變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)方法研究

蔣再新

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司欽州供電局，廣西 欽州 535000）

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)方法研究

蔣再新

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司欽州供電局，廣西 欽州 535000）

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以保障大型重要設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)和狀態(tài)檢修。本文主要介紹研究班牙器油色譜在線監(jiān)測(cè)方法，油色譜在線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理。

變壓器；油色譜；在線監(jiān)測(cè)；工作原理

0 引言

大型變壓器中，絕緣油中的氣體含量發(fā)生變化或改變，都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生影響，引發(fā)設(shè)備出現(xiàn)故障。采用油色譜分析的方法監(jiān)測(cè)變壓器工作是否正常，能夠有效保證變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。但是，該檢測(cè)辦法存在一定的弊端，其實(shí)驗(yàn)周期長，成本較高，無法完成及時(shí)反饋。而運(yùn)用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則能夠有效解決之前所述問題，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用隨之引發(fā)人們重視。

1 油色譜在線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）單組份在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。單組份監(jiān)測(cè)設(shè)備在監(jiān)測(cè)中不能及時(shí)反映故障類型，尤其當(dāng)監(jiān)測(cè)的氣體為氫氣時(shí)，單組份在線監(jiān)測(cè)設(shè)備就無法判斷設(shè)備是否有故障存在，及故障的類型。這是因?yàn)殡m然氫氣大部分是由電氣缺陷和油品高溫裂解產(chǎn)生所產(chǎn)生，變壓器在運(yùn)行過程中，金屬材質(zhì)就會(huì)吸附一定量的氫，然后在設(shè)備工作過程中擴(kuò)散出來，而單組份在線監(jiān)測(cè)設(shè)備就會(huì)誤報(bào)警，這種情況時(shí)常發(fā)生，讓其在線監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性降低。（2）多組份的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。多組份的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可以進(jìn)行多重分析，二氧化碳是該檢測(cè)設(shè)備老化的重要指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)非常有必要。在設(shè)備運(yùn)行過程中，絕緣油受到溫度、電場(chǎng)、氧氣、水分以及金屬材質(zhì)的作用，發(fā)生氧化分解反應(yīng)，此時(shí)則會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、氫氣等氣體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國內(nèi)過熱性故障出現(xiàn)次數(shù)最多，而過熱故障發(fā)生的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，并且隨著溫度的升高，其濃度不斷增加，所以該種氣體成為變壓器故障判斷的主要依據(jù)，再結(jié)合氫氣的變化，可以準(zhǔn)確的分析出設(shè)備是否存在故障，能夠預(yù)防生產(chǎn)事故，及時(shí)維修設(shè)備。

2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理

變壓器油色譜能夠?qū)ζ浒踩珷顩r進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，其具有相應(yīng)的系統(tǒng)，并且不影響其變壓器的運(yùn)行。其所囊括的單元非常繁多，包括油氣分離、數(shù)據(jù)采集、色譜分離、現(xiàn)場(chǎng)控制、氣體檢測(cè)等等，以及相關(guān)的通信控制、監(jiān)控軟件、主站單元、輔助單元等。其中油氣分離、色譜分離、氣體檢測(cè)是其最為關(guān)鍵部分。

（1）油氣分離單元。油氣分離單元最重要的工作是將油中的氣體分離出來，采用的方法是平衡溶液法。其主要的操作步驟是在恒溫條件下，通過相應(yīng)裝置將內(nèi)部空間抽為真空，并將樣品倒入其中，從而將油氣分離出來。氣泵鼓泡的工作相當(dāng)于攪拌，能夠讓兩者充分溶解，并達(dá)到平衡，其與實(shí)驗(yàn)室的脫氣方法有異曲同工之處，增加了數(shù)據(jù)的可比性。（2）色譜分離單元。該單元的主要組成部分便是色譜柱，通過色譜柱對(duì)樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其主要是將氣體樣品注入色譜柱，通過色譜柱不同的吸附能力，讓其呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，并結(jié)合不同的固定的分配系數(shù)，對(duì)其組成進(jìn)行分離。該方法應(yīng)用起來簡單，但是準(zhǔn)確性較高。（3）氣體檢測(cè)單元。此監(jiān)測(cè)單元主要是是脫出氣體。溶于油的氣體需要通過色譜柱進(jìn)行分離，通過相應(yīng)的檢測(cè)儀器，對(duì)其氣體含量進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)。光譜型半導(dǎo)體氣敏檢測(cè)器的檢測(cè)原理是吸附在半導(dǎo)體氣敏元件表面的氧氣生成電子捕獲態(tài)樣氧離子，其表面捕獲的電荷使半導(dǎo)體的能帶發(fā)生彎曲耗盡了表面的移動(dòng)載流子，從而能夠讓其分解出可燃?xì)怏w，并通過氧化反應(yīng)，讓其內(nèi)在的電子得以釋放，從而減少相應(yīng)的電阻數(shù)。依據(jù)所檢測(cè)的電阻數(shù)，以及相應(yīng)的數(shù)值，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，從而得出相應(yīng)成分和總烴含量。

3 通過實(shí)例分析變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用

某變電所主變油中總烴含量超過注意值，為了對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，安裝了MGΑ2000-6H變壓器油色譜對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其可以檢測(cè)H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO等氣體。如圖1為離線和在線油色譜記錄的數(shù)據(jù)。

通過檢測(cè)的數(shù)據(jù)和記錄，我們可以得知，離線油色譜數(shù)據(jù)的變化呈現(xiàn)出一定的趨勢(shì)，其變化愈漸平緩。但是，我們通過對(duì)其絕對(duì)值得觀察，可以發(fā)現(xiàn)兩者的差異較大。所記錄的情況也表明在線色譜數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性較好，連續(xù)性也呈現(xiàn)出不錯(cuò)的態(tài)勢(shì)，能夠?qū)ζ溥\(yùn)行情況給予準(zhǔn)確反映。在線油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)其可能存在的故障予以判斷。其主要是通過三種常見的診斷方法對(duì)變壓器的故障類型進(jìn)行識(shí)別，即：三大比值法、大衛(wèi)三角法、立體方圖示法。此三種方法都能夠?qū)χ髯兇嬖谥袦剡^熱故障（300～700℃）進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，通過圖2三比值法的編碼規(guī)則，我們可以得出如下結(jié)果：

編碼的結(jié)果為0、2、1，診斷結(jié)果為中溫過熱故障（300～700℃），與在線油色譜數(shù)據(jù) 3 種方法的診斷結(jié)果一致。由此可以判定，油色譜在線監(jiān)測(cè)的故障診斷能夠保障。

4 結(jié)語

油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠從最大程度上保證變壓器的穩(wěn)定性，能夠節(jié)省相應(yīng)的人力支出，減少取樣的頻繁性，在提高工作效率和質(zhì)量方面所發(fā)揮的作用不可替代。但與此同時(shí)，我們也需要認(rèn)識(shí)到，油色譜在日常應(yīng)用中也存在一些問題。這就需要技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行深入研究，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，為變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供更加可靠的數(shù)據(jù)支持，讓變壓器的應(yīng)用為人們的生產(chǎn)、生活提供保障。

［1］梁永亮，李可軍，趙建國，牛林，任敬國.變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)周期動(dòng)態(tài)調(diào)整策略研究［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014（09）∶1446-1453.

［2］黃新波，王婭娜，劉林，宋桐.變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分析［J］.陜西電力，2013（06）∶56-60.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.198