變壓器在線監測系統檢測

王楠

摘 要：隨著電網不斷的擴大和發展，以及檢測技術、通信技術、計算機技術的進步，油色譜檢測技術也突破了常規檢測，從常規的實驗室油色譜分析到已廣泛采用的油色譜在線檢測系統，該技術突破了時效性和區域性限制，有了本質上的飛躍。通過變壓器油色譜在線監測系統，用戶可以實時監測變壓器的運行情況，并通過監測數據診斷結果判斷變壓器的故障情況和故障隱患。

關鍵詞：變壓器 在線監測 油色譜

隨著變壓器故障的逐步發展，產生的氣體就會越來越多地溶解在油中。鑒于以上原因，變壓器油中溶解氣體分析成為診斷變壓器運行情況的主要方式。而通過就地采樣分析的油色譜在線監測及故障診斷技術逐漸成為電力系統實際應用的前沿技術[1]。

1、常規變壓器油色譜分析

1.1常規變壓器油色譜分析流程

當前變壓器油的檢測主要以實驗室油色譜化驗分析為主，它主要是將現場采集到的油樣帶回實驗室，通過對試驗油一些列處理將溶解氣體脫出，然后由氣相色譜儀測量氣體的組分、濃度等，最后通過數據處理裝置將實驗數據進行計算分析，得到分析結論并形成書面報告。

1.2常規變壓器油色譜分析缺點

根據定期的試驗結果判斷或對單獨設備長期運行數據來判斷設備的運行狀況，從而能夠定期的查驗設備是否存在缺陷。在傳統的電氣設備運行中定期的預防性性試驗能夠較好的起到了預防設備事故的作用，但近年來電力系統發展迅速，各種高新技術應用與電氣設備中，新的設備逐漸淘汰老舊設備，電力系統相應的對保證穩定運行提出了新的要求。傳統的預防性試驗診斷技術相比于新的在線技術顯現出越來越多的弊端，主要的表現形式有：

圖1 常規油色譜分析流程圖

（1）需要將試驗設備停電或停用相關保護，造成一定的經濟損失或降低電網可靠度；

（2）檢測周期長。

（3）定期的試驗時間多集中在春秋檢作業時期，工作密度大。

（4）試驗儀器限制，造成試驗結果偏差。

2、智能控制器及智能專家診斷系統

該單元將收到的監測數據通過二次校準后，利用HAE法，Duval三角形、立體圖示以及IEC （國際電工委員會）的三比值等方法分析診斷變壓器運行情況或變壓器故障類型。該單元主要由數據二次校準和數據分析診斷軟件兩部分組成，由于此單元設備在室內運行，有良好的運行環境故運行狀態穩定。可能對該系統可靠運行造成影響的因素主要有：

2.1檢測數據二次校準

按照相關作業標準要求，分析油中溶解氣體的試驗數據比對誤差有著嚴格的要求，測量誤差的計算方法如下：

測量誤差（相對）

= ×100%

測量誤差（絕對）=在線監測數據-離線監測數據

通過對在線監測數據與實驗室檢測數據的誤差計算限值的設置，可劃分為A級、B級和C級三個等級，如下表1所示：

如果測量誤差超過C級的范圍，則視為在線監測準確度不合格，需要重新對在線監測裝置進行整定和校準。

2.2分析診斷軟件的安裝與運行分析

軟件安裝時有多個設置和調試環節，包括：軟件的安裝、設備參數設置（COM口參數設置、IP地址參數設置等）、通訊協議設置及設備連接方式等。此環節需要認真調試，保證各設備能夠兼容并能可靠運行。出現異常的情況主要由于參數設置出錯或變動造成系統運行不穩定，出現死機、設備連接不上、數據不能上傳等情況。

運行過程中，專業人員需要通過U盤對監測數據進行拷貝和調試。這種情況下會增加系統電腦染毒的風險，造成數據丟失、系統運行不穩定或主機死機等情況。

3、提高油色譜在線監測系統可靠性策略

3.1數據二次修正

為了修正設備安裝過程中或設備本身與離線試驗數據的誤差，對檢測數據進行二次修正。運行中據設備傳感器對不同濃度的標氣的電壓響應值不同，生成一系列“電壓—濃度”對應關系，生成MNK特性曲線。規定運行2年或誤差超過30%需要重新修正MNK參數。此環節為修正當事技術人員操作，受個人因素影響大，無法保證全部系統的標準一致性。通過開發智能MNK參數修正程序可以解決以上問題，并且能夠快速及時修正參數，保證系統數據準確。

3.2提高通信可靠

傳統的RS-485只能按串行方式連接，對接線方式要求嚴格。需要在設備安裝時嚴格按照規定方式施工，加強對設備質量的檢驗，并在調試階段增加調試數據量，全面檢驗通信功能。在未來的運行中，應該尋求更高效、兼容性更強的通信方式來替代當前的RS-485，彌補其目前運行中存在的缺陷。

在屏蔽電纜的安裝施工過程中，加強對屏蔽電纜的施工工藝要求，提高屏蔽電纜的屏蔽質量，確保屏蔽性能，并在終端電纜連的末端，將屏蔽電纜的通訊線直接接地，減小對通信的電磁干擾，降低電纜溝內電磁場對其的影響，使其高質量的傳輸數據。

4、結論

由于現場存在多種因素的干擾，變壓器油色譜在線系統會因此產生誤差甚至出現故障。當監測系統出現異常情況時，必須與離線檢測數據進行比對驗證在線監測系統的可靠性，并全面綜合地分析變壓器的運行情況以及該系統的運行情況，再得出可靠的診斷結論。現階段的診斷必須通過排除人為因素和外界干擾，因此該系統不能成為可靠的診斷依據。并且在線監測系統的運行不夠穩定，出現異常和故障的頻率較高，增加了現場的維護工作量、降低了設備運行可靠度，因此目前該系統不能發揮其作用，也不能減少運維工作量。

參考文獻

[1]陳偉根.以油中多種氣體為特征量的變壓器絕緣在線監測及故障診斷技術研究[D].博士學位論文，重慶：重慶大學，2003

[2]王健一，李金忠，凌愍，王瑞珍，張書琦. 新版電力行業標準《變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》解讀[J]. 變壓器，2014，12：49～53