主变压器在线监测装置配置分析.

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变压器油色谱在线检测装置概述及在方家山核电站的应用

变压器油色谱在线检测装置概述及在方家山核电站的应用

变压器油色谱在线检测装置概述及在方家山核电站的应用汤杰【摘要】变压器的安全运行是核电站平稳发电的保证。

变压器油色谱在线检测装置是利用油中色谱分析原理(定性,定量分析溶于变压器油中的气体来实现)来检测变压器的潜伏性故障,而对判断充油设备电器内部故障有价值的气体,即氢气,甲烷,乙烷,乙炔,乙烯,一氧化碳,二氧化碳等称为特征气体。

本文对现在市场上主要的在线监测设备原理及运行效果进行了简单的总结。

根据方家山核电调试及运行阶段遇到的问题,对方家山核电所使用在线检测设备给出了运行评价,希望能给相关从业人员一定的参考。

%The safe operation of transformer is the assurance of smooth plant power generation. Transformer oil chromatogram on-line detection device is the use of oil chromatographic analysis principle (qualitative and quantitative analysis of the gases dissolved in transformer oil) to detect transformer latent fault. For judging oil-filled equipment electrical internal fault valuable gas, hydrogen, methane, ethane and acetylene, ethylene and carbon monoxide, carbon dioxide and other gases called characteristics. Now in the market, the author of this paper is mainly the online monitoring principle and effect has carried on the brief summary. According to some problems in Fang jia shan nuclear commissioning and operation stages, I gave my evaluations to Fang jia shan nuclear power plant by using the online testing equipment, hoping it can give certain reference related professionals.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2016(023)008【总页数】3页(P73-75)【关键词】特征气体;在线监测;运行评价【作者】汤杰【作者单位】中核核电运行管理有限公司,浙江海盐 314300【正文语种】中文【中图分类】T变压器油色谱在线检测系统可在线监测运行设备,准确发现变压器内部的缺陷并通过数据反映缺陷的变化情况。

变压器在线监测配置分析

变压器在线监测配置分析
表 I 变 压 器 在 线 监 测 项 目 及 其 内 容
在 线监 测 项 目 油 中溶 解 气 体 监测 装 置 套 管监 测 装置 局 部 放 电 监 测装 置 铁 芯 电 流 监 测装 置 有 载 分 接 开 关 监测 装 置 电 压 监 测 装 置 温 度监 测 装 置 在 线 监 测 内容 油 中气 体 组 分 含 量 , 水 微 套 管介 损 、 电容 量 局 放 铁 芯接 地 电 流 分 接 开 关 档位 、 械 特性 机 电 压 、 流有 效值 电
表 3 变 压 器 油 色 谱 监 测 装 置 可 靠 性 分 析 表
监 测 油 温 、 却 器 温 度 冷
2 变 压 器 在 线 监测 装 置运 行 数 据 调 查
2 1 监 测 装 置 配 置 现 状 .
国家 电网公 司 白 2 0 0 9年 开始 试 点 智 能 变 电站 建设 , 年 多来 部分 领 域 的试 点 工 程 或 已建 成 , 正 2 或 在实 施 , 累了一 些 智 能 一 次设 备 和在 线 监 测 设 备 积
2 2 监 测 装 置 运 行 可 靠 性 .
截至 21 0 1年 6月 , 省通 过油 色谱监 测技术 共 该
发 现变 压器 缺 陷 4处 , 中 5 0 k 设 备 发现 1 , 其 0 V 处 2 0k 设 备发 现 2处 。同 时 在 线监 测 装 置 运 行 出 2 V 现故 障 、 报 、 报情 况 , 误 漏 统计如 表 3 。
进行 分析 。提 出变压 器在 线监 测 配置 方案 的意 见和 建议 , 工程应 用提供 参 考 。 为 [ 键词 ] 智 能 变压 器 ;在 线监 测 ;配置 关
[ 图 分 类 号 ] T 7 中 M 2 [ 献标识码]B 文 [ 文章 编 号 ] 10 —9 6 2 1 ) 刊 I一170 0 63 8 (0 1 增 0 2—2

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)

电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查. (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测,获取反映变压器绝缘状况的关键参数,包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据,以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据,从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态,并对其绝缘状况做出分析、诊断。

系统实现自动运行及数据上网功能,对监测结果建立状态监测数据库,并进行数据管理、分析、统计、整合,为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。

