吴洁
国网甘肃省电力公司检修公司
随着电网规模不断增大,电力系统的安全稳定问题趋于更加复杂,为保证电网稳定运行,对变压器工作状态的监视与管理提出了更高要求。当前电网系统内的变压器上安装的油中溶解气体在线监测系统由于种类繁多，各厂家产品质量参差不齐，经长期运行后测量准确性变差，且频繁出现误报警，不能满足状态监测要求，给电网安全带来严重的隐患。
关键词:变压器;油中溶解气体;在线监测系统
变压器是电力系统中最主要设备之一,变压器的运行状态安全与否直接关系到整个电力系统的稳定。当变压器发生故障时，产生速度大于溶解速度，一部分气体进入气体继电器引起气体继电器动作。故障初期，由于温度低，产气量少，大部分气体溶解在油中。如果及时分析油中气体组分、含量及发展趋势，就可及时发现变压器内部潜伏性故障、发生部位和程度。油中溶解气体分析是目前判断油浸式电力变压器早期潜伏性故障最方便、最有效的方法之一，是判断充油电气设备内部故障和监视设备安全运行不可缺少的手段。
一、油中溶解气体在线监测技术
1.1在线色谱
变压器在线色谱监测系统通过热油冷却、柱箱与检测器温度控制、油气分离、气路切换、基线的自动调节、样气的定量与进样、定量分析、数据采集与处理等流程，部分或全部地测定变压器油中溶解的H 2，CO，CO2 ，CH 4 ，C 2 H 2 ，C 2 H 4 ，C 2 H 6以及各自的增长率。应用于变压器在线色谱监测系统的油气分离技术要求能够快速、自动、无污染、长寿命以及不消耗变压器油的条件下高效分离出变压器油中溶解的微量故障特征气体。其次，变压器在线色谱监测系统还需要自动、智能的色谱数据处理方法，以及稳定的环境适应能力。其中，进行色谱信号预处理能够有效地提高色谱信号处理的精度，便于下一步算法的处理，目前一般采用滤波方法去除信号中的干扰。
1.2其它在线监测技术及其比较
随着对传感器的深入研究以及传感器技术的发展，已研制出多种新型变压器油中溶解气体在线监测系统。复合分布式气敏传感器是将多个具有不同工作温度与工艺的金属氧化物传感器组合构成一个传感器阵列，当从油中分离出混合气体后，不同的传感器个体分别响应各自的特征气体，从而达到取消色谱柱的目的。针对混合气体的分析易受交叉干扰而使测试结果不准确的问题，研究人员应用神经网络、粗糙集、模糊数学等手段对软件处理进行改进，提高传感器测试的准确率。利用光声光谱技术对变压器油中溶解的特征气体进行分析，同样可以实现对变压器故障在线监测。不同原理的在线监测技术各有特色，但有的系统仅仅处在试用阶段，难以大规模推广，目前应用较为成熟的在线监测系统仍是基于气相色谱原理的系统。
二、油中溶解气体在线监测过程精益化监督管理
2.1入网检测平台的应用
2016 年对某地区 220kV 输变电工程开展油中溶解气体在线监测装置入网检测时，发现 1 台某型号变压器油中溶解气体在线监测装置测量准确性偏低，不符合国网标准 Q/GDW540． 2-2010《变电设备在线监测装置检验规范第 2 部分:变压器油中溶解气体在线监测装置》中对测量误差的要求(最低检测限值或 ±30%，测量误差取两者最大值)，及时发现了质量不合格产品，从源头确保了入网产品质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2形成入网检测制度，实现规范化管理
为确保预入网监测装置的安全性、可靠性、稳定性以及测量结果的准确性，提升监测装置的运行质量和管理水平，依据Q/GDW 536《变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》、Q/GDW 535《变电设备在线监测装置通用技术规范》、《变电设备在线监测装置质量提升方案》以及近年来安徽电网监测装置入网、运行和管理经验，制订了监测装置入网检测管理办法。该制度明确了入网检测监督管理机构组成及职责分工，规定了省公司运检部、省公司物资部、省电科院、省物资公司等入网检测管理部门的职责分工;梳理了入围检测工作流程，工作流程涵盖入网抽检、运输、检测及处置等;规定了入网检测项目，内容包括结构尺寸和外观、测量误差、交叉敏感性、最小检测误差以及测量重复性等，最终为公司实现了监测装置入围监督管理工作贴近工作实际和可操作性提供了制度保障。
三、油中溶解气体在线监测设备管理
变压器油中溶解气体在线监测系统在预测设备潜伏性故障方面起到了非常重要的作用，同时值得注意的是，目前该技术也逐渐暴露出自身的不足，主要表现在系统由于受所采用的技术和元件质量的制约，存在稳定性、灵敏度、时滞性、准确度以及使用寿命等方面的缺陷，误报、漏报现象严重，而且本身的故障率高于变压器。究其原因可以发现，国家电网公司虽已制定了统一的变压器油中溶解气体在线监测技术规范，各生产厂家采用的技术标准各不相同，技术性能和质量也存在一定的差异; 用户对装置了解不多，经验不足; 最主要的还是在线监测装置安装前，没有经过严格的调试与校验，运行过程中又未能及时、定期的进行校正。在这种背景下，很多单位都存在有多套在线监测系统同时运行的现象，这不仅造成了资源上的浪费，更严重的是由于各系统互相不兼容，给在线监测系统的管理维护、监测数据的分析应用增加了很大的难度，甚至导致部分在线监测装置和监测数据无人管理，无法充分发挥在线监测的真正作用，而且在一定程度上阻碍了在线监测工作的进一步推广应用。
将各变电站在线监测设备采集的终端监测数据通过光纤通道上传至在线监控中心，经过存储、计算和处理以后，由服务器进行相应数据的发布，还可以通过浏览器在指定的IP地址对各监测设备运行情况、实时/历史数据、告警、图、表等信息进行浏览、查询、打印等。这些方法的提出，规范了变压器油中溶解气体在线监测技术的推广模式，实现了监测系统以及监测数据的资源共享，克服了多套在线监测设备同时运行所带来的监测设备无人管理、监测数据无人监督、故障报警不及时、数据传输不可靠等一系列问题，充分发挥了监测系统应有的作用，为保障主设备的安全稳定运行起到积极作用。
四、结束语：
变压器油中溶解气体在线监测是气相色谱技术的补充和发展，可作为延长或缩短对变压器检修周期的一个科学依据。利用在线监测装置连续观察变压器动态变化过程，当在线监测的数据出现异常变化时，及时记录变压器当时的运行工况，并结合实验室离线色谱分析结果和高压试验手段，可以帮助我们正确判断变压器故障的原因、性质与程度。但迄今为止，现有系统的研究进展还不够理想，不能很好地满足多种目的的技术经济要求，只有能长期稳定运行，而且不需要或者很少需要维护、价格便宜的在线监测仪才具有长久的生命力。
参考文献:
[1]邓广宪，杨琦伟．浅析变压器油在线监测〔J〕．中国电子商务，2009(8): 102-103．
[2]张皓阳，蔡志远，张军阳． 变压器油中溶解气体含量在线监测技术综述 〔J〕． 东北电力技术，2006 (8): 48-50．
[3]刘剑，张之光．变压器油中溶解气体在线监测〔J〕．科技信息，2007 (13): 25．
[4]鲍利军．电力变压器油中溶解气体在线监测技术〔J〕．云南电力技术，2007，35 (3): 55-56．
论文作者:吴洁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/5
标签：在线论文; 变压器论文; 气体论文; 色谱论文; 装置论文; 监测系统论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第9期论文;