彭偉

摘 要 變壓器油色譜數(shù)據(jù)的在線及離線分析是發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障的重要手段，也是眾多監(jiān)測技術(shù)中較為成熟的。隨著變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)的成熟，在變電站的應(yīng)用也越來越廣泛。本文以500kV南寧變電站油色譜在線監(jiān)測裝置為例介紹了油色譜在線監(jiān)測裝置的原理，并對(duì)比分析#N2B主變油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線檢測數(shù)據(jù)，得出油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)在反應(yīng)主變運(yùn)行狀態(tài)中具有一定參考作用。

關(guān)鍵詞 變壓器 油色譜 在線監(jiān)測

中圖分類號(hào)：TM411 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.02.024

Comparative Analysis of the Main Transformer Oil

Chromatography Data and Submission ?Data

PENG Wei

（China Southern Power Grid EHV Power Transmission Company

Nanning Bureau， Nanning， Guangxi 530021）

Abstract Online and offline analysis of transformer oil chromatography data is an important means of internal transformer faults found， but also many monitoring technologies mature. With the on-line monitoring of transformer oil chromatography technology matures， applications are increasingly being used in substations. In this paper， Nanning 500kV substation oil chromatography-line monitoring device as an example describes the principle of oil chromatography-line monitoring devices and comparative analysis # N2B main transformer oil chromatography-line monitoring data and off-line testing data， derived oil chromatography-line monitoring data in response main transformer running state has a certain reference.

Key words transformer; Oil Chromatography; online monitoring

1 變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置應(yīng)用現(xiàn)狀與意義

樞紐變電站的主變是電力系統(tǒng)中最重要和關(guān)鍵的設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在電力系統(tǒng)通常采用定期取油樣進(jìn)行油色譜分析的方法判斷變壓器運(yùn)行狀況，這種方法受到檢測周期的限制很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部潛伏性故障，因此可能會(huì)造成故障擴(kuò)大乃至設(shè)備損壞。變壓器油色譜在線監(jiān)測很好地彌補(bǔ)了離線油色譜檢測的不足，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障提供了更多技術(shù)支持。隨著在線監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展，變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置越來越成熟，現(xiàn)場應(yīng)用也越來越廣泛。

2 變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置原理

變壓器等充油電氣設(shè)備的絕緣在電和熱的作用下會(huì)逐漸老化和分解，產(chǎn)生少量的低分子烴類及二氧化碳、一氧化碳等氣體。若存在潛伏性過熱或放電故障，氣體大部分溶于油中。隨著故障發(fā)展，當(dāng)產(chǎn)氣量大于溶解量時(shí)便有部分氣體以游離氣體形態(tài)釋放出來，變壓器油色譜分析就是基于這個(gè)原理。

變壓器絕緣油隨著故障點(diǎn)溫度的升高，裂解產(chǎn)生烴類氣體按CH4→C2H6→C2H4→C2H2的順序推移，國際電工委員會(huì)（IEC）通過對(duì)變壓器油中溶解氣體進(jìn)行分析制訂標(biāo)準(zhǔn)以CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4的三比值法對(duì)變壓器狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)變壓器內(nèi)部故障進(jìn)行診斷。如表1、表2。

目前，500kV南寧變電站#N1B、#N2B主變以及崇南甲線、永南乙線高抗采用了美國斯維隆公司的油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。油色譜在線監(jiān)測裝置從兩個(gè)不同位置連接到變壓器的主體上組成一個(gè)回路，油在變壓器和監(jiān)測儀間通過不銹鋼管循環(huán)，監(jiān)測儀配備一個(gè)內(nèi)部氣體析取器用氦氣作為載氣將溶解氣體從循環(huán)的變壓器油中析出，并把氣樣推過色譜柱做色譜分析?，F(xiàn)南寧站油色譜在線監(jiān)測裝置監(jiān)測8 種特征氣體（O2、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2）每 4 個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次色譜分析，可以通過后臺(tái)機(jī)可顯示和設(shè)置 8 種氣體的警告限和報(bào)警限，包括氣體水平的PPM報(bào)警限及氣體變化率報(bào)警限（ROC，PPM/天）。

