變壓器在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)在電網(wǎng)220kV變壓器中的應(yīng)用分析

江方程

摘 要 在220kV電網(wǎng)運行的過程中，大型變壓器的應(yīng)用非常關(guān)鍵，其直接關(guān)系著電網(wǎng)運行的質(zhì)量。但在變壓器在正常運行的過程中，變壓器內(nèi)部故障很有可能會在短時間內(nèi)引起電網(wǎng)大面積受損。研究顯示，變壓器在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用將有利于變壓器內(nèi)部的故障檢測，故筆者對220kV變壓器的在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)進行了研究，并指出了在線色譜檢測系統(tǒng)在變壓器中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 變壓器;220kV;在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)

220kv變壓器是電網(wǎng)中的重要組成設(shè)備，在電力設(shè)備運維工作中，變壓器故障檢修是重點內(nèi)容。而隨著現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展以及信息技術(shù)、電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，當(dāng)前電力企業(yè)在變壓器設(shè)備運行監(jiān)控的過程中應(yīng)用了在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)，在線色色譜監(jiān)測系統(tǒng)通過對變壓器油色譜狀態(tài)分析以及微水分析等，去了解變壓器設(shè)備的運行狀況，從而判斷變壓器設(shè)備是否發(fā)生故障。很大程度上提升了變壓器監(jiān)測的效率。

1變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)分析

變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用很大程度上提高了我國電力運行故障檢測的效率，當(dāng)前我國電力企業(yè)中常見的變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括以下幾種。

首先，是利用烴類氣體的在線監(jiān)測方法。變壓器中有變壓器油，烴類氣體在變壓器油中的分子產(chǎn)生速率各不相同，通過對烴類氣體的變化分析去了解變壓器在線監(jiān)測裝置的運行狀態(tài)。

其次，變壓器在線監(jiān)測微水分析方法，微水分析方法也是通過變壓器油來了解變壓器裝置的運行狀況。通過監(jiān)測變壓器油中微水和離氫的含量來了解變壓器裝置內(nèi)部絕緣性。

最后，溫度檢測方法也是在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一種。對變壓器油溫度以及繞組裝置溫度進行檢測，了解變壓的熱效應(yīng)是都處于安全狀態(tài)。

在以上三種在線監(jiān)測技術(shù)中使用的氣相色譜法在線監(jiān)測方法最成熟也是應(yīng)用最為廣泛。

2色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的理論分析

色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)是當(dāng)前最為成熟的220kv變壓器故障檢測系統(tǒng)，其主要工作原理如下;在變壓器運行的過程中會出現(xiàn)局部過熱，局部放電等現(xiàn)象，而以上兩種問題都會引起變壓器故障以及變壓器絕緣油異常，變壓器油在熱量和電力的催動下會產(chǎn)生部分烴類氣體，其中包括CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C2H[1]。而在線監(jiān)測系統(tǒng)就是根據(jù)變壓器絕緣油中氣體的組成成分以及濃度來分析變壓器內(nèi)部故障。在具體的監(jiān)測過程中，監(jiān)測系統(tǒng)脫氣裝置是故障特性氣體分析，并利用色譜柱將氣體意義分離，分離后的氣體被氣敏傳感器按順序排列標(biāo)號，最后將氣體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電力信號傳輸給在線監(jiān)測系統(tǒng)儲存裝置，儲存裝置利用數(shù)據(jù)庫分析對比，監(jiān)測故障種類。

3色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

3.1 具體電力監(jiān)測工程設(shè)計實例

本文藝國電南京自動化股份有限公司的兩項電力監(jiān)測系統(tǒng)工程為例，工程分別為安徽池州政源220kV變電站建工在線監(jiān)測系統(tǒng)以及戚縣東220kV變電站油色譜在線監(jiān)測工程。以下是工程在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體設(shè)計應(yīng)用內(nèi)容。

3.2 色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計

兩項工程的色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計包括以下幾個方面;主控計算機模塊設(shè)計、通訊系統(tǒng)設(shè)計以及后臺工作站設(shè)計等方面，以下是具體的模塊分析。

