摘 要：變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用是實現(xiàn)變壓器狀態(tài)檢修的重要基礎之一，其應用的重要性已經(jīng)顯現(xiàn)出來，并將成為電力系統(tǒng)應用中的重要發(fā)展趨勢。相關人員更加需要對變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用予以深入分析，讓其獲得更大的發(fā)展空間。

關鍵詞：變壓器；油色譜；在線監(jiān)測裝置；應用與管理

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0127-01

通過油色譜監(jiān)測裝置對發(fā)現(xiàn)變壓器早期故障、配合分析故障種類有著重要的意義。運維人員可以根據(jù)油色譜在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)趨勢，及時了解變壓器的運行狀況，提前發(fā)現(xiàn)變壓器存在的潛伏性故障，大大降低了檢修成本，避免更大隱患的發(fā)生。油色譜監(jiān)測裝置已經(jīng)成為變壓器日常檢修維護最重要的手段之一。

1 變壓器油色譜在線監(jiān)測的理論及依據(jù)

微電子技術、高靈敏度傳感器的不斷發(fā)展更新為變壓器油色譜在線監(jiān)測提供可靠條件。變壓器設備一般會通過絕緣油中各氣體濃度以及可燃氣體TCG來診斷故障，變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)是通過廣譜型氣相色譜技術來實現(xiàn)。

①溶解于變壓器油中的故障氣體經(jīng)由脫氣裝置脫氣。②由載氣推動通過色譜柱，色譜柱對通過的氣體進行逐一分離。③針對各故障氣體氣敏傳感器按出現(xiàn)峰順序進行檢測，并將氣體的濃度特性轉換成信號。轉換信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器的處理轉變?yōu)閿?shù)字，并以數(shù)字的形式保存在存貯器中。此過程可保證數(shù)據(jù)的準確性及可靠性，并不間斷地監(jiān)測油中溶解的故障氣體，實現(xiàn)在線監(jiān)測的適時性。

現(xiàn)場通訊設備獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)并傳遞給計算機RS-485模塊，計算機軟件系統(tǒng)將數(shù)據(jù)進行分析并計算出各故障氣體含量和總烴氣含量。通過對氣體的濃度及含量變化來判斷變壓器內部故障，分析故障類型提出檢修建議。

2 設計變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)

2.1 變壓器油色譜在線檢測系統(tǒng)的原理及軟件應用

①安裝滿足用戶通訊需求的變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，將其安裝位置放置在變電站被監(jiān)測的主變附近，以便進行在線色譜分析。②分析結果經(jīng)計算機RS-485傳遞至變電站主控室上位工控機，變電站工控機均配有固定IP，通過電力系統(tǒng)內部網(wǎng)絡與中心機房的總監(jiān)控站進行聯(lián)網(wǎng)，使室內全部油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)均傳送至總監(jiān)控站，實現(xiàn)對所有變壓器油色譜系統(tǒng)的在線監(jiān)測。在總監(jiān)控站可查詢所需要的任何油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)并設置分析周期等。監(jiān)控中心及監(jiān)控主站均具有WEB發(fā)布功能，有權限的管理人員可以在線查詢所需數(shù)據(jù)并根據(jù)需要在系統(tǒng)軟件中進行專家診斷。

2.2 各種設備功能應用

（1）油氣分離。變壓器內部設置了油氣分離裝置進行油氣分離。此裝置采用國際最先進的分離方式-真空排氣，將油中所含氣體全部分離出去。油氣的完全分離避免了測量的誤差，為后序步驟奠定了基礎。

（2）混合氣體分離。需要分析的油樣經(jīng)過油氣分離裝置將油氣分離，分離的混合氣體被載氣裝置推入氣相色譜分離系統(tǒng)，混合氣體經(jīng)氣相色譜柱分離得到單組份的氣體。

（3）分離氣體的檢測。氣體通過分析儀內，經(jīng)其內部氣體檢測器通過傳感器裝置將濃度信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，在通過RS-485通訊裝置傳送至工作站，由監(jiān)測軟件分析最終將數(shù)值轉換為對應油中濃度。