表1 三比值法編碼規(guī)則

南寧站油色譜在線監(jiān)測裝置提供的在線 DGA 數(shù)據(jù)給出了Rogers比值法和Duval三角法的應(yīng)用，通過觀察一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)測儀提供的數(shù)據(jù)在比值法和三角法中的變化，后臺(tái)軟件可以運(yùn)用改良三比值法、大衛(wèi)三角形法進(jìn)行故障診斷并快速地確定變壓器的健康狀況。利用趨勢圖、直觀的數(shù)據(jù)表格、直方圖顯示變壓器油中各組分含量等數(shù)據(jù)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤分析，從而實(shí)現(xiàn)變壓器在線監(jiān)測。如圖1Rogers比值法和圖2Duval三角法。

Rogers比值法用IEC標(biāo)準(zhǔn)和IEEE標(biāo)準(zhǔn)草案中的故障列表組織DGA 數(shù)據(jù)，以圖形的方式呈現(xiàn)出來。

圖1 Rogers比值法圖形

區(qū)域劃分：OK-正常;PD-局部放電;D1-低能量放電;D2-高能量放電;T1-不超過 300癈的熱故障;T2-熱故障超過 300癈但沒有超過 700癈;T3-熱故障超過 700癈

圖2 Duval三角法的圖形

Duval三角法把DGA結(jié)果以圖形的方式按照IEC60599標(biāo)準(zhǔn)的故障類型分類。

區(qū)域劃分：T1-不超過 300癈的熱故障;T2-熱故障超過 300癈但沒有超過 700癈;T3-熱故障超過 700癈;D1-低能量放電;D2-高能量放電;PD-局部放電;DT為熱故障和放電故障混合區(qū)域。

3 主變油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較

南寧站油色譜在線監(jiān)測儀設(shè)置為每 4 個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次氣相色譜分析，通過對(duì)#N2B主變油色譜在線監(jiān)測特征氣體數(shù)據(jù)求平均值處理（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）與傳統(tǒng)定檢數(shù)據(jù)對(duì)比形成圖表（如表3、表4、圖3、圖4、圖5）。

圖3 #N2B主變A相數(shù)據(jù)對(duì)比圖（ppm）

圖4 #N2B主變B相數(shù)據(jù)對(duì)比圖（ppm）

圖5 #N2B主變C相數(shù)據(jù)對(duì)比圖（ppm）

通過在線與離線數(shù)據(jù)的比較，可以得出兩種檢測方式反映主變絕緣油中含氣量變化趨勢基本相同。但由圖可以看出南寧站#N2B主變在線裝置反應(yīng)的氫氣含量基本為零、離線送檢的二氧化碳含量比在線值低1000ppm左右。考慮到離線數(shù)據(jù)為試管取油樣送廣西電力試驗(yàn)研究院檢測，送檢及檢測可能存在溶解氣體的揮發(fā);而在線監(jiān)測裝置對(duì)含量較少、比重較輕的氣體靈敏度不高且與氣體通過色譜柱的可保存時(shí)間有很大關(guān)系，廠家調(diào)試人員對(duì)#N2B主變在線監(jiān)測裝置也在做進(jìn)一步調(diào)試標(biāo)定。

4 總結(jié)

本文綜合分析比較裝設(shè)在#N1B主變、崇南甲線及永南乙線高抗油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測及離線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出油色譜在線監(jiān)測裝置在反映變壓器及高抗內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)具有一定代表性，可以作為我們判斷主變運(yùn)行狀態(tài)的參考輔助依據(jù)。

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[3] Serveron TM8 變壓器油色譜在線監(jiān)測儀說明書.