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(shè)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(shè)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(guān)系。因此，分析溶解于油中的氣體，能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備故障隱患信息，避免設(shè)備事故，減少重大損失，提高設(shè)備運行的可靠性。該系統(tǒng)作為油色譜在線監(jiān)測領(lǐng)域的權(quán)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(wù)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(wù)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(luò)

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(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(luò)。一臺數(shù)據(jù)處理服務(wù)器（MGA2000-6H-02）設(shè)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(yīng)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(wù)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(quán)的條件下瀏覽數(shù)據(jù)處理服務(wù)器（MGA2000-6H-02）數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測數(shù)據(jù)和有關(guān)系統(tǒng)信息。

廠端數(shù)據(jù)處理服務(wù)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(luò)資源組成基于GPRS的在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使只要能登錄上Internet網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(jié)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(jié)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(shè)備利用率降低，而且對正常設(shè)備可能造成損傷；檢修不足可能導致設(shè)備的事故隱患。采用在線監(jiān)測技術(shù)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(shù)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.