王 炯，單 鋒

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

1 概述

變壓器油是電器絕緣油中最主要的產(chǎn)品，其主要作用是：保持變壓器內(nèi)部的絕緣，不至于發(fā)生短路和電??；帶走變壓器運行中產(chǎn)生的熱量，使其運行溫度不至于過高。

在正常情況下充油電氣設備內(nèi)的絕緣油及有機材料在熱和電的作用下，會逐漸老化分解，產(chǎn)生少量的各種低分子烴類及一氧化碳、二氧化碳等氣體，這些氣體大部分溶解在油中。當設備內(nèi)部存在潛伏性過熱或放電故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)生速度，隨著故障發(fā)展，分解出的氣體形成氣泡，不斷溶解在油中。在變壓器里，當產(chǎn)生速率大于溶解速率時，會有一部分氣體進入瓦斯繼電器內(nèi)。

實踐證明，故障氣體的組成和含量與故障的類型和故障的嚴重程度有密切關系。因此，分析溶解于油中的氣體，能盡早發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部存在的潛伏性故障并可隨時掌握故障發(fā)展的情況。當變壓器的氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)氣體時，分析其中的氣體組分，并同時分析變壓器本體油樣中的溶解氣體組分含量，有助于對設備情況作出正確的判斷。

2 桐柏電廠變壓器油色譜在線遠程監(jiān)測系統(tǒng)介紹

桐柏電廠采用了MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，可定量、自動、快速的在線監(jiān)測變壓器等油浸式電力高壓設備的油中溶解故障氣體的含量及其增長率，并通過故障診斷專家系統(tǒng)早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。該系統(tǒng)作為油色譜在線監(jiān)測領域的權威產(chǎn)品，為電力變壓器實現(xiàn)在線遠程DGA分析提供穩(wěn)定可靠的解決方案，是電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修制度實施的有力保障。

MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測單元（色譜數(shù)據(jù)采集器MGA2000-6H-01）、主站單元（數(shù)據(jù)處理服務器MGA2000-6H-02）及監(jiān)控軟件（狀態(tài)監(jiān)測與預警軟件MGA2000-6HV2.0.3）組成。現(xiàn)場監(jiān)測單元即色譜數(shù)據(jù)采集器由油樣采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場控制處理單元、通訊控制單元及輔助單元組成。其中輔助單元包括置于色譜數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的載氣，變壓器接口法蘭、油管及通信電纜等。其組成示意圖如圖1所示。

圖1 MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)組成示意圖

3 MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測工作原理

MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)工作時，采用真空差壓方式將變壓器油吸入到油樣采集單元中，通過油泵進行油樣循環(huán)；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體至氣室，內(nèi)置的微型氣體采樣泵把分離出來的氣樣輸送到六通閥的定量管內(nèi)并自動進樣；在載氣推動下，樣氣經(jīng)過色譜柱分離，順序進入氣體檢測器；數(shù)據(jù)采集單元完成AD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、計算和分析，并通過RS485/CAN/100M以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務器（安裝在主控室），最后由MGA2000-6HV2.0.3狀態(tài)監(jiān)測與預警軟件進行數(shù)據(jù)處理和故障分析。如圖2所示。

圖2 MGA2000-6H系統(tǒng)原理示意圖

4 MGA2000-6H變壓器色譜在線遠程監(jiān)測網(wǎng)絡

桐柏電廠MGA2000-6H變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)連接及GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)絡遠程功能，兩個通道互為冗余，用戶可以在遠端顯示監(jiān)測界面、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設置等現(xiàn)場具備的全部功能。

（1）有線接入方式：

MGA2000-6H系統(tǒng)可以組成三級遠程變壓器色譜在線監(jiān)測網(wǎng)絡。一臺數(shù)據(jù)處理服務器（MGA2000-6H-02）設置在電廠中央控制室機房，通過100M以太網(wǎng)控制多臺色譜數(shù)據(jù)采集器（MGA2000-6H-01），每一臺色譜數(shù)據(jù)采集器（MGA2000-6H-01）對應監(jiān)測一臺電力變壓器。

MGA2000-6H 系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)處理服務器（MGA2000-6H-02）接入局域網(wǎng)，局域網(wǎng)上的任一終端瀏覽器都可以在獲得授權的條件下瀏覽數(shù)據(jù)處理服務器（MGA2000-6H-02）數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測數(shù)據(jù)和有關系統(tǒng)信息。

廠端數(shù)據(jù)處理服務器和廠家的遠程監(jiān)控中心可以通過Internet網(wǎng)進行遠程監(jiān)測和遠程維護。

（2）GPRS接入方式：

MGA2000-6H系統(tǒng)利用無線網(wǎng)絡資源組成基于GPRS的在線監(jiān)測網(wǎng)絡，使只要能登錄上Internet網(wǎng)絡的PC都能查看監(jiān)測數(shù)據(jù)。

專職人員配備GPRS接收端，便于及時分析變壓器在線色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)，了解變壓器運行狀態(tài)。

5 變壓器在線油色譜分析在桐柏電站變壓器運行中的應用

MGA2000-6H變壓器在線油色譜系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)種類主要有：歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和譜圖數(shù)據(jù)，針對這些數(shù)據(jù)各自的特點，系統(tǒng)提供了各種直觀、生動的表現(xiàn)方式以及豐富強大的控制功能（見圖3，表1）。

表1 1號主變1月份色譜在線監(jiān)測報表

圖3 桐柏電廠1號主變1月份油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢圖

桐柏電廠變壓器色譜在線監(jiān)測裝置為變壓器實際運行狀態(tài)監(jiān)測提供了可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過各類圖表的數(shù)據(jù)反饋，使監(jiān)測人員能實時了解變壓器的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)變壓器運行中的異常，與常規(guī)油色譜試驗室數(shù)據(jù)的分析報告對比，并輔以主變壓器的其它電氣試驗結果，為主變壓器狀態(tài)評估提供判據(jù)，為變壓器運行、檢修提供參考依據(jù)，為制定合理的主變壓器運行、檢修策略提供指導性的意見。

6 結語

常規(guī)的實驗室油色譜分析法判斷故障的可靠性高，但存在一系列不足之處，不僅脫氣過程中可能存在較大的誤差，而且檢測曲線的人工修正也會加大誤差，并存在作業(yè)程序復雜、時效性差、檢測周期長、運行人員無法隨時掌握和監(jiān)視本站變壓器的運行狀況等缺點，不能充分發(fā)揮油色譜分析法的有效性和優(yōu)點。因此變壓器油中溶解氣體色譜分析的在線監(jiān)測就成為安全、可靠運行的有效手段之一。

目前，變壓器檢修實行計劃檢修制度，而計劃檢修不可避免會存在檢修過?；驒z修不足的問題。檢修過剩造成人力、財力、物力的巨大浪費，導致設備利用率降低，而且對正常設備可能造成損傷；檢修不足可能導致設備的事故隱患。采用在線監(jiān)測技術可以有效避免這些問題，并為最終實現(xiàn)變壓器的狀態(tài)檢修提供了條件。

[1]電力行業(yè)電廠化學標準化技術委員會.電力用油、氣質(zhì)量、試驗方法及監(jiān)督管理標準匯編[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]孫堅明.電力用油（氣）[M].電力行業(yè)油、氣分析檢驗人員考核委員會；國家電力公司熱工研究院，1996.