（4）數(shù)據(jù)傳輸。將所得數(shù)字信號通過RS-485通訊裝置傳送至監(jiān)控鉆。斷電后數(shù)據(jù)保持。計算機斷電或者故障時，分析儀器仍按原有設定的內容工作。監(jiān)測分析數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫，有權限人員可以查閱數(shù)據(jù)庫資料實現(xiàn)資源共享。

3 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用實例

某變電站3號主變曾安裝了寧波理工監(jiān)測設備有限公司的MGA2000-6系列變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)，此監(jiān)測系統(tǒng)主要是用來在線監(jiān)測變壓器等充油式高壓設備油中溶解的故障特征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。該色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)分析周期短，分析周期可調，適合色譜跟蹤分析。

通過比較油色譜數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)，在線油色譜數(shù)據(jù)變化情況基本等同于離線油色譜數(shù)據(jù)變化情況，但是，從數(shù)據(jù)絕對值方面來說，二者之間存在著顯著的差別。除此之外，在在線油色譜數(shù)據(jù)中，具備良好的連續(xù)性與穩(wěn)定性，能夠將變壓器的健康情況正確表現(xiàn)出來。

在變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)中，不單單能夠對油色譜數(shù)據(jù)的變化情況，開展實時監(jiān)控工作，還能夠開展數(shù)據(jù)分析與故障診斷等工作，在對變壓器故障類型進行判定的過程中，應用最為普遍的故障診斷方法包括三種，即改良三比值法、立方體圖示法、大衛(wèi)三角形法，利用這三種故障診斷方法，分析并診斷天湖變電所1號主變的油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

通過利用這三種診斷方法，均得出在某水電站3號主變出現(xiàn)了油中熱故障特征氣體組份含量、乙炔組份含量增長中過熱故障，為了對判斷結果的精確性進行驗證，運用改良三比值法，計算離線油色譜數(shù)據(jù)，計算結果也表明確實存在著中過熱故障，該結果與在線油色譜數(shù)據(jù)三種診斷方法結果相同，所以，可以保障油色譜在線監(jiān)測故障診斷功能的精確性。

4 存在的問題分析

4.1 載氣管理

通常情況下，變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的載氣源都是高純氮氣瓶。由于鋼瓶中所存儲的氮氣量有限，經(jīng)過一段時間的使用后，就會出現(xiàn)高純氮氣使用完畢或欠壓情況，很難繼續(xù)開展檢測工作，無法保障在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測功能的連續(xù)性。在各次的檢測工作中，所花費的高純氮氣量基本不會發(fā)生變化，高純氮氣瓶具有固定的含氣量，利用相關計算，就能夠將一瓶高純氮氣使用時間估算出來，通過對氣瓶更換時間進行記錄，可以提前一至二周對氣瓶進行更換，確保系統(tǒng)運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。在場地允許的情況下，為了縮減氣瓶的更換次數(shù)，可以對大容量的高純氮氣瓶進行運用。

4.2 儀器標定

無論是在線色譜儀，還是離線色譜儀，都應當定期開展標定工作。應用范圍最為廣泛的就是外標法。對于離線色譜儀而言，在各次開機的過程中都應當進行標定，倘若長時期不注重標定工作，會對檢測數(shù)據(jù)的精確性造成影響，特別是在對載氣瓶進行更換之后，應當迅速開展標定工作，有效避免數(shù)據(jù)偏差過大情況的發(fā)生。為了使儀器標定這一問題得到順利解決，可以將儀器自動標定的功能模塊加入至變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)中來。

5 結 語

變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的應用及管理方法的提升，為充油設備管理提供了新的管理思路，使形成清晰高效的異常缺陷設備閉環(huán)管理機制成為可能。在實踐運用中，借助于該管理思路，提升了工作效率，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，對保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了技術支持。

參考文獻

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收稿日期：2018-10-10