一起運(yùn)行變壓器油中氣體組分出現(xiàn)異常的分析和措施

李玨珊

(廣東電網(wǎng)公司東莞供電局試驗(yàn)研究所,廣東東莞 523000)

一起運(yùn)行變壓器油中氣體組分出現(xiàn)異常的分析和措施

李玨珊

(廣東電網(wǎng)公司東莞供電局試驗(yàn)研究所,廣東東莞 523000)

變壓器是電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，它的可靠運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重大的意義。然而變壓器內(nèi)部故障的信息往往可以通過變壓器油中氣體組分出現(xiàn)異常體現(xiàn)出來。根據(jù)變壓器油中氣體的組分和含量，可以判斷出變壓器內(nèi)部是否存在故障及性質(zhì)和嚴(yán)重程度。通過油離線色譜分析和安裝在線油色譜監(jiān)測(cè)裝置，可以監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀況，當(dāng)變壓器出現(xiàn)異常情況時(shí)可以及時(shí)采取有效的措施，防止變壓器發(fā)生事故，對(duì)保障變壓器安全運(yùn)行。

變壓器油 油色譜 油在線監(jiān)測(cè) 異常的分析和措施

變壓器油中溶解氣體組分出現(xiàn)異常，表示變壓器內(nèi)部可能存在故障。試驗(yàn)人員可以通過氣相色譜法進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)和安裝油在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀察氣體組分含量變化趨勢(shì)。根據(jù)氣體組成含量及其變化趨勢(shì)，判斷變壓器內(nèi)部是否有異常情況。通過油中氣體分析，對(duì)早期診斷變壓器內(nèi)部故障和故障性質(zhì)提出針對(duì)性的措施，實(shí)現(xiàn)變壓器不停電檢測(cè)故障安全生產(chǎn)等具有極為重要的指導(dǎo)意義。由于試驗(yàn)室內(nèi)的油色譜分析試驗(yàn)需要人為的操作環(huán)節(jié)多，對(duì)需要跟蹤分析其發(fā)展?fàn)顩r和產(chǎn)氣速率的變壓器不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的監(jiān)測(cè)，對(duì)一些連發(fā)性故障的變壓器，我們采取安裝油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置。隨時(shí)監(jiān)測(cè)到油中溶解氣體含量的變化，設(shè)置報(bào)警值及時(shí)報(bào)警，從而保護(hù)了設(shè)備乃至電網(wǎng)的安全。

1 分析

110kV河畔站#1主變?cè)?013年1月17日預(yù)試中測(cè)得乙炔含量為1.1uL/L，后安裝了一臺(tái)多組分絕緣油在線監(jiān)測(cè)裝置，自運(yùn)行以來，在線監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得油色譜各組分含量均較穩(wěn)定，乙炔一直穩(wěn)定在1.6uL/L左右數(shù)值。2013年6月5日，110kV河畔站#1主變安裝的絕緣油在線裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，發(fā)現(xiàn)#1主變絕緣油色譜乙炔由1.6uL/L 突然增長(zhǎng)到2.94uL，氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分也有所增長(zhǎng)，總烴由24.48uL/L上升到33.94uL/L。

當(dāng)天我們對(duì)該主變本體取油樣進(jìn)行離線色譜試驗(yàn)，證實(shí)乙炔含量出現(xiàn)異常的增長(zhǎng)，由上次的1.10uL/L上升到4.11uL/L，其他氣體組分也有所增長(zhǎng)（具體數(shù)據(jù)見表1）。該臺(tái)主變負(fù)荷一直較輕，近期負(fù)荷在2.4萬千瓦左右，未發(fā)生過近區(qū)短路故障。南網(wǎng)預(yù)試規(guī)程要求：110kV運(yùn)行中變壓器乙炔含量注意值為5uL/L。

經(jīng)計(jì)算，C2H2的絕對(duì)產(chǎn)氣速率：

總烴的絕對(duì)產(chǎn)氣速率：

結(jié)果可以看出，總烴的絕對(duì)產(chǎn)氣速率在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則里總烴絕對(duì)產(chǎn)氣速率注意值的范圍內(nèi)。但乙炔的絕對(duì)產(chǎn)氣速率超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中乙炔的絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值（總烴≤12ml/d；乙炔≤0.2ml/d）。

