一种高精度油中气体在线监测系统的应用研究

白格平 褚文超 李英俊 邢 峰 靳 虎 肖拥军 汪天星

1.乌兰察布电业局 内蒙古 乌兰察布 012000；2.北京国电迪扬电气公司 北京 100102

一、引言

国内某220kV变电站1号主变压器是由西安变压器电炉厂生产的SFPS7-120000/220型变压器，其投产日期为1991年12月，由于这台变压器是我区重点跟踪的老旧变压器之一，为了便于密切监测，特安装了加拿大摩根谢弗公司(Morgan Schaffer)的最新款Calisto9高精度油中气体在线监测系统。

通过一段时间的挂网运行，我们总结了该高精度油中气体在线监测系统在变压器监测的应用经验。

二、应用研究背景

为确保大型变压器的安全运行，大型变压器的定期检修将被状态维护所替代，这也是今后变压器维护方式的发展方向。

变压器油色谱在线监测装置可对大型变压器实施在线监控，通过分析油中特征气体浓度，随时掌握设备的运行状态，及时发现和诊断其内部故障，并弥补实验室色谱分析方法不能及时迅速监测的缺憾，为实时掌握变压器的运行状态提供重要数据，从而提高设备的管理水平，因此是保证变压器及电网系统安全经济运行的重要手段。

我区对电力设备的安全运行给予了极大重视，对在线监测提出了更高的要求，具体要求如下所述，在此背景下，我们应用了高精度油中气体在线监测系统。

三、监测系统简介

Calisto9高精度油中气体在线监测系统能连续精确监测氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、二氧化碳、氧气、氮气。把它们安装到待监测的变压器上，以保证在早期阶段发现变压器潜在的缺陷。

通过应用总结，结合之前的色谱在线背景知识和经验，我们认为，该高精度的油中气体在线监测系统具有如下技术优势或技术特点：

1)系统能精确监测所有故障气体，无论它们是非常低到格外高的浓度，常规的系统监测7种气体，本系统监测9种气体(七种故障气体和氧气、氮气)；

2)通过与试验室色谱数据对比，和一段时间的运行情况研究，系统具备测试精度高，重复性好的优点；

3)通过观测系统内部数据发现，系统有多级温度的精确自动调节。40-200度的升温控制与动态测试；

4)独具自动动态校准功能，及标气自动调节功能，确保每次测试均有最高的精确度和准确性；

5)其它特点有：维护间隔时间超过两年，耗气量小；适应变电站电气特性的通讯；内置油循环和流量监测；内置常用绝缘油的水分和溶解性系数等。

四、研究应用的技术关键

1.自动动态校准功能，确保精度和准确性。装载于主机的标气瓶如下图所示：

系统的校准是动态的，可以根据测试的重复性和操作者对测试标准的不同而进行调整。操作者可以实现对校准周期的控制；校准周期为一天/次校准的情况下，上图中这个小小的标气瓶能够提供不低于2年的使用时间；标气的更换是可以在线完成的，方法简便快捷。

2.油气分离技术。系统油气分离技术的核心是使用特氟隆(Teflon®)管进行油气分离，此项技术大大增加特氟隆管束的透气面积，有效缩短了透气时间，达到油中的溶解气体快速平衡的目的。

只有一个精确而且准确的测试，才能对变压器进行一个精确而且准确的变压器故障评估。

下图提供了系统中油气分离单元的位置图：

3.多级温度的精确自动调节。系统内部具有多级温度的精确自动调节系统。40-200度的升温控制与动态测试通过精密的温控系统实现。

4.油循环技术。系统通过内部的高可靠性电磁泵连续从变压器中抽取代表性油样。油的流动监测系统确保任何时刻都维持油有足够的流动。

五、总结

本次安装的Calisto9型高精度油中气体在线监测系统，因其具备自动动态校准功能，确保每次测试均有最高的精确度和准确性，使我们对重点变压器的监测真正做到了心中有数。