（1）色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的主控模塊，主控模塊包含數(shù)據(jù)信息庫以及數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)，是接受傳輸回來的氣體色譜數(shù)據(jù)進行分析處理，在整個色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能。兩項工程的主控計算機模塊選擇的使用R S485 模塊，在正常系統(tǒng)工作的過程中使用到接收到日常監(jiān)測數(shù)據(jù)后，利用主控系統(tǒng)內(nèi)部計算軟件，對故障氣體的濃度和烴含量進行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用智能譜峰識別技術(shù)分析完畢后，判斷變壓器設(shè)備的運行情況、故障類型以及故障位置等信息。通過主控模塊，能夠有效實現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)分析功能。

（2）通訊系統(tǒng)設(shè)計，兩項工程色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的線路傳輸均使用RS-485工業(yè)總線傳輸，為了最大限度上完善系統(tǒng)通信工程，在線監(jiān)測系統(tǒng)的通訊主機安裝在監(jiān)測變電站附近，總線將主控室主機和變電站幾方各控制室分機連接，每個主控變電站通訊機都有固定的IP地址，通過線路和網(wǎng)絡(luò)的連接是各通訊主機與控制室分機相互連接，從而組成網(wǎng)絡(luò)。在通信系統(tǒng)建立的過程中，監(jiān)控中心和主站都有WEB 數(shù)據(jù)發(fā)布功能，從而很大程度上提升了在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，更有利于變壓器故障判斷和檢修。

（3）后臺工作站的組成，本工程在后臺工作站系統(tǒng)建立時，選擇使用每一個變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)都安裝后臺工作站[2]。后臺工作站具有數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)查詢、自動報警以及故障診斷功能。后臺工作站在具體的工作過程中使用互聯(lián)網(wǎng)與其設(shè)備連接，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，收集到信息進行儲存或者對主控系統(tǒng)發(fā)出的故障報警指令進行報警，從而實現(xiàn)變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的報警功能。

（4）在系統(tǒng)整體設(shè)計中，不能缺少軟件功能的設(shè)計，軟件功能設(shè)計也是在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)的組成部分。本工程色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟件包括通訊軟件、監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)分析軟件、數(shù)據(jù)計算軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件、常規(guī)操作系統(tǒng)軟件等，在色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)正常運行工作的過程中，各項軟件都要進入到工作的狀態(tài)，來保證在線監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。

（5）系統(tǒng)整體構(gòu)成構(gòu)件。兩項220kV色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成構(gòu)件為就地部分和主控系統(tǒng)，其中就地系統(tǒng)包括系統(tǒng)主機、氣瓶以及連接油管[3]。而主控系統(tǒng)包括主控模塊以及計算機各軟件組成。在具體的工作中，就地系統(tǒng)先完成變壓器油樣采集，緊接著將信息傳輸給主控模塊，分析好后傳輸給后天工作站，實現(xiàn)變壓器在線自動檢測。

4結(jié)束語

變壓器裝置是220kv電網(wǎng)運行當(dāng)中的重要裝置，直接關(guān)系著電網(wǎng)運行的質(zhì)量，而面對變壓器裝置故障，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式效率太低，使用到色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)變壓器運行在線監(jiān)測，甚至在變壓器發(fā)生故障之前進行預(yù)測，很大程度上提高了變壓器監(jiān)測的效率。希望本文能夠?qū)ψ儔浩餮b置的色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展有所幫助。

參考文獻

[1] 楊旭，高文勝，張立華.變壓器在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)在廊坊電網(wǎng)220kV變壓器中的應(yīng)用[J].變壓器，2011，48（8）：70-71.

[2] 于鮮莉，車傳強.蒙西電網(wǎng)首臺220kV變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置在薛家灣供電局投運[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012，30（3）：72.

[3] 鞠文凱.變壓器絕緣油在線色譜分析在重鋼新區(qū)電網(wǎng)的應(yīng)用[J].重鋼機動能源，2010，（3）：41-43.