變壓器絕緣故障在線監(jiān)測(cè)技術(shù)解讀

1、H2、CO2、N2、CH4、C2H2、C2歡迎訪問(wèn) Freekaoyan 論文站變壓器絕緣故障在線監(jiān) 測(cè)技術(shù)歡迎訪問(wèn) Freekaoyan 論文站摘 要：分析了變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)原理，提出以滲透氣體 膜、多氣體傳感器檢測(cè)油中多種氣體為特征的變壓器六種溶解氣體在線監(jiān)測(cè)方 法。通過(guò)對(duì)內(nèi)江大洲壩變電站的主變壓器上實(shí)施變壓器油中六種溶解氣體在線 監(jiān)測(cè)的具體應(yīng)用分析，整體裝置運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，具備在線監(jiān)測(cè)的能力， 并有效發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，可以作為變壓器狀態(tài)檢修的依據(jù) .關(guān)鍵詞： 變電站；變壓器；溶解氣體；在線監(jiān)測(cè)技術(shù)1 在線監(jiān)測(cè)裝置的基本結(jié)構(gòu)及原理 國(guó)內(nèi)目前的一些典型油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置

2、，其中大多數(shù)是針對(duì)H2 或C2H2 單一氣體居多 。對(duì)于油中多種溶解氣體在線監(jiān)測(cè)，目前運(yùn)行的裝置仍主要 采用色譜柱將氣室中的混合氣體依次分離，統(tǒng)一由傳感器采集信號(hào)，送到中心 處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和診斷。近幾年來(lái)在此基礎(chǔ)上，隨著對(duì)多傳感器的研究 和多傳感器測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，已研制出復(fù)合分布式傳感器，將多個(gè)具有不同工 作溫度和不同工藝的常規(guī)金屬氧化物傳感器組合，構(gòu)成一個(gè)傳感器陣列，當(dāng)給 出混合氣體（ H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 等）后，不同傳感器單元分別響應(yīng) 各自的特征氣體，并通過(guò)一定的軟件處理方法排除其余氣體的干擾誤差，這樣 就取消了色譜柱，為新一代變壓器油中多種溶解氣體在線

3、監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)發(fā)奠定了 基礎(chǔ)。盡管近幾年來(lái)日本、美國(guó)等已開(kāi)發(fā)出九種氣體H4、GHb、CO和 C2的在線監(jiān)測(cè)裝置或便攜式的自動(dòng)分析裝置，但從IEC導(dǎo)則和H2、CH4、中國(guó)現(xiàn)行 DL/T 722-2000 導(dǎo)則來(lái)看，改良的三比值法仍是診斷故障性質(zhì)、種 類、程度的主要判據(jù)，也就是說(shuō)，正確、穩(wěn)定地在線監(jiān)測(cè)變壓器油中CH4、C2H2、CH6五種溶解氣體是發(fā)展的方向，或者將反映固體絕緣故障特征的 CC CC一并考慮在內(nèi)，即監(jiān)測(cè)五種至七種特征氣體。這里僅介紹以高分子聚合 物分離膜分離氣體的在線監(jiān)測(cè)裝置：采用分布式傳感器分辨并檢測(cè)氣體，其基 本結(jié)構(gòu)為油氣分離單元、氣體檢測(cè)單元、診斷控制單元。復(fù)合分布式傳感器將多個(gè)

4、具有不同工藝和不同材料組成的金屬氧化物傳感 器構(gòu)成一個(gè)傳感器陣列，當(dāng)給出混合氣體（H2, CC CH、GH4、GH2、C2H6）后， 不同傳感器單元分別響應(yīng)各自的特征氣體，這種檢測(cè)方法是充分利用了不同氣 體傳感器分辨氣體的能力。器）具有一定速度的被測(cè)氣體瞬間接觸傳感器，不僅大大改善了傳感器的峰 同時(shí)減少了被測(cè)氣體在傳感器上的滯留時(shí)間，延長(zhǎng)了傳感器的使用壽命。 這類裝置監(jiān)測(cè)原理簡(jiǎn)單，但對(duì)氣體傳感器的要求極高（采用分布式傳感 ，維護(hù)工作量小，檢測(cè)靈敏度高，特別是對(duì)變壓器故障敏感的 C2H2 的檢測(cè)采用F46膜實(shí)現(xiàn)油氣的自動(dòng)分離，氣體傳感器平時(shí)不接觸被測(cè)氣體，待裝置 檢測(cè)時(shí)由空氣作為載氣將定量管中的

