電力系統主變壓器在線監測裝置技術改造

文/靳軍，安徽響水澗抽水蓄能有限公司

1 主變油色譜在線監測裝置現狀

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行重要依據。但傳統的油色譜主要是依靠對變壓器電壓等級進行周期性試驗來分析，有些發展期較長的故障在定期取樣期間不一定監測出來，因此，通過在線監測手段對變壓器油中氣體成分進行監測，做到實時掌握設備的運行狀況，及時掌握電力變壓器內部故障并故障預測和趨勢，是一項很有使用價值和發展潛力的技術。

變壓器在運行過程中，變壓器油在過熱、放電和電弧等作用下會產生故障特征氣體，而故障特征氣體的成分、含量及增長速率與變壓器內部故障的類型及故障的嚴重程度密切相關，通過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則》）診斷變壓器內部故障，其準確和有效性已被監測實踐所證明。因此，變壓器油中溶解的故障特征氣體的在線監測必將廣泛應用于電力系統中。

2 目前主變油色譜在線監測裝置現狀概述

某電廠有4臺主變在線監測裝置，1-4號主變在線監測裝置投運時間為2011-2012年，型號為美國serveron公司TM8型，廠家為北京華電云通電力技術有限公司的變壓器油中溶解氣體在線監測裝置，主要監測主變壓器設備油中溶解氣體如：氫氣、一氧化碳等。

目前1-4號主變在線監測裝置自投運以來出現過多次服務燈誤亮等缺陷，且監測裝置正常運行所需標準氣瓶、載氣瓶給定保質期為3年，但投運后僅2年即出現標準氣瓶、載氣瓶含量不足。同時現有設備只能通過每月一次對監測裝置進行數據采集分析，無法實現實時在線數據監測，不利于運維人員對主變運行情況進行實時監測。

3 主變油色譜在線監測裝置缺陷匯總

1）發現時間：11-9-3 17:25:35；

缺陷描述：1號主變在線監測裝置服務燈亮無法復歸；

發生原因：未進行檢測程序初始化工作；

2）發現時間：12-10-15 08:07:47；

缺陷描述：4號主變在線監測裝置服務燈亮，不能復歸；

發生原因：標氣瓶的閥門未打開；

3）發現時間：14-4-1 08:33:07；

缺陷描述：1、2號主變在線監測裝置“服務”燈亮；

發生原因：1號主變在線監測裝置無標氣；

4 進行技術改造更換新一代的主變油色譜在線監測裝置

經過對現行主變在線監測裝置優劣分析，總結出主變油色譜在線監測裝置的改造方向上有如下這些要求：

4.1 接入安全性要求

監測裝置的接入不應導致被監測設備設備的其他安全隱患，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

油樣采集應采用微壓油循環取樣方式，滿足不污染油、循環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情況，取樣方式不影響主設備的安全運行，并確保回油不影響變壓器安全運行。

4.3 油氣分離方式要求

油氣分離實現溶解氣體與變壓器油的分離，采用的方法宜為動態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定法》的經典色譜分析法。檢測器采用熱導類型檢測器，應穩定性好、結構簡單、對所有被檢物質均有響應。

4.5 系統通信

狀態監測系統的信息交互應遵循《變電設備在線監測I1接口網絡通信規范》和《變電設備在線監測I2接口網絡通信規范》。

4.6 取樣管路要求

油管須采用紫銅材質，油管外應加管路伴熱帶、保溫管等保溫部件及防護部件，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。

4.7 設備的外殼要求

采用能夠防腐蝕、防銹蝕的不銹鋼材料制成，結構堅固、牢靠。外表面應有防止金屬氧化的涂層，涂層應均勻美觀，設備應能在戶外、全天候條件下正常工作，其外殼防護等級應符合IP55的要求。監測裝置箱體外殼應可靠接地，防止人員觸電。

4.8 功能要求

變壓器油中溶解氣體在線監測裝置應滿足的基本功能如下：

(1)監測組分：監測量應包括7 種特征氣體。

(2)監測裝置應具備長期穩定工作能力，具有現場校驗模式， 提供校驗用硬件接口；人工標定其定標周期應不大于1年；

(3)監測裝置的最小檢測周期不大于2小時，且檢測周期可以通過現場或遠程方式進行設定；

(4)變壓器油中溶解氣體在線監測裝置需提供檢出氣體濃度、產氣速率等數據并設置報警限值和功能。

(5)具有恒溫、 除濕等功能。

(6)滿足實現與監控系統的通訊要求。

5 改造后的一些系統構造和功能

改造的變壓器油色譜在線監測系統集色譜分析、專家診斷系統、異常報警、通信等功能于一體，通過對變壓器絕緣油中溶解氣體進行測量與分析、幫助變電技術人員及時掌握設備的狀況，及時發現和判斷變壓器內部運行故障，隨時掌握故障的發展趨勢，實現對變壓器內部運行狀況的在線監測。

6 結束語

目前，電氣設備油色譜在線監測技術主要應用在電力系統主變壓器的電氣專業上，經過多年的不斷發展，已經達到較高實用化水平，總結出許多經驗和做法。結合近年來電力系統內推行的運行維護一體化工作，實現設備運行狀態在線監測，勢必大大減少維護人員工作量，對于大大提高工作人員工作效率具有重要意義。