一種新型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置的研發(fā)

曾 莉 陳文鴻 朱躍勝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，變壓器油在過(guò)熱、放電和電弧等作用下會(huì)產(chǎn)生故障特征氣體，故障特征氣體的成分、含量及增長(zhǎng)速率與變壓器內(nèi)部故障的類型及故障的嚴(yán)重程度密切相關(guān)，因此傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式難以捕捉到間歇性故障。變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了由一定比例配制而成的高純合成空氣作為載氣，用高壓容器（載氣瓶）進(jìn)行裝載，當(dāng)載氣瓶氣壓不足時(shí)，需要更換載氣瓶。在實(shí)際生產(chǎn)工作中，載氣參與油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的油化試驗(yàn)，每次使用都會(huì)有消耗，當(dāng)消耗到一定程度后，載氣瓶的壓力值會(huì)降低，則需要更換載氣。當(dāng)變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置出現(xiàn)異常時(shí)，載氣消耗情況更加難以掌握，這極大地增加了運(yùn)維成本，亟需研制一種可以實(shí)現(xiàn)變壓器油色譜載氣量實(shí)時(shí)監(jiān)控的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置。

1 項(xiàng)目背景

本文介紹了自行研制的一種可以實(shí)現(xiàn)變壓器油色譜載氣量實(shí)時(shí)監(jiān)控的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置[1]。氣瓶切換裝置用于氣瓶氣壓不足時(shí)對(duì)氣瓶進(jìn)行切換，數(shù)據(jù)記錄傳輸裝置用于記錄高壓壓力傳感器、低壓壓力傳感器的數(shù)據(jù)并傳輸至云平臺(tái)，用戶可以通過(guò)云平臺(tái)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控載氣瓶的載氣情況及載氣瓶輸出氣壓的情況，確保在載氣瓶低氣壓時(shí)可以及時(shí)更換載氣瓶。在油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置出現(xiàn)異常時(shí)可及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，便于合理安排檢修計(jì)劃，減少大量重復(fù)性工作，節(jié)省人力和物力。數(shù)據(jù)記錄傳輸裝置[2]包括數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元、無(wú)線通信單元，數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元[3]與高壓壓力傳感器和低壓壓力傳感器電連接，無(wú)線通信單元與數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元和云平臺(tái)電連接。

圖1 新型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2 裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 裝置結(jié)構(gòu)

新型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 裝置工作原理

2.2.1 裝置整體工作原理介紹

裝置剛開(kāi)始正常工作時(shí)，第一單向閥處于打開(kāi)狀態(tài)，第二單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)第一氣瓶與出氣口之間為通路，第二氣瓶與出氣口之間為斷路，先消耗第一氣瓶的載氣，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第一減壓閥的壓力來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)第一減壓閥的氣壓，使從第一減壓閥流過(guò)后的氣壓到達(dá)出氣口的氣壓處于正常工作氣壓；當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅鞅O(jiān)測(cè)到氣壓過(guò)低時(shí)，將信息反饋給氣瓶切換裝置的控制單元，控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元工作，使第一單向閥關(guān)閉，第二單向閥打開(kāi)，此時(shí)第一氣瓶與出氣口之間為斷路，第二氣瓶與出氣口之間為通路，消耗第二氣瓶中的載氣，整個(gè)過(guò)程第一高壓壓力傳感器、第一低壓壓力傳感器的壓力以及第二高壓壓力傳感器、第二低壓壓力傳感器與第一單向閥和第二單向閥的狀態(tài)通過(guò)數(shù)據(jù)記錄傳輸裝置中的數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元進(jìn)行記錄，并通過(guò)無(wú)線通信單元將數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)，云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并儲(chǔ)存，形成相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)表或者數(shù)據(jù)圖，回傳到工作人員的辦公系統(tǒng)或者手機(jī)，工作人員通過(guò)辦公系統(tǒng)或者手機(jī)APP可以實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)?shù)谝粴馄康臍鈮合拇M，第二氣瓶的氣壓也即將消耗殆盡時(shí)，告警裝置會(huì)發(fā)出告警提醒，運(yùn)維人員可以及時(shí)更換載氣瓶，避免影響油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的正常運(yùn)行。此處告警的臨界值可以人為設(shè)定，例如可以設(shè)定為在后消耗的氣瓶中的載氣值僅剩一半時(shí)進(jìn)行告警提醒，也可以設(shè)置為其他值。

2.2.2 氣壓監(jiān)控模塊工作原理介紹

高壓壓力傳感器和低壓壓力傳感器均為高精度的氣壓傳感器，精度達(dá)到0.1%FS，因此氣壓監(jiān)控更精確。減壓閥用于減壓操作，保證流經(jīng)減壓閥后的氣壓保證在正常的工作氣壓范圍內(nèi)，避免過(guò)高氣壓造成油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的非正常工作，或者是降低其零部件的工作壽命，同時(shí)也可以避免氣壓過(guò)高帶來(lái)的安全隱患。通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)減壓閥的出口壓力，使氣壓始終保持在恒定的范圍。

2.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊工作原理介紹

數(shù)據(jù)記錄傳輸裝置包括數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元、無(wú)線通信單元。數(shù)據(jù)狀態(tài)記錄單元用于記錄高壓壓力傳感器與低壓壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，判斷油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置是否運(yùn)行正常以及載氣瓶是否需要更換。無(wú)線通信單元通過(guò)無(wú)線通信的方式傳輸數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)傳輸變得更加便捷高效。云平臺(tái)是一個(gè)數(shù)據(jù)分析與存儲(chǔ)平臺(tái)，云平臺(tái)可與生產(chǎn)管理系統(tǒng)連接，只需在辦公室打開(kāi)生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行查看便可隨時(shí)掌握各個(gè)變電站各臺(tái)主變的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣情況，云平臺(tái)還可與手機(jī)等其他終端設(shè)備連接，通過(guò)手機(jī)上的APP進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

3 裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

與目前電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置相比，本裝置的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：（1）實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控載氣瓶的載氣情況及載氣瓶輸出氣壓的情況，因此工作人員可及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)氣壓信息，避免了人力巡視造成人力資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，有效提高了工作效率；（2）云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了分析儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存記錄；（3）減壓閥可以確保從出氣口流出的氣壓不至于過(guò)高，進(jìn)而影響到后續(xù)精密儀器的準(zhǔn)確性及設(shè)備的工作壽命，有效消除了安全隱患；（4）在載氣瓶需要更換時(shí)，告警裝置可以及時(shí)提醒運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，避免因氣壓不足而影響在線監(jiān)測(cè)裝置的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文介紹的新型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣余量監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)載氣瓶的載氣情況及載氣瓶的輸出氣壓情況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，有效地提升了變壓器油色譜的監(jiān)控效率，較好地保存了油色譜的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為下一步分析變壓器的運(yùn)行情況提供了數(shù)據(jù)支撐。該裝置附加的告警模塊可以及時(shí)提醒運(yùn)維人員更換載氣瓶，規(guī)避了因氣壓不足給變壓器運(yùn)行帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。