主變油色譜在線數據與送檢數據的對比分析

彭偉

摘 要 變壓器油色譜數據的在線及離線分析是發現變壓器內部故障的重要手段，也是眾多監測技術中較為成熟的。隨著變壓器油色譜在線監測技術的成熟，在變電站的應用也越來越廣泛。本文以500kV南寧變電站油色譜在線監測裝置為例介紹了油色譜在線監測裝置的原理，并對比分析#N2B主變油色譜在線監測數據與離線檢測數據，得出油色譜在線監測數據在反應主變運行狀態中具有一定參考作用。

關鍵詞 變壓器 油色譜 在線監測

中圖分類號：TM411 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.02.024

Comparative Analysis of the Main Transformer Oil

Chromatography Data and Submission ?Data

PENG Wei

（China Southern Power Grid EHV Power Transmission Company

Nanning Bureau， Nanning， Guangxi 530021）

Abstract Online and offline analysis of transformer oil chromatography data is an important means of internal transformer faults found， but also many monitoring technologies mature. With the on-line monitoring of transformer oil chromatography technology matures， applications are increasingly being used in substations. In this paper， Nanning 500kV substation oil chromatography-line monitoring device as an example describes the principle of oil chromatography-line monitoring devices and comparative analysis # N2B main transformer oil chromatography-line monitoring data and off-line testing data， derived oil chromatography-line monitoring data in response main transformer running state has a certain reference.

Key words transformer; Oil Chromatography; online monitoring

1 變壓器油色譜在線監測裝置應用現狀與意義

樞紐變電站的主變是電力系統中最重要和關鍵的設備，其運行狀態直接關系電網的安全穩定運行。在電力系統通常采用定期取油樣進行油色譜分析的方法判斷變壓器運行狀況，這種方法受到檢測周期的限制很難及時發現變壓器內部潛伏性故障，因此可能會造成故障擴大乃至設備損壞。變壓器油色譜在線監測很好地彌補了離線油色譜檢測的不足，實現了對變壓器內部運行狀態的實時監控，為及時發現變壓器內部故障提供了更多技術支持。隨著在線監測技術不斷發展，變壓器油色譜在線監測裝置越來越成熟，現場應用也越來越廣泛。

2 變壓器油色譜在線監測裝置原理

變壓器等充油電氣設備的絕緣在電和熱的作用下會逐漸老化和分解，產生少量的低分子烴類及二氧化碳、一氧化碳等氣體。若存在潛伏性過熱或放電故障，氣體大部分溶于油中。隨著故障發展，當產氣量大于溶解量時便有部分氣體以游離氣體形態釋放出來，變壓器油色譜分析就是基于這個原理。

變壓器絕緣油隨著故障點溫度的升高，裂解產生烴類氣體按CH4→C2H6→C2H4→C2H2的順序推移，國際電工委員會（IEC）通過對變壓器油中溶解氣體進行分析制訂標準以CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4的三比值法對變壓器狀態進行評估，對變壓器內部故障進行診斷。如表1、表2。

目前，500kV南寧變電站#N1B、#N2B主變以及崇南甲線、永南乙線高抗采用了美國斯維隆公司的油色譜在線監測系統。油色譜在線監測裝置從兩個不同位置連接到變壓器的主體上組成一個回路，油在變壓器和監測儀間通過不銹鋼管循環，監測儀配備一個內部氣體析取器用氦氣作為載氣將溶解氣體從循環的變壓器油中析出，并把氣樣推過色譜柱做色譜分析。現南寧站油色譜在線監測裝置監測8 種特征氣體（O2、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2）每 4 個小時進行一次色譜分析，可以通過后臺機可顯示和設置 8 種氣體的警告限和報警限，包括氣體水平的PPM報警限及氣體變化率報警限（ROC，PPM/天）。

表1 三比值法編碼規則

南寧站油色譜在線監測裝置提供的在線 DGA 數據給出了Rogers比值法和Duval三角法的應用，通過觀察一段時間內監測儀提供的數據在比值法和三角法中的變化，后臺軟件可以運用改良三比值法、大衛三角形法進行故障診斷并快速地確定變壓器的健康狀況。利用趨勢圖、直觀的數據表格、直方圖顯示變壓器油中各組分含量等數據對變壓器運行狀態進行跟蹤分析，從而實現變壓器在線監測。如圖1Rogers比值法和圖2Duval三角法。

Rogers比值法用IEC標準和IEEE標準草案中的故障列表組織DGA 數據，以圖形的方式呈現出來。

圖1 Rogers比值法圖形

區域劃分：OK-正常;PD-局部放電;D1-低能量放電;D2-高能量放電;T1-不超過 300癈的熱故障;T2-熱故障超過 300癈但沒有超過 700癈;T3-熱故障超過 700癈

圖2 Duval三角法的圖形

Duval三角法把DGA結果以圖形的方式按照IEC60599標準的故障類型分類。

區域劃分：T1-不超過 300癈的熱故障;T2-熱故障超過 300癈但沒有超過 700癈;T3-熱故障超過 700癈;D1-低能量放電;D2-高能量放電;PD-局部放電;DT為熱故障和放電故障混合區域。

3 主變油色譜在線監測數據與離線實驗數據比較

南寧站油色譜在線監測儀設置為每 4 個小時進行一次氣相色譜分析，通過對#N2B主變油色譜在線監測特征氣體數據求平均值處理（保留小數點后兩位）與傳統定檢數據對比形成圖表（如表3、表4、圖3、圖4、圖5）。

圖3 #N2B主變A相數據對比圖（ppm）

圖4 #N2B主變B相數據對比圖（ppm）

圖5 #N2B主變C相數據對比圖（ppm）

通過在線與離線數據的比較，可以得出兩種檢測方式反映主變絕緣油中含氣量變化趨勢基本相同。但由圖可以看出南寧站#N2B主變在線裝置反應的氫氣含量基本為零、離線送檢的二氧化碳含量比在線值低1000ppm左右。考慮到離線數據為試管取油樣送廣西電力試驗研究院檢測，送檢及檢測可能存在溶解氣體的揮發;而在線監測裝置對含量較少、比重較輕的氣體靈敏度不高且與氣體通過色譜柱的可保存時間有很大關系，廠家調試人員對#N2B主變在線監測裝置也在做進一步調試標定。

4 總結

本文綜合分析比較裝設在#N1B主變、崇南甲線及永南乙線高抗油色譜在線監測系統在線監測及離線實驗數據，得出油色譜在線監測裝置在反映變壓器及高抗內部運行狀態具有一定代表性，可以作為我們判斷主變運行狀態的參考輔助依據。

參考文獻

[1] 操墩奎.變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查.中國電力出版社，2005.

[2] 孫才新.輸變電設備狀態在線監測與診斷技術的現狀與前景.中國電力，2005.

[3] Serveron TM8 變壓器油色譜在線監測儀說明書.