ZF800綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)在龍灘水電站中的應(yīng)用

吳 釗

(龍灘水電開發(fā)有限公司龍灘水力發(fā)電廠,廣西天峨547300)

ZF800綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)在龍灘水電站中的應(yīng)用

吳 釗

(龍灘水電開發(fā)有限公司龍灘水力發(fā)電廠,廣西天峨547300)

對大型變壓器增加及時有效的在線色譜監(jiān)測手段是非常必要的。龍灘水力發(fā)電廠3號主變及龍沙甲線電抗器安裝了ZF800綜合在線監(jiān)測系統(tǒng),在對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對還未安裝在線監(jiān)測裝置的主變及線路電抗器提出建議。

變壓器；在線監(jiān)測；絕緣油；含氣量；龍灘水力發(fā)電廠

0 引 言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要和最昂貴的電氣設(shè)備之一,也是其中容量大、故障率較高的設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)的安全與否直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。變壓器一旦發(fā)生故障,輕則影響生產(chǎn),給人們的生活帶來不便；重則危及人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全,妨礙整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,隨時檢測變壓器狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)并排除變壓器可能存在的故障,已成為保障供電可靠性的重要手段之一。長期以來,定期試驗(yàn)室色譜常規(guī)分析已成為變壓器安全運(yùn)行無可替代的有效試驗(yàn)手段。然而,隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,目前常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)周期還存在著一定的局限性,不能及時捕捉到故障發(fā)生的征兆信息,因此,對大型變壓器增加及時有效的在線色譜監(jiān)測是非常必要的。

1 監(jiān)測系統(tǒng)介紹

龍灘水力發(fā)電廠3號主變及龍沙甲線電抗器在線監(jiān)測系統(tǒng)為河南某公司產(chǎn)品。采用ZF800綜合在線監(jiān)測系統(tǒng),由ZF800-11、ZF800-14、ZF800-3組成。其中,ZF800-11為變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng),采用色譜分析原理,應(yīng)用動態(tài)頂空(吹掃-捕集)脫氣技術(shù)和高靈敏度微橋式檢測器等,對變壓器油中7種組分(H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2)進(jìn)行檢測[1]；ZF800-14為鐵心及夾件接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)采用零磁通電流傳感器,串聯(lián)安裝在鐵芯及夾件接地點(diǎn)上,充分考慮弱電流的放大及傳送,運(yùn)用數(shù)字信號方法進(jìn)行計(jì)算分析,采用PC機(jī)作為硬件平臺,信號就地?cái)?shù)字化,通過通訊電纜上傳到上一級軟件監(jiān)控系統(tǒng)中；ZF800-3為電氣設(shè)備微機(jī)絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng),對容性設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的等值電容及其變化率、電容電流、介質(zhì)損耗等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,設(shè)置為主變高、低壓側(cè)和電抗器高壓側(cè)套管的電容及介損在線監(jiān)測系統(tǒng)。

該系統(tǒng)自2011年11月開始施工,由于主變、線路及500 kV母線的檢修,直到2012年3月才全部竣工投入運(yùn)行。設(shè)備投運(yùn)以后,定期查看系統(tǒng)數(shù)據(jù),并與試驗(yàn)室人工實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

2 檢驗(yàn)規(guī)范

目前,國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有相關(guān)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差的規(guī)定,只有參照國家電網(wǎng)公司出臺的Q/GDW 540.2—2010《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗(yàn)規(guī)范》中的相關(guān)部分。該標(biāo)準(zhǔn)要求色譜在線數(shù)據(jù)與試驗(yàn)室數(shù)據(jù)誤差不得超過±30%；套管電容量的誤差要求為±(標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)×1%)；套管介損誤差要求為±(標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)×1%+0.001)。標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)測量儀器所測的數(shù)值。對于鐵芯及夾件接地電流的誤差還沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 監(jiān)測結(jié)果分析

把在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與試驗(yàn)室數(shù)據(jù)的誤差同列在1個表格中作對比,對絕緣水平進(jìn)行綜合分析。從目前的運(yùn)行情況來看,3個系統(tǒng)中鐵芯及夾件接地電流系統(tǒng)運(yùn)行較好,所測數(shù)據(jù)與人工測試數(shù)據(jù)較為接近,由于目前沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),故無法判斷其準(zhǔn)確率。色譜系統(tǒng)運(yùn)行一般,測量誤差較大的組分主要有CO、CO2等,最大誤差達(dá)到100%,尤其在氣體組分絕對數(shù)值較小時誤差更大,準(zhǔn)確率較低。由于試驗(yàn)室與現(xiàn)場在線監(jiān)測的環(huán)境存在較大差異,據(jù)了解,包括一些進(jìn)口產(chǎn)品同樣存在較大的誤差,因而僅把數(shù)據(jù)用來做趨勢分析使用。套管絕緣監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行較差,不僅數(shù)據(jù)與人工試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn),而且重復(fù)性也不好,數(shù)據(jù)波動較大,無法真實(shí)反映設(shè)備實(shí)際絕緣水平。據(jù)了解,目前國產(chǎn)該類產(chǎn)品運(yùn)行都不是很穩(wěn)定,主要由于現(xiàn)場抗干擾問題一直沒有徹底解決。

