（国网新疆电力公司新疆电力科学研究院 乌鲁木齐 830011）
摘要：目前电力行业普遍采用定期检测变压器油色谱的方法，来判断变压器的运行状况，这种定期的色谱分析方法虽然能定量的获取变压器油中故障气体的含量，但由于受到检测周期的影响很难及时地发现变压器的潜伏性，并且检测过程复杂，要求相关人员有较高的检测和分析能力，给监测工作的开展和普及带来了一定难度，在高电压等级变压器上引进先进的变压器油中溶解气体在线监测系统，可及时发现电力变压器运行过程中的潜在故障，有效保证变压器运行的安全性和可靠性，实现变压器实时运行状态监控。
关键词：在线监测；变压器油色谱分析；状态检修
1前言
变压器油中溶解气体在线监测系统是用于变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于110kV以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。2010年国家智能电网规划总报告中提出加大对输电线路状态监测装置及其系统的研制开发，全面建成覆盖全网范围的总部和各网省公司输电设备状态监测系统，利用先进的测量、信息、通信和控制等技术，以线路运行环境和运行状态参数的集中在线监测为基础，实现对特高压线路、跨区电网、大跨越、灾害多发区的环境参数和运行状态参数进行集中实时监测，开展状态评估，实现灾害的预警。
2 变压器油中溶解气体在线监测系统
2.1变压器油中溶解气体在线监测系统原理：
在线监测系统采用色谱分析原理，应用动态顶空脱气技术和高灵敏度微桥式检测器，实现对变压器油中七种组分检测。整套系统集色谱分析、专家诊断系统、自动控制、通讯技术于一体，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现了对大型变压器内部运行状态的在线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况。
2.2变压器油中溶解气体在线监测系统工作流程：
主机接到开机指令后，首先系统进行自检，启动温控系统，进行主机预热。系统稳定后，打开进油管路，变压器本体油依靠自身油压经取样口进入脱气装置，样品组分经过载气的反复萃取，被浓缩在捕集器中，残油排入油罐，经处理后循环回变压器本体，然后样品组分被迅速吹扫到色谱柱中，经过色谱柱将组分分离，依次进入检测器，各组分的浓度被检测器检测，转换成与浓度成正比例的模拟信号，经模数转换，送入计算机，经通讯系统将数据传输到色谱在线监测工作站，工作站软件可对色谱数据进行计算分析，自动生成浓度变化趋势图，并通过专家智能诊断系统进行故障诊断。
2.3变压器油中溶解气体在线监测系统的特点：
在线监测系统与实验室气相色谱分析相比有很大不同，归纳起来主要有以下几点：（1）在线监测要求仪器可靠性高，能长期稳定运行，原则上不允许出现误报警或漏报警。（2）在线监测的诊断方法。在线监测是运行中设备的初期诊断，一方面当监测仪出现报警时，应立即取样进行色谱分析，以确保故障是否存在，进一步判断故类型及其严重程度。另一方面，变压器在一开始运行就含有可燃气体，随运行时间的增长，其含量会不同程度的增长，监测故障的主要依据是气体增长速率。（3）在线监测装置要求具有一定的自动化程度。要求在线监测仪能与计算机联网，储存测试数据，计算气体增长率，依据综合其他测试项目的测试结果，判断设备运行状况。
3在线监测系统在确保电力设备安全运行应用中的实例
图1 1号主变B相高压引线（连接高压绕组端）烧断一根
图2 1号主变B相高压引线（连接高压套管端）有三根过热发黑
某220kV 1号主变，2013年6月2日15：30 1号主变B相在线监测仪可燃性气体总量增长速率过快报警（见表1）。16：30立即取油样进行色谱分析，结果发现与上次数据相比氢气含量从0增长至42.7μL/L，总烃含量从57.09μL/L增长至213.75μL/L，已超过注意值，且总烃相对产气速率严重超注意值达到110%/月（见表2）。当时考虑到变压器故障性质不算太严重，主变又不能马上进行停电处理，故采取了严密监视限制负荷、现场对220kV套管头、升高座、中性点套管等附件进行红外测温，每天1次油色谱跟踪分析等处理措施，并决定一旦出现乙炔，立即停电进行处理。6月6日色谱分析中乙炔为0.11μL/L，并后期不断增长，6月10日停电检查，对1号主变三相所有分接头进行直流电阻测试比较，发现B相高压绕组5个分接头直流电阻比交接时相应数据相比分别增加8%～10%，而低压绕组则正常。故障原因基本上判定为高压套管与引线连接点、中性点套管与引线连接点、分接开关等三个位置。6月17日，对1号主变B相排油检查，检查情况：高压端引线耳向下滑落半个孔位，线耳压接点发黑；将整条引线绝缘剥下，剥到焊接点时，发现四根引线并接的其中一根引线已断，有三根引线过热发黑（见图1和图2）；剥开中性点引线绝缘，未发现引线有过热现象。
表1 1号主变B相色谱跟踪分析数据
表2 1号主变B相在线监测仪可燃性气体含量记录表
故障原因分析及处理：根据上述检查结果，引起1号主变B相故障的主要原因为：引线的压接不良，引线插入线耳的深度只有10—15mm，且只有一个压节点；引线不够长，线耳开叉，引线拉紧时还差半个孔位，引线长期受到大的拉力；四根引线并接时由于阻抗不同，产生环流，加上负荷电流使引线过载发热变黑。6月25日，法国专家在现场对引线问题进行处理。更换四根引线，采用冷压接方法进行焊接。引线焊接后，经质量验收合格，并经引线包绝缘、整体电阻测试、变压器真空注油以及进行各项电气试验、绝缘油试验均合格后，7月4日1号机组重新启动带负荷，1号主变B相运行正常。
4结束语
变压器油中溶解气体在线监测系统与传统检修方式相比具有预知性，它利用不同形式的传感器实时采集各种信息进行综合分析后，给出相应的数据，管理人员根据数据预测设备寿命或发现潜伏故障，及时消除不利因素，该系统的应用可缩小故障停电范围、停电时间，提高配网供电能力，增加系统的可靠性，缩短人员查找和处理故障的时间，节省人力、物力，提高工效和电网运行稳定性。油色谱在线监测系统已成为充油设备安全运行不可缺少的重要手段。
参考文献：
[1]孟玉婵、李荫才等《油中溶解气体分析及变压器故障诊断》 中国电力出版社，2012.10
[2]王仲生《智能检测与控制技术》 陕西：西北工业大学 出版社，2002
[3]吕 泉《现代传感器原理及应用》 北京：清华大学出版社，2006
论文作者:王瑞英1,胡自书2,韩丹丹3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/19
标签：在线论文; 引线论文; 变压器论文; 色谱论文; 气体论文; 监测系统论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第24期论文;