500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

楊志 劉瑞明

摘 要：在電力工程中，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)的預(yù)警設(shè)備的運(yùn)行情況，同時(shí)提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和可靠性?；诖?，本文從整體設(shè)計(jì)、油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、套管在線監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)等方面介紹內(nèi)蒙古500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，然后論述了內(nèi)蒙古500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備控制與監(jiān)視、檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)置系統(tǒng)信息中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：500kV變壓器；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.183

0 前言

變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，是非?？煽康?，它具有在線、實(shí)時(shí)、連續(xù)等功能。電網(wǎng)的運(yùn)行是否安全，很大程度上取決于電力變壓器的運(yùn)行狀況。電力變壓器在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用之后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高、繞組損傷、局部放電、絕緣子老化等現(xiàn)象，這對(duì)變壓器的運(yùn)行產(chǎn)生了極大的威脅，對(duì)變壓器實(shí)行在線監(jiān)測(cè)是十分重要的。

1 內(nèi)蒙古500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

1.1 整體設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中，在500kV變壓器上設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總網(wǎng)關(guān)，隨后在檢測(cè)系統(tǒng)下設(shè)置一個(gè)TRIM-600變壓器有色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即智能控制器。將智能控制器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、廠長(zhǎng)辦公室瀏覽器、web服務(wù)器、分析診斷服務(wù)器、總工辦公室瀏覽器、管理服務(wù)器以及各處室瀏覽器連接在一起。500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、套管在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這樣在進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中可以利用二階有源帶同濾波器的傳遞函數(shù)對(duì)微波器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，二階有源帶同濾波器的傳遞函數(shù)為：

A（s）= A0s/Qw0/[1+s/Qw0+（s/w0）2]

在將所監(jiān)測(cè)和采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€(gè)科室，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)500kV變壓器的在線監(jiān)測(cè)。

1.2 油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是對(duì)500kV變壓器內(nèi)部油的溶解氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此來(lái)判斷500kV變壓器中的故障。油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)分離油氣功能，將油氣分離和油循環(huán)融合為一體，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，待其穩(wěn)定15分鐘，將油循環(huán)啟動(dòng)，改變主變壓器與分析儀之間油管的油循環(huán)，然后在將主變壓器中的一部分油樣抽取，這樣就可以實(shí)現(xiàn)油氣分離。而油色譜在線監(jiān)測(cè)主要結(jié)構(gòu)是智能控制器和監(jiān)測(cè)部件，系統(tǒng)的物理構(gòu)成為：工作站內(nèi)的工控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)分析儀器組合柜、各個(gè)分析儀器與工作站之間的RS485鎧裝電纜。

1.3 套管在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

套管在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由采集設(shè)備、電壓傳感器、無(wú)線電流、以及同步控制單元組成。系統(tǒng)利用同步控制單元將電壓傳感器和無(wú)線電流同步啟動(dòng)，然后將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息傳送到采集設(shè)備中，最后，由采集設(shè)備對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析傳輸?shù)捷斪冸娫O(shè)備管理系統(tǒng)服務(wù)器中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，將電流傳感器安裝到套管末屏穿芯引線上，使兩者同步。其次，利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)接地電流的大小。套管在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是在500kV變壓器上安裝容性設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)傳輸?shù)捷旊娫O(shè)備管理系統(tǒng)服務(wù)器。

2 內(nèi)蒙古500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 在設(shè)備控制與監(jiān)視中的應(yīng)用

500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備與監(jiān)視中的應(yīng)用，是以非常直觀的方式進(jìn)行顯示的。其中主機(jī)對(duì)500kV變壓器的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)視，主要工作狀態(tài)有以下幾種：第一，正在進(jìn)行檢測(cè)的監(jiān)控終端顯示的是閃爍綠色；第二，系統(tǒng)正常工作，但是沒(méi)有進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯示的是靜止的綠色；第三，通訊正常的顯示的是靜止的紅色。所以，500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備控制與監(jiān)視中的應(yīng)用是非常重要的。例如：500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，對(duì)油氣分離裝置中的監(jiān)測(cè)幫助非常大?？梢燥@示監(jiān)控設(shè)備的各種信息，設(shè)備的名稱(chēng)、色譜柱、安裝地址等。當(dāng)應(yīng)用油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔過(guò)程中，其測(cè)量精度分別為±（10%+1）、±（10%+5）、±（10%+1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1），能夠有效控制設(shè)備的正常運(yùn)行[1]。

2.2 在檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況中的應(yīng)用

500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況時(shí)，通過(guò)對(duì)各類(lèi)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，利用密封比較好的末屏蓋外扣和末屏蓋內(nèi)扣的方式對(duì)個(gè)各種氣體的組分含量進(jìn)行分析，然后，將這些數(shù)據(jù)與預(yù)試值進(jìn)行分析作對(duì)比。系統(tǒng)設(shè)定的預(yù)試相對(duì)介損值為0.003；檢測(cè)裝置測(cè)量的相對(duì)值為0.03；預(yù)試電容比率為0.962；檢測(cè)裝置測(cè)量比率值為0.964。這些比對(duì)值能夠充分反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行情況，監(jiān)測(cè)裝置自身的測(cè)量值與預(yù)試測(cè)量值如果是處于相吻合的情況下，而且誤差非常小，說(shuō)明設(shè)備是處于正常運(yùn)行的。反之，如果檢測(cè)裝置測(cè)量的相對(duì)值大于0.1，那么說(shuō)明設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)了故障。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，這樣能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并預(yù)警。

2.3 在處理系統(tǒng)信息中的應(yīng)用

500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在處理系統(tǒng)信息中應(yīng)用時(shí)，用戶(hù)可以單擊在線系統(tǒng)中的設(shè)置按鈕，然后對(duì)系統(tǒng)中的報(bào)警、通訊、各個(gè)設(shè)備的參數(shù)等信息進(jìn)行處理。在處理通訊信息時(shí)，進(jìn)入通訊設(shè)置界面，通訊界面會(huì)提供系統(tǒng)的端口、波特率、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位、停止位等。工作人員可以通過(guò)處理這些信息來(lái)確定設(shè)備的整體運(yùn)行情況。在處理報(bào)警信息時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警界面會(huì)提供500kV變壓器的各類(lèi)報(bào)警參數(shù)。包括警戒報(bào)警參數(shù)、極限報(bào)警參數(shù)、警戒報(bào)警相對(duì)產(chǎn)氣率報(bào)警參數(shù)、極限報(bào)警相對(duì)產(chǎn)氣率報(bào)警參數(shù)。

3 結(jié)論

綜上所述，500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行影響是非常大的。經(jīng)過(guò)上文分析可得，內(nèi)蒙古500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要從設(shè)計(jì)其整體結(jié)構(gòu)、油色譜以及套管等在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；在設(shè)備控制與監(jiān)視中的應(yīng)用，能夠有效控制設(shè)備的正常運(yùn)行；在檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況中的應(yīng)用，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；在處理系統(tǒng)信息中的應(yīng)用，可以確保變壓器正常運(yùn)行，因此，積極研究500kV變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用非常重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]王紅亮，龐佳，張鵬.變壓器運(yùn)輸過(guò)程在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].廣東電力，2017，30（11）：120-123.

[2]姜偉.變壓器在線監(jiān)測(cè)與故障智能輔助判斷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2017.