电力系统主变压器在线监测装置技术改造

文/靳军，安徽响水涧抽水蓄能有限公司

1 主变油色谱在线监测装置现状

电力变压器油中的多种故障气体的色谱分析及多比值、TD图等方法是判断电力变压器高效安全运行重要依据。但传统的油色谱主要是依靠对变压器电压等级进行周期性试验来分析，有些发展期较长的故障在定期取样期间不一定监测出来，因此，通过在线监测手段对变压器油中气体成分进行监测，做到实时掌握设备的运行状况，及时掌握电力变压器内部故障并故障预测和趋势，是一项很有使用价值和发展潜力的技术。

变压器在运行过程中，变压器油在过热、放电和电弧等作用下会产生故障特征气体，而故障特征气体的成分、含量及增长速率与变压器内部故障的类型及故障的严重程度密切相关，通过分析变压器油中溶解气体（《GB/T 7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则》）诊断变压器内部故障，其准确和有效性已被监测实践所证明。因此，变压器油中溶解的故障特征气体的在线监测必将广泛应用于电力系统中。

2 目前主变油色谱在线监测装置现状概述

某电厂有4台主变在线监测装置，1-4号主变在线监测装置投运时间为2011-2012年，型号为美国serveron公司TM8型，厂家为北京华电云通电力技术有限公司的变压器油中溶解气体在线监测装置，主要监测主变压器设备油中溶解气体如：氢气、一氧化碳等。

目前1-4号主变在线监测装置自投运以来出现过多次服务灯误亮等缺陷，且监测装置正常运行所需标准气瓶、载气瓶给定保质期为3年，但投运后仅2年即出现标准气瓶、载气瓶含量不足。同时现有设备只能通过每月一次对监测装置进行数据采集分析，无法实现实时在线数据监测，不利于运维人员对主变运行情况进行实时监测。

3 主变油色谱在线监测装置缺陷汇总

1）发现时间：11-9-3 17:25:35；

缺陷描述：1号主变在线监测装置服务灯亮无法复归；

发生原因：未进行检测程序初始化工作；

2）发现时间：12-10-15 08:07:47；

缺陷描述：4号主变在线监测装置服务灯亮，不能复归；

发生原因：标气瓶的阀门未打开；

3）发现时间：14-4-1 08:33:07；

缺陷描述：1、2号主变在线监测装置“服务”灯亮；

发生原因：1号主变在线监测装置无标气；

4 进行技术改造更换新一代的主变油色谱在线监测装置

经过对现行主变在线监测装置优劣分析，总结出主变油色谱在线监测装置的改造方向上有如下这些要求：

4.1 接入安全性要求

监测装置的接入不应导致被监测设备设备的其他安全隐患，绝缘不能降低、不能破坏密封条件；承受油压等；防止与外界隔离不严密，其他气体和水分渗入。

4.2 油样采集部分要求

油样采集应采用微压油循环取样方式，满足不污染油、循环取样不消耗油等条件。所取油样必须能代表变压器中油的真实情况，取样方式不影响主设备的安全运行，并确保回油不影响变压器安全运行。

4.3 油气分离方式要求

油气分离实现溶解气体与变压器油的分离，采用的方法宜为动态顶空脱气方式或其他成熟的分离方法，禁止使用渗透膜方式。

4.4 气体检测方法要求

工作原理采用GB/T 17623-1998 《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》的经典色谱分析法。检测器采用热导类型检测器，应稳定性好、结构简单、对所有被检物质均有响应。

4.5 系统通信

状态监测系统的信息交互应遵循《变电设备在线监测I1接口网络通信规范》和《变电设备在线监测I2接口网络通信规范》。

4.6 取样管路要求

油管须采用紫铜材质，油管外应加管路伴热带、保温管等保温部件及防护部件，以维持管路温度在 0℃ 之上，保证变压器油在管路中的顺利流动。

4.7 设备的外壳要求

采用能够防腐蚀、防锈蚀的不锈钢材料制成，结构坚固、牢靠。外表面应有防止金属氧化的涂层，涂层应均匀美观，设备应能在户外、全天候条件下正常工作，其外壳防护等级应符合IP55的要求。监测装置箱体外壳应可靠接地，防止人员触电。

4.8 功能要求

变压器油中溶解气体在线监测装置应满足的基本功能如下：

(1)监测组分：监测量应包括7 种特征气体。

(2)监测装置应具备长期稳定工作能力，具有现场校验模式， 提供校验用硬件接口；人工标定其定标周期应不大于1年；

(3)监测装置的最小检测周期不大于2小时，且检测周期可以通过现场或远程方式进行设定；

(4)变压器油中溶解气体在线监测装置需提供检出气体浓度、产气速率等数据并设置报警限值和功能。

(5)具有恒温、 除湿等功能。

(6)满足实现与监控系统的通讯要求。

5 改造后的一些系统构造和功能

改造的变压器油色谱在线监测系统集色谱分析、专家诊断系统、异常报警、通信等功能于一体，通过对变压器绝缘油中溶解气体进行测量与分析、帮助变电技术人员及时掌握设备的状况，及时发现和判断变压器内部运行故障，随时掌握故障的发展趋势，实现对变压器内部运行状况的在线监测。

6 结束语

目前，电气设备油色谱在线监测技术主要应用在电力系统主变压器的电气专业上，经过多年的不断发展，已经达到较高实用化水平，总结出许多经验和做法。结合近年来电力系统内推行的运行维护一体化工作，实现设备运行状态在线监测，势必大大减少维护人员工作量，对于大大提高工作人员工作效率具有重要意义。