變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究

曹雅楠

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁835000）

0 引言

MGA2000－6變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是用來在線監(jiān)測變壓器設(shè)備油中溶解的特征故障氣體（H2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2）的含量及增長率，能早期預(yù)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(yùn)行的可靠性。

1 工作原理

MGA2000－6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油樣采集單元，通過油泵進(jìn)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(jìn)樣；在載氣推動下，樣氣經(jīng)過色譜柱分離，順序進(jìn)入氣體檢測器；數(shù)據(jù)采集單元完成A／D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(jìn)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，最后由監(jiān)測與預(yù)警軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和故障分析。

2 色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)常見故障及分析

2.1 有基線，無色譜峰

采集樣氣后得如圖1所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：有基線，無色譜峰。

圖1 有基線，無色譜峰

故障原因及修復(fù)措施如表1所示。

表1 載氣故障原因及修復(fù)措施

2.2 組分保留時間均延后

采集樣氣后得如圖2所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時間均延后，H2保留時間＞130s。

故障原因及修復(fù)措施如表2所示。

圖2 組分保留時間均延后

表2 故障原因及修復(fù)措施

2.3 組分保留時間均提前

采集樣氣后得如圖3所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時間均提前，H2保留時間＜80s。

圖3 組分保留時間均提前

故障原因及修復(fù)措施如表3所示。

表3 故障原因及修復(fù)措施

3 實(shí)例

恰甫其海水電站1#主變基本概況如表4所示。

表4 恰甫其海水電站220kV1#主變

設(shè)備色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)如表5所示。

通過表5可知，自3月4日起數(shù)據(jù)為0。在服務(wù)器上查看色譜基線，發(fā)現(xiàn)如圖1所示紅色譜圖：有基線，無色譜峰。結(jié)合常見故障分析，為載氣故障及載氣回路故障。去現(xiàn)地檢查發(fā)現(xiàn)，載氣已無壓力，需更換載氣。

表5 恰甫其海水電站1#主變色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù) 單位：μL／L

于3月6日更換載氣后數(shù)據(jù)已恢復(fù)正常，監(jiān)測數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 更換載氣后1#主變色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù) 單位：μL／L

3月11日定期巡檢時發(fā)現(xiàn)，自10日起沒有上傳數(shù)據(jù)。經(jīng)檢查，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)服務(wù)器供電正常，但是通訊連接不上，將數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)重新啟動后通訊工作正常。

4 色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室色譜分析的對比

4.1 實(shí)驗(yàn)室色譜分析

色譜分析過程繁雜、環(huán)節(jié)多、人為誤差大；色譜分析周期長，不能監(jiān)測故障的發(fā)展趨勢；故障可能在無任何先兆的情況下發(fā)生，色譜不能及時捕捉；無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測；依靠人工分析檢測結(jié)果來進(jìn)行診斷，對診斷人員素質(zhì)要求較高；目前通常采用三比值法作為故障判斷的準(zhǔn)則，三比值法存在局限性。

4.2 色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)

能夠?qū)崿F(xiàn)自動油氣分離，不需人工采樣；連續(xù)、實(shí)時、在線、自動分析油中溶解氣體；采用故障診斷專家系統(tǒng)，對變壓器故障進(jìn)行自動診斷；可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷。缺點(diǎn)是檢測不出CO2氣體，需定期巡視檢查數(shù)據(jù)是否按時上傳。

5 結(jié)語

利用色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測充油電氣設(shè)備潛伏性故障，已成為變壓器等充油電氣設(shè)備化學(xué)監(jiān)督的一個重要手段。這一檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電時應(yīng)用，可在設(shè)備運(yùn)行過程中連續(xù)、實(shí)時診斷其內(nèi)部狀況，在一定程度上減少了設(shè)備突發(fā)性事故的發(fā)生，確保了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

［1］李孟超，王允平，張洪波.變壓器油氣相色譜分析使用技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2010