摘要：变压器是电站的主要变电设备，处于长期运行中，变压器中油中溶解气体在线监测通过分析溶解气体中和有利气体的溶度，判断变压器实时运行状况，以便进一步诊断变压器故障。从而保证变压器处于稳定运行状态。
关键词：油中溶解气体；在线监测；诊断
前言
华光潭梯级水电站地处于浙江省杭州市临安区龙岗镇，位于分水江干流昌化江上游巨溪上，电站总装机容量85MWp，其中一级电站装机2×30MW，二级电站装机2×12.5MW，于2005年10月安全竣工并网发电。该电站是目前杭州地区电网最大的水电站，也是杭州地区电网的黑启动电源。
华光潭一、二级电站是三相油浸自冷双绕组无载调压变压器，一级站主变型号为S9-8000/110，二级电站主变型号为S9-31500/110。
1变压器油中溶解气体在线监测原理
变压器油中气体监测采用色谱分析原理，应用动态顶空脱气技术和高灵敏度微桥式检测器等，实现对变压器油中七种组分和总烃的全检测。通过微桥式热导检测器及各类传感器，对变压器油中溶解气体及微水含量进行现场数据采集，通过A/D转换成数字量，再经数据处理模块进行数据运算及处理，接入主控板进行分析、传输等，同时可通过无线、以太网、RS-485等通讯方式与局域网互联，采用TCP/IP通讯协议、遵循IEC61850协议接入综合在线监测系统进行监控处理。
.png)
图1：系统原理图
2变压器油中溶解气体在线监测
2.1油气分离技术
变压器溶解气体检测中，关键的是油中析取气体。变压器油中溶解气体在线监测油气分离模块，对油中溶解的七种和总烃进行在线自动分析，同时不能对变压器油箱中的其余油品产生污染。油气分离模块，油气平衡过程一般较短，通常情况下小于24小时，为避免设备运行过程中出现异常情况，需要在线监测系统自行看护。另外变压器油中溶解气体在线监测，还应当关注保障油气分离的关键元件使用寿命问题。在线监测设备采用的油气分离技术动态顶空式分离技术。
动态顶空式分离技术是在色谱柱之前通气到油中，将油中气体置换出来，送入监测装置。动态顶空式分离技术脱气速度快，为避免载气进入变压器油箱当中，从而不能循环使用油样，油样不具有代表性。另外，在脱气完成后，须进行的关键步骤是将油样放掉，如此一来，每次检测，都会产生少量的油耗。
2.2工作流程
变压器色谱在线监测系统开机后，首先自检，然后启动环境、柱箱、脱气温控系统，整机稳定后，启动油路循环；变压器本体油样进入脱气装置，实现油气分离；脱出的样品气体组分经色谱柱分离，依次进入检测器；油微水传感器直接安装在油路中，检测油中水活性，分析后的各组分浓度数据和油中微水含量，通过通讯电缆或无线远程通讯系统，传输到后台监控工作站，可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。
.png)
图2：工作流程示意图
3变压器油中溶解气体在线监测装置的技术要求
3.1取样管路
油管采用紫铜材质，紫铜管外部采用二级密封防护；安装在变压器上的取油和回油阀采用SUS304不锈钢材质的法兰阀或特制三通取样阀，确保法兰阀门和三通取样阀永不生锈，阀门与油路管采用不锈钢垫金属硬密封方式，并带有手动保护装置，安全可靠。根据环境需要，油管外加管路伴热带、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。此外与变压器油直接接触的钢制加工件要经过脱氢处理。
3.2油样采集方式
循环油工作方式：油气采集部分需进行严格控制，应满足不污染油、循环取样不消耗油等条件。取样前应排除取样管路中及取样阀门内的空气和“死油”，且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。
3.3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；
(2)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；
(3)变压器油中溶解气体在线监测装置为多组分监测装置，需提供各气体组份浓度、绝对产气速率、相对产气速率数据，并给出产气速率趋势图、实时数据直方图、多组份监测结果的原始谱图，并给出通过改良三比值法、大卫三角法、立方体图示法等方法的综合辅助诊断分析结果；监测装置具有断电不丢失数据、自诊断、自复位的功能；
(4)具有故障报警功能，并可以根据需要设置报警值（如数据超标报警、装置功能异常报警等)；
(5)具有恒温、除湿等功能。
(6)自动实现数据采集、定性定量计算、三比值分析、相对产气速率和绝对产气速率计算、趋势图分析、原始谱图或原始数据查询及故障诊断等功能。
结束语
华光潭水电站一、二号主变通过加装油色谱在线监测装置，实时对变压器油中溶解气体进行监测，及时对变压器进行故障诊断，同时每半年对变压器油进行离线检测，与装置测出数据对比，保证装置检测数据在误差范围内。确保了一、二号主变安全稳定运行。
参考文献
[1]GB／T7252—2001变压器油中溶解气体分析和判断导则[s]
[2]Q／GDW540.1—2010变电设备在线监测装置检验规范第1部分：通用检验规范[s]
[3]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存线监测装置[s]
论文作者:龙霞彬
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：在线论文; 变压器论文; 气体论文; 装置论文; 油气论文; 脱气论文; 电站论文; 《电力设备》2020年第1期论文;