3號主變在線監(jiān)測系統(tǒng)于2012年3月全部竣工投入運(yùn)行,而在2012年7月12日進(jìn)行變壓器油簡化試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn),3號主變B相絕緣油含氣量為3.05%,超3%的運(yùn)行限值。對3號主變A、B、C相絕緣油再次進(jìn)行簡化試驗(yàn)復(fù)測,A、B、C相含氣量分別為3.05%、3%和3%,均超過注意值[2]。之后,每10 d進(jìn)行油樣化驗(yàn)檢測,含氣量均在3%左右,屬于超標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行。2013年3月,3號主變小修期間,對主變油進(jìn)行了過濾。考慮到含氣量超標(biāo)有可能與主變在線監(jiān)測系統(tǒng)投入運(yùn)行有關(guān),將3號主變在線監(jiān)測系統(tǒng)退出運(yùn)行,并聯(lián)系廠家對該系統(tǒng)管路和閥門進(jìn)行了徹底檢查,未發(fā)現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象。3號主變復(fù)電投運(yùn)時,A、B、C相含氣量分別為0.55%、0.55%和0.6%,至2013年6月14日,含氣量3相分別為1.2%、1.2%和1.15%,近3個月時間變化不大,沒有明顯上升趨勢。

為了進(jìn)一步核實(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)是否為造成含氣量上升的因素, 2013年6月25日,將3號主變在線檢測系統(tǒng)投入運(yùn)行進(jìn)行檢測觀察,油樣檢測含氣量沒有明顯變化,需繼續(xù)檢測跟蹤。因此,3號主變含氣量異常上升與在線檢測系統(tǒng)關(guān)系應(yīng)該不大。

4 幾點(diǎn)建議

在對3號主變及龍沙甲線電抗器的在線監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對后面還未安裝在線監(jiān)測裝置的主變及線路電抗器,提出以下建議：

(1)主變及電抗器配置在線監(jiān)測系統(tǒng)是大勢所趨,且在2012年的安全性評價中已經(jīng)有專家明確建議,《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》也有要求。因此,建議其他主變及電抗器安裝在線監(jiān)測系統(tǒng),保證主變及電抗器各個數(shù)據(jù)的持續(xù)采集,便于進(jìn)行趨勢分析[3]。

(2)目前,國內(nèi)生產(chǎn)在線監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的廠家較多,但市場占有率較大的有2家,產(chǎn)品質(zhì)量基本不相上下。建議對國內(nèi)大型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研和比較,了解其使用情況后,再決定其他主變及電抗器在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝的選型；也可考慮安裝比較穩(wěn)定的進(jìn)口產(chǎn)品,但價格較國產(chǎn)產(chǎn)品貴。據(jù)了解,國產(chǎn)設(shè)備大約20萬1套,進(jìn)口設(shè)備大約40萬1套。龍灘水力發(fā)電廠未安裝主變和電抗器在線監(jiān)測系統(tǒng)合計(jì)24套,外加后臺管理系統(tǒng)。

(3)龍灘水力發(fā)電廠套管絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)不能反映真實(shí)的套管絕緣水平,且每次檢修預(yù)防性試驗(yàn)時均需將測量用傳感器卸下,很容易損壞套管末屏端子,給現(xiàn)場工作造成諸多麻煩。建議選擇測量精度滿足要求,試驗(yàn)時不用拔傳感器的產(chǎn)品安裝。

(4)在條件成熟的情況下,安裝主變在線振動和噪音監(jiān)測等系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)主變在線振動和噪音等在線監(jiān)測,以便對主變運(yùn)行工況的監(jiān)測與對比[4]。

[1]GB/T 7252—2001 變壓器油中氣體分析和判斷導(dǎo)則[S]．

[2]GB 50150—2006 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程[S]．

[3]肖燕彩, 朱衡君, 張霄元, 等. 基于溶解氣體分析的電力變壓器在線監(jiān)測與診斷技術(shù)[J]. 電力自動化設(shè)備, 2006, 26(6)： 93- 96．

[4]趙笑笑, 云玉新, 陳偉根. 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測技術(shù)評述[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2009, 37(23)： 53- 57．

(責(zé)任編輯 楊 健)

Application of ZF800 Integrated On-line Monitoring System in Longtan Hydropower Station

WU Zhao

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

It is necessary to increase timely and effectively on-line chromatographic monitoring on large transformers. The ZF800 integrated on-line monitoring system is installed in No. 3 main transformer of Longtan Hydropower Plant and Lansha line reactor. The monitoring results of ZF800 integrated on-line monitoring system are analyzed, and based on the result analysis, some suggestions for installing the integrated on-line monitoring system in other main transformers and line reactors are presented．

transformer; on-line monitoring; insulating oil; gas content; Longtan Hydropower Plant

2017- 02-14

吳釗(1973—),男,廣西平南人,工程師,主要從事水電廠一次設(shè)備管理工作．

TM411(267)

B

0559- 9342(2017)04- 0026- 02