用，當前電力企業在變壓器設備運行監控的過程中應用了在線色譜監測系統，在線色色譜監測系統通過對變壓器油色譜狀態分析以及微水分析等，去了解變壓器設備的運行狀況，從而判斷變壓器設備是否發生故障。很大程度上提升了變壓器監測的效率。

1變壓器在線監測系統分析

變壓器在線監測系統的應用很大程度上提高了我國電力運行故障檢測的效率，當前我國電力企業中常見的變壓器在線監測系統主要包括以下幾種。

首先，是利用烴類氣體的在線監測方法。變壓器中有變壓器油，烴類氣體在變壓器油中的分子產生速率各不相同，通過對烴類氣體的變化分析去了解變壓器在線監測裝置的運行狀態。

其次，變壓器在線監測微水分析方法，微水分析方法也是通過變壓器油來了解變壓器裝置的運行狀況。通過監測變壓器油中微水和離氫的含量來了解變壓器裝置內部絕緣性。

最后，溫度檢測方法也是在線監測系統中的一種。對變壓器油溫度以及繞組裝置溫度進行檢測，了解變壓的熱效應是都處于安全狀態。

在以上三種在線監測技術中使用的氣相色譜法在線監測方法最成熟也是應用最為廣泛。

2色譜在線監測系統的理論分析

色譜在線監測系統是當前最為成熟的220kv變壓器故障檢測系統，其主要工作原理如下;在變壓器運行的過程中會出現局部過熱，局部放電等現象，而以上兩種問題都會引起變壓器故障以及變壓器絕緣油異常，變壓器油在熱量和電力的催動下會產生部分烴類氣體，其中包括CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C2H[1]。而在線監測系統就是根據變壓器絕緣油中氣體的組成成分以及濃度來分析變壓器內部故障。在具體的監測過程中，監測系統脫氣裝置是故障特性氣體分析，并利用色譜柱將氣體意義分離，分離后的氣體被氣敏傳感器按順序排列標號，最后將氣體數據轉化成電力信號傳輸給在線監測系統儲存裝置，儲存裝置利用數據庫分析對比，監測故障種類。

3色譜在線監測系統的設計和應用

3.1 具體電力監測工程設計實例

本文藝國電南京自動化股份有限公司的兩項電力監測系統工程為例，工程分別為安徽池州政源220kV變電站建工在線監測系統以及戚縣東220kV變電站油色譜在線監測工程。以下是工程在線監測系統的具體設計應用內容。

3.2 色譜在線監測系統的整體設計

兩項工程的色譜在線監測系統設計包括以下幾個方面;主控計算機模塊設計、通訊系統設計以及后臺工作站設計等方面，以下是具體的模塊分析。

（1）色譜在線監測系統的主控模塊，主控模塊包含數據信息庫以及數據計算系統，是接受傳輸回來的氣體色譜數據進行分析處理，在整個色譜在線監測系統中發揮著重要的功能。兩項工程的主控計算機模塊選擇的使用R S485 模塊，在正常系統工作的過程中使用到接收到日常監測數據后，利用主控系統內部計算軟件，對故障氣體的濃度和烴含量進行數據分析，應用智能譜峰識別技術分析完畢后，判斷變壓器設備的運行情況、故障類型以及故障位置等信息。通過主控模塊，能夠有效實現在線監測系統的故障數據分析功能。

（2）通訊系統設計，兩項工程色譜在線監測系統的線路傳輸均使用RS-485工業總線傳輸，為了最大限度上完善系統通信工程，在線監測系統的通訊主機安裝在監測變電站附近，總線將主控室主機和變電站幾方各控制室分機連接，每個主控變電站通訊機都有固定的IP地址，通過線路和網絡的連接是各通訊主機與控制室分機相互連接，從而組成網絡。在通信系統建立的過程中，監控中心和主站都有WEB 數據發布功能，從而很大程度上提升了在線監測系統的數據傳輸能力，更有利于變壓器故障判斷和檢修。

（3）后臺工作站的組成，本工程在后臺工作站系統建立時，選擇使用每一個變壓器色譜在線監測系統都安裝后臺工作站[2]。后臺工作站具有數據儲存、數據查詢、自動報警以及故障診斷功能。后臺工作站在具體的工作過程中使用互聯網與其設備連接，實現了數據共享，收集到信息進行儲存或者對主控系統發出的故障報警指令進行報警，從而實現變壓器色譜在線監測系統的報警功能。

（4）在系統整體設計中，不能缺少軟件功能的設計，軟件功能設計也是在線色譜監測系統的功能實現的組成部分。本工程色譜在線監測系統的軟件包括通訊軟件、監控軟件、數據分析軟件、數據計算軟件、數據庫系統軟件、常規操作系統軟件等，在色譜在線監測系統正常運行工作的過程中，各項軟件都要進入到工作的狀態，來保證在線監測系統的功能實現。

（5）系統整體構成構件。兩項220kV色譜在線監測系統的組成構件為就地部分和主控系統，其中就地系統包括系統主機、氣瓶以及連接油管[3]。而主控系統包括主控模塊以及計算機各軟件組成。在具體的工作中，就地系統先完成變壓器油樣采集，緊接著將信息傳輸給主控模塊，分析好后傳輸給后天工作站，實現變壓器在線自動檢測。

4結束語

變壓器裝置是220kv電網運行當中的重要裝置，直接關系著電網運行的質量，而面對變壓器裝置故障，傳統的監測方式效率太低，使用到色譜在線監測系統可以有效實現變壓器運行在線監測，甚至在變壓器發生故障之前進行預測，很大程度上提高了變壓器監測的效率。希望本文能夠對變壓器裝置的色譜在線監測系統發展有所幫助。

參考文獻

[1] 楊旭，高文勝，張立華.變壓器在線色譜監測系統在廊坊電網220kV變壓器中的應用[J].變壓器，2011，48（8）：70-71.

[2] 于鮮莉，車傳強.蒙西電網首臺220kV變壓器油色譜在線監測裝置在薛家灣供電局投運[J].內蒙古電力技術，2012，30（3）：72.

[3] 鞠文凱.變壓器絕緣油在線色譜分析在重鋼新區電網的應用[J].重鋼機動能源，2010，（3）：41-43.