在2013年6月5日，110kV河畔站#1主變的油在線監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)該主變油中氣體含量出現(xiàn)異常增長(zhǎng)，我們采取縮短該主變油在線監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)的測(cè)試周期為每天3次的跟蹤措施，同時(shí)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的色譜離線試驗(yàn)。從在線監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)可見，油中溶解氣體含量異常增長(zhǎng)由6月5日開始持續(xù)到6月8日，之后各組分含量一直保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

主變油在線監(jiān)裝置測(cè)數(shù)據(jù)與離線同期數(shù)據(jù)相對(duì)比（見表2），相差不是太大，以此說明了主變油在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于試驗(yàn)室內(nèi)的油色譜分析需要人為的操作環(huán)節(jié)多，對(duì)需要跟蹤分析其故障發(fā)展?fàn)顩r和產(chǎn)氣速率的變壓器不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的監(jiān)測(cè)，對(duì)一些可能會(huì)有突發(fā)性故障的變壓器，油在線監(jiān)測(cè)裝置可以起到至關(guān)重要的作用。

表1 近幾次離線色譜數(shù)據(jù)（單位uL/L）

表2 與離線色譜日期對(duì)應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（單位uL/L）

圖1 近期在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

就整體而言，主變油在線監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是傳統(tǒng)的試驗(yàn)室色譜儀的縮小版。從分析技術(shù)的角度來看，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中油氣分離單元、氣體組分分離單元及氣體檢測(cè)單元的技術(shù)性能好壞直接決定了整個(gè)色譜在線監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)的性能。主變油在線監(jiān)測(cè)裝置一方面有效彌補(bǔ)試驗(yàn)室離線色譜分析周期長(zhǎng)的不足，另一方面有望減少設(shè)備故障跟蹤分析過程中離線色譜的工作量，是氣相色譜技術(shù)的補(bǔ)充和發(fā)展，可作為縮短或延長(zhǎng)對(duì)變壓器油試驗(yàn)周期的一個(gè)科學(xué)依據(jù)，為大型變壓器走向狀態(tài)檢修機(jī)制從而獲得最大限度的檢修周期提供了必要的技術(shù)支持，是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然要求和趨勢(shì)。

2 措施

由于110kV河畔站#1主變的絕緣油離線色譜試驗(yàn)中，乙炔含量并沒有超南網(wǎng)預(yù)試規(guī)程中的注意值，為了減輕不必要的停電所帶來的經(jīng)濟(jì)損失，我們縮短對(duì)該主變的色譜試驗(yàn)周期及繼續(xù)密切關(guān)注其絕緣油在線監(jiān)測(cè)裝置上面的數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。截至9月22日，在線監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，110kV河畔站#1主變油中溶解氣體含量沒有明顯變化，如圖1所示。

在此期間，我們亦對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了3次離線的色譜分析，分析結(jié)果同樣顯示氣體含量沒有明顯變化。

3 結(jié)語

當(dāng)變壓器油中溶解氣體組分出現(xiàn)異常時(shí)，進(jìn)行綜合分析，采取得當(dāng)?shù)姆婪洞胧?，如通過縮短離線色譜取樣試驗(yàn)經(jīng)的周期和安裝油在線色譜監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)變壓器運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格監(jiān)控潛伏性故障發(fā)展的趨勢(shì)，避免不必要的停電及帶來的經(jīng)濟(jì)上的損失。

通過幾個(gè)月以來對(duì)110kV河畔站#1主變?cè)诰€及離線色譜數(shù)據(jù)的跟蹤觀察，我們判定該主變的運(yùn)行狀態(tài)趨于穩(wěn)定。并且，經(jīng)過對(duì)比，證明該主變的在線監(jiān)測(cè)裝置能真實(shí)有效地反映出氣體組分含量及其變化趨勢(shì)。因此我們決定把在線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)周期設(shè)為1天1次，同時(shí)仍然保持每月進(jìn)行一次離線試驗(yàn)，以繼續(xù)對(duì)該主變的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

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