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摘要：变压器油通过油路循环单元将运行中变压器的油采集到油色谱在线装置中，进行油气分离，溶解在变压器油中的故障特征气体经特制的油气分离装置分离后脱气，在内置微型气泵的作用下，进入电磁六通阀的定量管；定量管中的故障特征气体在载气作用下流过色谱柱进行分离，经过气体检测器按气体出峰的顺序分别检测出气体变换成电压信号；数据采集器将采集到的电压信号经过A/D转换器通过CAN总线或者RS485上传给安装在控制室的数据处理服务器，数据处理器根据仪器标定数据进行定量分析，计算出各组分和总烃的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线分析，为检修故障变压器的工作的进行提供第一步资料。
关键词：电力变压器在线监测气相色谱分析
引言
检测变压器绝缘油的色谱情况是监视变压器运行的重要手段之一。传统取样检测对于在次定期取样周期间发生的突发性故障或因此而产生的积累性故障不能及时发现,可能因色谱监督不到位造成变压器事故,难以充分发挥其检测灵敏的优势。近年来,国内外致力于在线监测技术和装置的研制,通过在线色谱监测装置对变压器油进行连续或实时在线监测,能够随时掌握设备的运行状况,判断其运行是否正常,诊断设备内部存在的故障性质、类型、部位和严重程度并预测故障的发展趋势。实践证明它是一项很有实用价值和发展潜力的新技术`”。随着对电力设备实施状态检修工作的推广,今后对于大型变压器的状态检修,会依靠在线色谱仪这一可靠的辅助技术手段。
1分析背景
目前负责的76组500kV变压器（高抗）投入了油色谱在线装置，通过实验室离线分析，也对其数值进行了宏观的校准。经过将近一年的运行维护，发现存在在线方面最常见的故障色谱柱传感器、主板故障、真空泵故障、光电转换器故障、磨砂卡、步进电机及控制模块故障等，究其原因，油色谱在线装置目前仍处于长期的试验阶段，500kV变压器要求每天采集数据两次，它的稳定性直接影响到设备检修的判据，而运行周期超过七、八年的普遍会出现传感器老化、峰偏移，导致数据错误，近10年从无到所有变压器安装油色谱在线装置，普遍厂家在进一步研发中出现了更新换代。因此，针对不同厂家、不同型号的设备的故障分析对现场工作的开展尤为重要，而且随着电网的发展，智能化要求已经慢慢来到我们身边，清洁终端能源配合着优越的智能电网是我们用户用电的最终电网需求。
2在线色谱应用中的问题
以色谱分离技术为基本原理的在线监测装置在世纪年代初已在国外一些电力工业发达的国家研制成功并投人使用。近年来随着国内外色谱技术的发展,已研制出可检测等种组分含量的色谱在线监测装置'月。但由于在线色谱仪本身或其他因素的影响,可能造成在线色谱仪出现测量结果偏差或数据不灵敏等问题。国内相关报道显示因在线色谱取样设计、油路污堵或渗油、油气分离方式、谱图计算等问题产生在线色谱准确性较差或灵敏度较低等情况“一。因此需掌握本地区在线色谱装置设备质量及运行中存在的问题,规范在线装置选用、验收,现场监督检测运行中设备,确保在线监测设备发挥应有作用网。
3故障分析
(1)案例一：油色谱在线装置在冬季易出现的真空泵故障。目前所辖设备中，500kV变电站油色谱在线装置2017年11月至2018年4月，相近主变更换了5组真空泵，后台软件显示真空泵故障，结合这一段时间其他站也频频出现此类故障，究其原因：真空泵在设备运行中需抽真空到-90kPa。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在气温较低的时候，设备直接运行，真空泵工作处于较恶劣的环境，对真空泵的使用寿命和密封性有很大的影响，导致真空泵在运行时抽真空压力不满足正常运行条件。针对此类问题，对现场设备进行了程序升级，对设备运行采取在2017年11月至2018年4月时，设备运行前提前2h设备加温。保证真空泵运行时，设备机柜内温度升高到适合真空泵运行的温度，从而减少出现此类故障的概率。(2)案例二：油色谱在线装置出现马达超速故障。500kV变电站高抗A相数据中断，现场后台数据调试检查，发现显示马达超速故障（疑似油泵故障）：油泵后台程序启动，显示0流速；现场检查油泵振动均匀工作，无异响，检查进出油管，油流速均匀，初步判定主板出现问题。针对此类问题，现场更换主板，后台油泵转速10，显示正常，后台设备运行正常，无马达超速提示。
