1.云南電網(wǎng)有限責任公司文山供電局；2.大連世有科技電力科技有限公司

搞要：根據(jù)國家電網(wǎng)變電設備在線監(jiān)測裝置質量提升方案，變壓器油中氣體在線監(jiān)測周期需設置每兩個小時采樣一次。通過連續(xù)的不間斷的測量，以發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障特征氣體升高的現(xiàn)象。為保障變壓器安全運行，對于變壓器的檢測數(shù)據(jù)必須提高精度，持續(xù)監(jiān)測。因此，對于變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)來說，需要有高效的脫氣技術，穩(wěn)定的載氣供給，高精的檢測器件來保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性、及時性以及有效性。

關鍵詞：真空攪拌振蕩技術；變壓器油色譜在線監(jiān)測；系統(tǒng)；運用

1 運用技術

新型的氣源發(fā)生器變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測裝置、氣體發(fā)生模塊和儲氣裝置，所述氣體發(fā)生模塊連接到監(jiān)測裝置的主控板上，所述儲氣裝置一端與氣體發(fā)生模塊連接，另一端與監(jiān)測裝置連接，增加了產(chǎn)品的可靠性。在監(jiān)測設備內部加裝一個能實時產(chǎn)生氣體的氣體發(fā)生、凈化模塊，并通過恒定的壓力將氣體輸出，后再通過管路連接接入設備之中，加上程序控制，在設備使用時能夠實時、足量的提供設備需要的載氣。

2 創(chuàng)新點

2.1真空與攪拌振蕩脫氣技術

采用的真空與攪拌振蕩相結合的脫氣技術可在低真空度條件下，利用攪拌的振子與溶質的真空揮發(fā)共同形成溶解氣體的循環(huán)自激，在無任何介質介入的前提下，實現(xiàn)變壓器油溶解氣體的快速有效分離。脫氣效率高、時間短、重復性好，避免對變壓器絕緣油的污染。

2.2冷阱技術

在油色譜檢測中存在油氣分子對色譜柱活性物質的污染，這將嚴重影響色譜柱的分離效果，降低色譜柱使用壽命。通常采用活性劑（如活性碳等）對分離出來的故障氣體進行吸附過濾，可有效降低油氣對色譜柱污染。但活性劑的活化再生特性無法滿足在線監(jiān)測系統(tǒng)長時期穩(wěn)定運行要求。

冷阱是在一定的低溫環(huán)境下，將變壓器油C3以上有機物揮發(fā)成份實現(xiàn)有效冷凝，徹底避免油氣對色譜柱的污染，實現(xiàn)系統(tǒng)免維護要求。

2.3復合色譜柱技術

用復合單柱取代雙柱，簡化系統(tǒng)結構。復合色譜柱在一定溫度環(huán)境下，可有效分離H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等故障氣體，且在不同恒溫條件下，各氣體出峰面積不變，不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的捕峰條件，適用于現(xiàn)場安裝的變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置。復合色譜柱具有柱效率高，抗污染性能好，使用壽命長等特點。

2.4氣體檢測器技術

采用集成傳感技術，敏感元件和控制電路集成在獨特的陶瓷硅芯片上，對應設計的故障氣體受檢氣室，具有最小的死體積，可大大提高檢測靈敏度。

和FID、TCD傳感器相比，不怕中毒，壽命長。和其他非色譜檢測法對比，檢測器構造簡單，體積小巧，檢測靈敏度高。

2.5載氣發(fā)生模塊技術

載氣發(fā)生模塊包括載氣發(fā)生源，凈化裝置、載氣存儲裝置，載氣流量調節(jié)裝置與控制系統(tǒng)。利用氣體壓縮機，將壓縮空氣凈化處理后存儲到儲氣罐中，通過壓力開關，壓力傳感器控制氣體壓縮機工作，保證監(jiān)測裝置持續(xù)、有效運行，不需要使用高壓載氣瓶。采用高分子納米技術的氣體凈化裝置可以。

3 預期成果

氣源發(fā)生器變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，使用真空攪拌振蕩脫氣技術，采用高性能嵌入式處理器，能夠使色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。項目研究預期達到的成果有以下幾個方面：

●在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的濃度及增長率。采用微水監(jiān)測單元檢測油中微水H2O；

● 定量清洗循環(huán)取樣方式，真實地反應變壓器油中溶解氣體狀態(tài)；

● 油氣分離安全可靠，不污染，排放和不排放變壓器油可由用戶自己選擇；

● 采用專用復合色譜柱，提高氣體組分的分離度；

● 采用進口特制的檢測器，提高烴類氣體的檢測靈敏度；

● 高穩(wěn)定性、高精度氣體檢測技術，誤差范圍為 ± 10%；

● 成熟可靠的通信方式，采用標準網(wǎng)絡協(xié)議，支持遠程數(shù)據(jù)傳輸；

● 數(shù)據(jù)采集可靠性高，采用過采樣技術先進的高速模數(shù)轉換器，24位分辨率，自動校準；

● 多樣數(shù)據(jù)顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數(shù)據(jù)存儲壽命為10年；

● 環(huán)境適應能力強，成功應用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區(qū)；

● 抗干擾性能高，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標準；

● 提供有兩級報警功能，報警信號可遠傳；

● 開放的數(shù)據(jù)庫，可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng)；

● 更快的分析周期，最小監(jiān)測周期為40-60分鐘，可由用戶自行設置；

● 油氣分離速度快，僅需10分鐘多鐘左右，采用特殊的環(huán)境適應技術，消除溫、濕度變化對氣體分配系數(shù)的影響；

● 分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術，消除回注變壓器本體的油樣中夾雜的氣泡，多層隔離式回注油技術，絕對保證載氣不會帶進變壓器本體中；

● 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達 ± 0.1 ℃，設備配有自動恒溫工業(yè)空調；

● 采用嵌入式處理器控制系統(tǒng)，將油氣分離、數(shù)據(jù)采集、色譜分析、濃度計算、數(shù)據(jù)報警、設備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等情況，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；

● 功能接口電路采用光耦隔離設計，進一步提高系統(tǒng)抗干擾性能；

● 采用以太網(wǎng)方式，可實現(xiàn)全數(shù)字、遠程數(shù)據(jù)傳輸、控制和參數(shù)設置；

● 加強系統(tǒng)故障診斷功能，提供改良三比值法、大衛(wèi)三角法和立方體圖示法，給出診斷結果；

● 加強系統(tǒng)自檢，增加遠程維護功能，提供設備異常事件報警；

● 支持 61850通訊協(xié)議，提供同類監(jiān)測設備組網(wǎng)功能，可實現(xiàn)某一區(qū)域的集中遠程診斷；

● 可擴展性高，可便捷的與其它監(jiān)測裝置集成；

● 無鋼瓶設計，不需要每年更換載氣，大大減少了售后維護量，并且沒有高壓容器在變壓器旁，設備安全性得到充分保障，沒有任何安全隱患。

圖17 現(xiàn)場安裝示意圖

4 技術性能指標

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