變壓器油色譜在線監測裝置存在的問題闡述

羅舒婷

(國網青海省電力公司檢修公司，青海西寧 810000)

1.數據準確度的分析

1.1 測量誤差

根據《GDW 540.2變電設備在線監測裝置監測規范第2部分：變壓器油中溶解氣體在線監測裝置》中對于在線監測裝置測量誤差的要求[1]：

（1）同一油樣在變壓器油中溶解氣體在線監測裝置進行分析測試，取相同油樣用實驗室氣相色譜儀進行分析測試，且實驗室測量數據的重復性滿足 GB/T17623 中§9.1的要求，以實驗室氣相色譜儀測量結果為基準。

（2）合格判據：按下式計算測量誤差，偏差值應滿足表1、表2的要求。

表1 MGA2000-6在線監測裝置與實驗室色譜試驗數據對比（某330kV變電站#2主變）

表2 Transfix在線監測裝置與實驗室色譜試驗數據對比（某330kV變電站#2主變）

以我公司應用的兩個廠家在線監測裝置為例計算其測量誤差：

以上誤差的計算可以看出某些組分會超出測量誤差要求的30%，超出多少，具有很大的隨機性，這也造成了與離線數據比較后的在線監測數據沒有了實際意義，有時還出現誤報警信號，干擾判斷。那么在線監測裝置的監測數據就確實沒有參考價值了嗎，從數據增長趨勢的方向來分析兩者之間的關系。以某330kV變電站#4主變離、在線數據繪制趨勢圖，如圖1、圖2所示。

圖1 某330kV變電站#4主變氫氣離、在線數據趨勢圖

圖2 某330kV變電站#4主變甲烷離、在線數據趨勢圖

圖1為變壓器油中H2含量在線監測數據與離線色譜儀數據的趨勢比較，從圖1中可以看出，多次數據整體呈現出的趨勢是基本吻合的。

CH4作為幾種故障特征氣體中較為重要的氣體，對它也進行了單獨的趨勢分析，圖2為變壓器油中CH4含量在線監測數據與離線色譜儀數據的趨勢比較，發現多次數據整體呈現出的趨勢也是基本吻合的。

C2H2作為火花放電、電弧放電的主要特征氣體之一，高溫過熱故障也會產生C2H2，很低的濃度水平就能夠反映出設備潛伏性故障，所以對C2H2的檢測靈敏度要求更高。從圖3為變壓器油中C2H2含量在線監測數據與離線色譜儀數據的趨勢比較中可以發現，離線數據為0的C2H2，在線監測裝置的數據波動很大，如果波動范圍一定，則不會造成設備的誤報警，但有時出現原本為零的數據突增的情況，這對于設備日常運行是一個非常大的干擾。

圖3 某330kV變電站#4主變乙炔離、在線數據趨勢圖

目前，綜合以上分析，從裝置數據準確度看，還有很大的提升空間，數據的誤差還處在一個比較大的水平，無法滿足規程要求。從數據的整體趨勢看，在線監測裝置的數據具有參考價值。

1.2 特征氣體的非正常改變

以色譜法為基礎的在線監測裝置在運行中偶有誤報警的情況發生。該類裝置氣體組分分離是由色譜柱完成，各組分在色譜柱中的運行速度不同，經過一定時間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器。檢測器的作用是將色譜柱中物質濃度轉化為電信號，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。

在這個過程中就容易受到一些因素（溫度、載氣壓力等）的影響而出現氣體峰位移，造成誤報警。也有可能表現為相鄰兩烴類氣體峰發生部分融合或疊加，甚至出現鋸齒峰和多種干擾峰等情況。如果相鄰組分的峰發生出現鋸齒峰和多種干擾峰等情況，故障通常為油氣分離單元中的氣室進油、載氣調控閥工作異常、控溫元件接觸不良及氣體分離部件異常等。

而此類問題在以光聲光譜為測試原理的裝置上就少有發生，光聲光譜的特點是無需載氣及氣體分離，可對混合氣體進行測量；檢測精度主要取決于氣體分子特征吸收光譜的選擇、窄帶濾光片的性能及微音器的靈敏度，分辨率很高。由于各氣體分子本身吸收光譜的特性固定，所以不會產生氣體含量誤報警的情況。

2.傳輸異常

2.1 通信部分檢查

通信部分可以使用相應網絡通信檢查指令ping，一般數據上傳變電站監控機的IP地址及掩碼IP地址均中斷，可判斷站端至主站通信鏈路發生故障。掩碼IP地址檢查正常，監控機的IP地址中斷，可判斷變電站端監控機故障或其至變電站通信交換機之間通信鏈路發生故障。監控機的IP地址及掩碼IP地址檢查均正常，可判斷變電站端監控機程序工作異常或就地檢測裝置發生故障[2]。

2.2 監控機部分檢查

監控機部分可以運用遠程登錄方式進行檢查。通過遠程登錄檢查，可以診斷監控主機各類程序運轉情況，或檢測就地利用裝置連接軟件測試功能是否正常，檢測裝置故障情況。

2.3 就地監測裝置部分檢查

就地檢測裝置部分可以運用遠程登錄監控主機，利用監控主機安裝的診斷程序，測試就地檢測裝置各元件工作情況，實現診斷就地檢測裝置情況。

3.結論

現階段油中溶解氣體在線監測裝置的應用中，問題較為突出的有，檢測數據誤差大，檢測數據誤報警，通訊故障問題突出。從裝置本身看，監測設備壽命短，維護工作量大，提供的數據可靠程度遠低于人員維護成本。

當前形勢下，越來越注重設備的狀態評價，安全穩定運行，防患于未然。使得變壓器在線色譜監測裝置的應用勢必會更加廣泛，要在保證裝置滿足測量誤差要求和最小檢測濃度的基礎上選型設備，并確保其性能的長期穩定性。數據處理正確、真實，裝置與后臺機與監測系統連接可靠，減少維護次數，解決了以上問題的絕緣油在線監測裝置就會是對色譜分析的一個有益而必要的補充，真正實現有效、實時、連續的監測，及時反應設備運行狀況。