4在线监测装里性能测试分析
4.1标油模拟平台
标油模拟平台为自主研发,在此前天津电科院所研制在线色谱校准装置经验基础上,进一步优化设计。根据气液溶解平衡原理,采用内置薄膜的密闭金属容器。装置标油配制过程为通过标气口注人置换方式配制空白油样空白油置换完成后,将标气通过定量装置定量后注人配制室,开启油循环泵,促进标气置换置换完全后,剩余气体由排气口排出,关闭标气人口旋阀,打开加压口旋阀,对缸体上部施加气压挤压密封膜,排出配制室内部余气,使配制室内绝缘油处于密封隔绝状态现场测试过程中将出油口、回油口与在线色谱设备连接,连接前打开出油口、回油口阀,排尽管路内空气。打开加压口阀对配制室施加压力,使装置与在线色谱构成循环回路。模拟装置出油口串有绝缘油流量计,在线装置循环取油过程中测试循环油流量,监视油路循环情况,避免所取样为死油或取样管污堵造成的测试偏差。全过程油循环泵处于开启状态,使配置室内部绝缘油保持均一性。使用现场在线色谱现场评估装置得到的标准油样,用实验室的气相色谱仪进行检验,分析理论计算数据与实际测试数据的差异性。所开发的在线色谱现场评估装置的技术优势是设备整体密封性能良好,各组分的误差不大于通过特殊设计的密封膜结构,能同时实现排气和加压功能,使油罐内部能够形成一定的正负压力,并不出现漏油、漏气现象,且依靠压力完成进油、出油工作装置设计简便使用。
4.2最低检测限值
绝缘油色谱分析中,乙炔含量是判断设备内部故障的重要指标。在比对试验中选取各在线监测装置对乙炔气体的最低检测限值作为判断设备检测灵敏度的依据。国家电网公司标准《一变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》中对乙炔最低检测限值应不大于林。在此次测试中,对各在线监测装置实测所提供的色谱图进行估算,的最小检测浓度大多在林左右。结合设备实际运行情况和在线装置运行工况认为,在线监测装置对的最低检测限基本能够满足对运行设备新投运设备除外的故障检测和诊断要求。
结语
从工作中油色谱在线装置应用分析中，从客观数值上看，数值是不被采纳的，它的观察方式是看各种气体组分的一个趋势，不能作为单方面数据的对比。针对有问题的变压器，离线色谱仪分析的色谱数据，在谱图上显示有乙炔数值，但数值不超过0.5ul/L的，在线装置不会显示乙炔的谱图数据。目前在线色谱装置主要是以观察谱图趋势为主，在线油色谱装置应用的500kV变电站，有10余年的历史，最初的故障体现在色谱柱进油，更换核心部件色谱柱，经过不断的创新改进，现在的主要故障体现在零配件故障维修，稳定性越来越高，并且从数据的切合度和算法上也越来越准确。分析设备故障的优越性也越来越凸显，也越来越受社会重视，相信油色谱在线装置在以后工作中会更加成熟。
参考文献:
[1]李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2003.[2]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
论文作者:夏旭,颜晓东,冯卫军,王明,阿迪力•玉素
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：在线论文; 色谱论文; 装置论文; 故障论文; 设备论文; 变压器论文; 真空泵论文; 《电力设备》2019年第1期论文;