5、被測(cè)氣體帶出同時(shí)接觸分布式氣體傳感 器， 值，靈敏度達(dá)到1卩L/L,完全滿足工程實(shí)際的要求，是變壓器油中六種溶解氣體在 線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。2在內(nèi)江大洲壩變電站具體應(yīng)用分析C2H濃度內(nèi)江大洲壩變電站3號(hào)主變壓器于2002年12月進(jìn)行油色譜化驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn) GH濃度超標(biāo)（大于5卩L/L ）, 2003年3月停電常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)期間進(jìn)行了濾 油處理，變壓器正常運(yùn)行1個(gè)月后，2003年4月12日油色譜化驗(yàn)C2H為 2.6卩L/L ,由于生產(chǎn)任務(wù)重難以停電檢查問(wèn)題原因，為了進(jìn)一步確定 的變化趨勢(shì)，于2003年5月安裝SPJC-5型變壓器油中六種溶解氣體在線監(jiān)測(cè) 裝置，并于當(dāng)月投運(yùn)，每隔3天監(jiān)測(cè)一組色譜數(shù)據(jù)，

6、進(jìn)行連續(xù)的跟蹤監(jiān)視。通 過(guò)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（如表1所示）發(fā)現(xiàn)，6月下旬開(kāi)始，QH濃度有明顯上升的趨 勢(shì)，至2003年8月上旬，CH濃度為5.6卩L/L ,大于閥值5卩L/L ,以后還是 有緩慢的增加。為了分析問(wèn)題的原因，期間加強(qiáng)了常規(guī)油色譜監(jiān)視（檢測(cè)數(shù)據(jù) 如表2所示），并對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和離線測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（如圖 1所示）。由表1、表2及圖1中CH的變化趨勢(shì)可以看出，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與離線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)一致，并反映出6月下旬開(kāi)始，Gf濃度有明顯上升的趨勢(shì)，至 2003年8月上旬，Gh2濃度已大于注意閥值5卩L/L ,以后還是有緩慢的增加。 針對(duì)上述事實(shí)，生產(chǎn)技術(shù)科專責(zé)工程師采用規(guī)程的 國(guó)際改良電協(xié)研究

7、法分析： 三比值編碼為 102碼，診斷結(jié)果為高能量放電。而在線監(jiān)測(cè)診斷裝置采用模糊 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合專家系統(tǒng)綜合故障判別方法，診斷結(jié)論為低能量局部放電兼高溫 過(guò)熱。這表明 3 號(hào)主變色譜在線監(jiān)測(cè)裝置準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)了潛伏性絕緣故障和缺 陷，對(duì)實(shí)施 3 號(hào)主變狀態(tài)維修起到了關(guān)鍵作用。3 結(jié)論 對(duì)于變壓器油中溶解氣體色譜分析的在線監(jiān)測(cè)方法，雖然仍以油中溶解氣 體為反映故障的特征量，但它是直接在變壓器現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)油色譜的定時(shí)在線智能 化監(jiān)測(cè)與故障診斷。這樣，不僅可以及時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)和跟蹤 存在的潛伏性故障，并且可以及時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)對(duì)故障自動(dòng)進(jìn)行診斷，以便運(yùn) 行人員迅速作出處理。同時(shí)，可以降低常規(guī)油色

8、譜分析法的誤差，提高故障診 斷的可靠性。可以在主控室對(duì)變電站每臺(tái)主變的油色譜分析進(jìn)行巡回在線監(jiān) 測(cè)。根據(jù)需要，還可以實(shí)現(xiàn)反映變壓器電氣異常的多特征量（色譜、局放、介 損等）的在線智能化監(jiān)測(cè)和對(duì)故障綜合評(píng)判診斷以及與變電站其它在線監(jiān)測(cè)與 診斷裝置聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站運(yùn)行工況的在線智能化監(jiān)測(cè)與診斷。除此以 外，從變壓器運(yùn)行可靠性的重要性和變壓器與油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的價(jià)格比來(lái) 看，采用在線監(jiān)測(cè)裝置在技術(shù) >' target='_blank' class='infotextkey'> 經(jīng)濟(jì)上都有顯著的優(yōu)勢(shì)，既提高了變電站運(yùn)行 的 >' targ