一種高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究

白格平 褚文超 李英俊 邢 峰 靳 虎 肖擁軍 汪天星

1.烏蘭察布電業(yè)局 內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.北京國電迪揚(yáng)電氣公司 北京 100102

一、引言

國內(nèi)某220kV變電站1號主變壓器是由西安變壓器電爐廠生產(chǎn)的SFPS7-120000/220型變壓器，其投產(chǎn)日期為1991年12月，由于這臺變壓器是我區(qū)重點跟蹤的老舊變壓器之一，為了便于密切監(jiān)測，特安裝了加拿大摩根謝弗公司(Morgan Schaffer)的最新款Calisto9高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)。

通過一段時間的掛網(wǎng)運行，我們總結(jié)了該高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)在變壓器監(jiān)測的應(yīng)用經(jīng)驗。

二、應(yīng)用研究背景

為確保大型變壓器的安全運行，大型變壓器的定期檢修將被狀態(tài)維護(hù)所替代，這也是今后變壓器維護(hù)方式的發(fā)展方向。

變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置可對大型變壓器實施在線監(jiān)控，通過分析油中特征氣體濃度，隨時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障，并彌補(bǔ)實驗室色譜分析方法不能及時迅速監(jiān)測的缺憾，為實時掌握變壓器的運行狀態(tài)提供重要數(shù)據(jù)，從而提高設(shè)備的管理水平，因此是保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行的重要手段。

我區(qū)對電力設(shè)備的安全運行給予了極大重視，對在線監(jiān)測提出了更高的要求，具體要求如下所述，在此背景下，我們應(yīng)用了高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)。

三、監(jiān)測系統(tǒng)簡介

Calisto9高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)能連續(xù)精確監(jiān)測氫氣、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、二氧化碳、氧氣、氮氣。把它們安裝到待監(jiān)測的變壓器上，以保證在早期階段發(fā)現(xiàn)變壓器潛在的缺陷。

通過應(yīng)用總結(jié)，結(jié)合之前的色譜在線背景知識和經(jīng)驗，我們認(rèn)為，該高精度的油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)具有如下技術(shù)優(yōu)勢或技術(shù)特點：

1)系統(tǒng)能精確監(jiān)測所有故障氣體，無論它們是非常低到格外高的濃度，常規(guī)的系統(tǒng)監(jiān)測7種氣體，本系統(tǒng)監(jiān)測9種氣體(七種故障氣體和氧氣、氮氣)；

2)通過與試驗室色譜數(shù)據(jù)對比，和一段時間的運行情況研究，系統(tǒng)具備測試精度高，重復(fù)性好的優(yōu)點；

3)通過觀測系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)有多級溫度的精確自動調(diào)節(jié)。40-200度的升溫控制與動態(tài)測試；

4)獨具自動動態(tài)校準(zhǔn)功能，及標(biāo)氣自動調(diào)節(jié)功能，確保每次測試均有最高的精確度和準(zhǔn)確性；

5)其它特點有：維護(hù)間隔時間超過兩年，耗氣量小；適應(yīng)變電站電氣特性的通訊；內(nèi)置油循環(huán)和流量監(jiān)測；內(nèi)置常用絕緣油的水分和溶解性系數(shù)等。

四、研究應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵

1.自動動態(tài)校準(zhǔn)功能，確保精度和準(zhǔn)確性。裝載于主機(jī)的標(biāo)氣瓶如下圖所示：

系統(tǒng)的校準(zhǔn)是動態(tài)的，可以根據(jù)測試的重復(fù)性和操作者對測試標(biāo)準(zhǔn)的不同而進(jìn)行調(diào)整。操作者可以實現(xiàn)對校準(zhǔn)周期的控制；校準(zhǔn)周期為一天/次校準(zhǔn)的情況下，上圖中這個小小的標(biāo)氣瓶能夠提供不低于2年的使用時間；標(biāo)氣的更換是可以在線完成的，方法簡便快捷。

2.油氣分離技術(shù)。系統(tǒng)油氣分離技術(shù)的核心是使用特氟隆(Teflon?)管進(jìn)行油氣分離，此項技術(shù)大大增加特氟隆管束的透氣面積，有效縮短了透氣時間，達(dá)到油中的溶解氣體快速平衡的目的。

只有一個精確而且準(zhǔn)確的測試，才能對變壓器進(jìn)行一個精確而且準(zhǔn)確的變壓器故障評估。

下圖提供了系統(tǒng)中油氣分離單元的位置圖：

3.多級溫度的精確自動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)內(nèi)部具有多級溫度的精確自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。40-200度的升溫控制與動態(tài)測試通過精密的溫控系統(tǒng)實現(xiàn)。

4.油循環(huán)技術(shù)。系統(tǒng)通過內(nèi)部的高可靠性電磁泵連續(xù)從變壓器中抽取代表性油樣。油的流動監(jiān)測系統(tǒng)確保任何時刻都維持油有足夠的流動。

五、總結(jié)

本次安裝的Calisto9型高精度油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，因其具備自動動態(tài)校準(zhǔn)功能，確保每次測試均有最高的精確度和準(zhǔn)確性，使我們對重點變壓器的監(jiān)測真正做到了心中有數(shù)。