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        油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置準(zhǔn)確性校驗(yàn)方法的研究

        2018-06-15 03:15:14郎雪淞鄭維剛趙君嬌
        東北電力技術(shù) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:油樣校驗(yàn)準(zhǔn)確性

        唐 紅,郎雪淞,鄭維剛,趙君嬌

        (1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院,遼寧 沈陽(yáng) 110006; 2.遼寧東科電力有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110006)

        1 概述

        電力變壓器是電力系統(tǒng)中的核心電氣設(shè)備,其安全運(yùn)行直接影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行。變壓器油中溶解氣體分析(DGA)是變壓器內(nèi)部故障診斷的重要手段,為間接了解變壓器內(nèi)部的一般隱患提供了重要依據(jù)。絕緣油色譜技術(shù)是國(guó)際上公認(rèn)的反映設(shè)備內(nèi)部潛在問題最靈敏、快捷且有效可靠的方法。變壓器油中溶解氣體分析的傳統(tǒng)方法是定期到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采樣得到數(shù)據(jù),但此方法存在一定的弊端,根據(jù)GB/T7252—2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》對(duì)運(yùn)行中設(shè)備的油色譜試驗(yàn)定期檢測(cè)周期中要求[1],220 kV及以上變壓器的檢測(cè)周期為6個(gè)月,500 kV及以上變壓器的檢測(cè)周期為3個(gè)月,對(duì)2次定期取樣周期間的變壓器突發(fā)故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

        近年來,隨著科技的發(fā)展和在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷成熟,油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置發(fā)展快速,能實(shí)現(xiàn)通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)絕緣油中溶解的各種故障特征氣體(包括氫氣、氧氣、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳)濃度及變化趨勢(shì),同時(shí)傳輸在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[2],能隨時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況,提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患[3]。

        變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置工作由油樣采集單元、油氣分離單元、氣體檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場(chǎng)控制與處理單元、通信控制單元、主站單元及監(jiān)控軟件8個(gè)部分組成[4]。由于傳感器靈敏度、采樣油路是否合理、色譜柱分離效果等因素的影響,都可能造成數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差或數(shù)據(jù)不靈敏等問題。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種新興技術(shù),還需進(jìn)一步研究,各個(gè)生產(chǎn)廠家的水平參差不齊,因此,裝置在入網(wǎng)前應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一的準(zhǔn)確性和靈敏性的檢測(cè),保證裝置的數(shù)據(jù)有效性,提高對(duì)變壓器油色譜監(jiān)測(cè)的可靠性。

        2 傳統(tǒng)校驗(yàn)方法

        2.1 標(biāo)準(zhǔn)氣樣比對(duì)法

        標(biāo)準(zhǔn)氣樣比對(duì)法是指使用多組不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣樣,檢驗(yàn)在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確,由于油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置工作包括8個(gè)單元,該方法只能校驗(yàn)氣體檢測(cè)單元工作的可靠性,忽略了油樣采集單元、油氣分離單元對(duì)數(shù)據(jù)的影響,因此該方法并不能保障入網(wǎng)校驗(yàn)的準(zhǔn)確性[5]。

        2.2 標(biāo)準(zhǔn)油樣比對(duì)法

        標(biāo)準(zhǔn)油樣比對(duì)法是將標(biāo)準(zhǔn)氣體注入一定體積的空白油中,通過循環(huán)泵將油中氣體混合均勻,配成標(biāo)準(zhǔn)油樣,通過實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)油樣濃度,將在線監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)油樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得到裝置的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。這種方法是利用標(biāo)氣進(jìn)行定量配置出標(biāo)準(zhǔn)油樣,但想要配制出理想濃度的油樣很難,在檢測(cè)中需要配置低、中、高至少3組不同濃度的油樣,不同濃度的油樣切換耗時(shí)長(zhǎng),并且氫氣及一氧化碳?xì)怏w容易逸散,油樣的濃度不穩(wěn)定,因此該方法也無(wú)法保證入網(wǎng)校驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

        3 智能校驗(yàn)方法

        為克服上述傳統(tǒng)方法的弊端,研究一種智能校驗(yàn)方法,主要由檢定儀、標(biāo)氣儀及相應(yīng)的氣路控制系統(tǒng)等組成。檢定儀能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)油流程、加標(biāo)氣流程(分為手動(dòng)、自動(dòng)2種方式)、循環(huán)流程、排氣流程、檢定氣壓流程、排廢油流程等功能,可以配置各種不同濃度的樣品油,從而實(shí)現(xiàn)模擬變壓器的效果,檢定儀系統(tǒng)如圖1所示。

        首先將空白油和標(biāo)準(zhǔn)氣加入檢定儀中,在恒溫條件下,油樣和標(biāo)準(zhǔn)氣體在油缸中通過循環(huán)使油中溶解氣體達(dá)到分配平衡。通過測(cè)試油中各組分濃度,把樣品油取出分別在實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。用實(shí)驗(yàn)室氣相色譜和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì),看標(biāo)定結(jié)果是否相同,判斷油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

        圖1 檢定儀系統(tǒng)示意圖

        4 智能校驗(yàn)方法應(yīng)用實(shí)例

        利用智能校驗(yàn)方法判斷某廠家油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,根據(jù)變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范要求[6],利用智能校驗(yàn)方法配置低、中、高3種濃度絕緣油,具體要求:配置烴類氣體小于10 μL/L油樣1個(gè),烴類氣體10~150 μL/L大致成等差關(guān)系的不少于4個(gè),介于150 μL/L和最高檢測(cè)限值兩者之間、氣體含量大致成等差關(guān)系的不少于4個(gè)。合格判據(jù)按照式(1)計(jì)算測(cè)量誤差,測(cè)量誤差不應(yīng)超過±30%。試驗(yàn)結(jié)果如表1—9所示,該裝置3種濃度下數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性均合格。

        (1)

        表1 濃度1試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表2 濃度2試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表4 濃度4試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表5 濃度5試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表6 濃度6試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表7 濃度7試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表8 濃度8試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        表9 濃度9試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        利用智能校驗(yàn)方法切換油樣濃度簡(jiǎn)便,配油時(shí)間較短,能根據(jù)理想濃度配制出偏差在10%以內(nèi)的絕緣油樣,可按照標(biāo)準(zhǔn)配置低、中、高3種濃度范圍的油樣。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        利用本文研究的智能校驗(yàn)方法對(duì)入網(wǎng)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行準(zhǔn)確性校驗(yàn),能最大限度地降低人力、物力、財(cái)力,保證入網(wǎng)裝置的數(shù)據(jù)有效性,提高對(duì)變壓器色譜監(jiān)測(cè)的可靠性,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患,隨時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況,提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則:GB/T7252—2001[S].

        [2] 耿寶宏,張軍陽(yáng),高 強(qiáng).變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)分析[J].東北電力技術(shù),2011,32(11):23-26.

        [3] 丁善昆,韓基昆,王巧珍,等.色譜在線監(jiān)測(cè)裝置在大一變I組主變上的應(yīng)用[J].東北電力技術(shù),1997,18(2):24-26.

        [4] 張皓陽(yáng),蔡志遠(yuǎn),張軍陽(yáng).變壓器油中溶解氣體含量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[J].東北電力技術(shù),2006,27(8):48-50.

        [5] 周永勤,穆志維,王 珂.變壓器油在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其校驗(yàn)方法探究[J].化工時(shí)刊,2014,28(8):33-35.

        [6] 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范:Q/GDW536—2010[S].

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