電力系統(tǒng)主變壓器在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)改造

文/靳軍，安徽響水澗抽水蓄能有限公司

1 主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)狀

電力變壓器油中的多種故障氣體的色譜分析及多比值、TD圖等方法是判斷電力變壓器高效安全運(yùn)行重要依據(jù)。但傳統(tǒng)的油色譜主要是依靠對(duì)變壓器電壓等級(jí)進(jìn)行周期性試驗(yàn)來(lái)分析，有些發(fā)展期較長(zhǎng)的故障在定期取樣期間不一定監(jiān)測(cè)出來(lái)，因此，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)手段對(duì)變壓器油中氣體成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做到實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)掌握電力變壓器內(nèi)部故障并故障預(yù)測(cè)和趨勢(shì)，是一項(xiàng)很有使用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。

變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，變壓器油在過(guò)熱、放電和電弧等作用下會(huì)產(chǎn)生故障特征氣體，而故障特征氣體的成分、含量及增長(zhǎng)速率與變壓器內(nèi)部故障的類型及故障的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，通過(guò)分析變壓器油中溶解氣體（《GB/T 7252-2001變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》）診斷變壓器內(nèi)部故障，其準(zhǔn)確和有效性已被監(jiān)測(cè)實(shí)踐所證明。因此，變壓器油中溶解的故障特征氣體的在線監(jiān)測(cè)必將廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。

2 目前主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)狀概述

某電廠有4臺(tái)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置，1-4號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置投運(yùn)時(shí)間為2011-2012年，型號(hào)為美國(guó)serveron公司TM8型，廠家為北京華電云通電力技術(shù)有限公司的變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置，主要監(jiān)測(cè)主變壓器設(shè)備油中溶解氣體如：氫氣、一氧化碳等。

目前1-4號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置自投運(yùn)以來(lái)出現(xiàn)過(guò)多次服務(wù)燈誤亮等缺陷，且監(jiān)測(cè)裝置正常運(yùn)行所需標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、載氣瓶給定保質(zhì)期為3年，但投運(yùn)后僅2年即出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣瓶、載氣瓶含量不足。同時(shí)現(xiàn)有設(shè)備只能通過(guò)每月一次對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，不利于運(yùn)維人員對(duì)主變運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3 主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置缺陷匯總

1）發(fā)現(xiàn)時(shí)間：11-9-3 17:25:35；

缺陷描述：1號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置服務(wù)燈亮無(wú)法復(fù)歸；

發(fā)生原因：未進(jìn)行檢測(cè)程序初始化工作；

2）發(fā)現(xiàn)時(shí)間：12-10-15 08:07:47；

缺陷描述：4號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置服務(wù)燈亮，不能復(fù)歸；

發(fā)生原因：標(biāo)氣瓶的閥門未打開(kāi)；

3）發(fā)現(xiàn)時(shí)間：14-4-1 08:33:07；

缺陷描述：1、2號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置“服務(wù)”燈亮；

發(fā)生原因：1號(hào)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置無(wú)標(biāo)氣；

4 進(jìn)行技術(shù)改造更換新一代的主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)行主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置優(yōu)劣分析，總結(jié)出主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的改造方向上有如下這些要求：

4.1 接入安全性要求

監(jiān)測(cè)裝置的接入不應(yīng)導(dǎo)致被監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)備的其他安全隱患，絕緣不能降低、不能破壞密封條件；承受油壓等；防止與外界隔離不嚴(yán)密，其他氣體和水分滲入。

4.2 油樣采集部分要求

油樣采集應(yīng)采用微壓油循環(huán)取樣方式，滿足不污染油、循環(huán)取樣不消耗油等條件。所取油樣必須能代表變壓器中油的真實(shí)情況，取樣方式不影響主設(shè)備的安全運(yùn)行，并確?；赜筒挥绊懽儔浩靼踩\(yùn)行。

4.3 油氣分離方式要求

油氣分離實(shí)現(xiàn)溶解氣體與變壓器油的分離，采用的方法宜為動(dòng)態(tài)頂空脫氣方式或其他成熟的分離方法，禁止使用滲透膜方式。

4.4 氣體檢測(cè)方法要求

工作原理采用GB/T 17623-1998 《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測(cè)定法》的經(jīng)典色譜分析法。檢測(cè)器采用熱導(dǎo)類型檢測(cè)器，應(yīng)穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)所有被檢物質(zhì)均有響應(yīng)。

4.5 系統(tǒng)通信

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息交互應(yīng)遵循《變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)I1接口網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范》和《變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)I2接口網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范》。

4.6 取樣管路要求

油管須采用紫銅材質(zhì)，油管外應(yīng)加管路伴熱帶、保溫管等保溫部件及防護(hù)部件，以維持管路溫度在 0℃ 之上，保證變壓器油在管路中的順利流動(dòng)。

4.7 設(shè)備的外殼要求

采用能夠防腐蝕、防銹蝕的不銹鋼材料制成，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、牢靠。外表面應(yīng)有防止金屬氧化的涂層，涂層應(yīng)均勻美觀，設(shè)備應(yīng)能在戶外、全天候條件下正常工作，其外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合IP55的要求。監(jiān)測(cè)裝置箱體外殼應(yīng)可靠接地，防止人員觸電。

4.8 功能要求

變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)滿足的基本功能如下：

(1)監(jiān)測(cè)組分：監(jiān)測(cè)量應(yīng)包括7 種特征氣體。

(2)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)具備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作能力，具有現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?提供校驗(yàn)用硬件接口；人工標(biāo)定其定標(biāo)周期應(yīng)不大于1年；

(3)監(jiān)測(cè)裝置的最小檢測(cè)周期不大于2小時(shí)，且檢測(cè)周期可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程方式進(jìn)行設(shè)定；

(4)變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置需提供檢出氣體濃度、產(chǎn)氣速率等數(shù)據(jù)并設(shè)置報(bào)警限值和功能。

(5)具有恒溫、 除濕等功能。

(6)滿足實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的通訊要求。

5 改造后的一些系統(tǒng)構(gòu)造和功能

改造的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集色譜分析、專家診斷系統(tǒng)、異常報(bào)警、通信等功能于一體，通過(guò)對(duì)變壓器絕緣油中溶解氣體進(jìn)行測(cè)量與分析、幫助變電技術(shù)人員及時(shí)掌握設(shè)備的狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷變壓器內(nèi)部運(yùn)行故障，隨時(shí)掌握故障的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器內(nèi)部運(yùn)行狀況的在線監(jiān)測(cè)。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，電氣設(shè)備油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)主變壓器的電氣專業(yè)上，經(jīng)過(guò)多年的不斷發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到較高實(shí)用化水平，總結(jié)出許多經(jīng)驗(yàn)和做法。結(jié)合近年來(lái)電力系統(tǒng)內(nèi)推行的運(yùn)行維護(hù)一體化工作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，勢(shì)必大大減少維護(hù)人員工作量，對(duì)于大大提高工作人員工作效率具有重要意義。