1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。

为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信,需安装在该系统工控机附近;同时,系统需连接供电局局域网,以实现数据获取和上网功能。

1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写,使用操作系统为WindowsXP系统,数据库采用SQLServer2000 SP4。

2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信,获取与变压器相关数据,并整合录入数据库。

主变色谱在线监测装置探讨

主变色谱在线监测装置探讨


其在 运行 中, 因过 电压 的袭击 以及运 行 中负荷 的 会
变 化 、 缘受 潮 、 绝 油质 劣 化 等 的影 响 , 绝缘 中造 成 残 给
留缺陷。变压器在发生突发性故 障之前, 绝缘的劣化及 潜伏性故障在运行电压的作用下将产生一系列化学效 应及 信 息n 因此 , 时 了解 油浸 变压 器 内部运 行情 况 ] 。 及 并 发 现故 障苗 头 , 保 证 变压 器 安 全 、 靠 、 质 运 行 对 可 优 有 十分 重要 的意义 。
2 1 第 9期 ( 第 8 0 2年 总 4期 )
E EG N N R YC N EV TO N R YA DE EG O SR A IN
缸 源 与
{ } 圭
21 0 2年 9月
主变 色谱在 线监测装置探讨
孙天坤 , 梁 凯 , 张 栋
f 柘城县供 电有限责任公 司, 河南 商丘 摘 460) 7 20
a aysst c noo y tc n r aie t e ltm e mo io ng o o rta so m e n o e a in. n l i e h lg ,i a e lz he ra i n tr fp we r n f r ri p r to Thrug h ha a t rsis o he g s i o h t e c rc e tc ft a i
要: 当前利用色谱在线监测装置监测 变压 器运行 已是一 项较成熟的分析技 术, 能实现对运行 中的 变压器实时监测。
通过 变压器油Βιβλιοθήκη 中特征 气体的含量、 气速率和 三比值 法进行分析 判断, 产 对变压器的潜伏性故障及故 障发展程度提 前做 出分
析 判 断。 达 到 保 障 主 变压 器安 全 经 济运 行 的 目的 。

电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析

电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析

电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析摘要:变压器是电力源系统中非常重要的部分,其正常使用可确保电力源的安全运行。

社会经济的进步对家庭和工业用电的供电设备提出了更高的要求。

变压器作为电力源的重要组成部分,必须升级和改进变压器技术。

同时,在电力运行过程中,有关人员应保障对变压器的维护和检查,尤其要注意变压器油能技术试验,并利用检查结果来明确目前的运行情况。

以数据的形式及时检查变压器的状态,防止严重事故的发生。

关键词:电力;变压器;色谱1 变压器油属性简介从化学角度看,变压器油是一种衍生自石油的产品,其主要化学成分是芳族不饱和烃和烷烃,可以用作优良的矿物油。

变压器油的密度非常低,因此可以有效分离以去除沉积物中的杂质,但是与密度相比,变压器油通常在140℃以上具有很高的闪点。

同时,为了满足变压器的日常运行条件,变压器油的粘度必须适度,粘度太小会散热不均,而粘度太大会降低闪点。

在正常氧化条件下,正常运行中,变压器油中的水溶性酸通常高于4.2。

我国现行运行的变压器油标准为GB/T 7595—2008,变压器油的类型通常根据油的倾点进行分类。

例如,所使用的变压器油包括10号、25号和45号。

根据加油设备的类型,可以选择IEC60296∶2003变压器和开关矿物绝缘油等标准。

无论选择哪种标准,取决于电压水平,新油的击穿电压必须大于35~60 k V范围内的相应值。

2 变压器油性能变化对变压器的影响2.1 化学性质的变化酸性物质,无论是改变p H值的酸性物质还是增加变压器油中水分的酸性物质,都可能对设备造成重大影响,从而可能导致设备损坏。

如果酸值超过0.1,则最好停止使用设备并进行系统维护,以减少对设备的损坏;如果p H值低于0.4,则变压器油中可能会有很多不溶性杂质,安全效果也各不相同[1]。

2.2 电气性能的变化通常情况下,大多数新的变压器油纯度高,介质损耗很小(小于0.01%)。

随着变压器工作时间的不断增加,由于各种因素(例如水分,杂质和中等程度的损坏),变压器油的质量将逐渐提高。

主变压器在线监测装置配置分析

主变压器在线监测装置配置分析

主变压器在线监测装置配置分析摘要:大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,一旦造成变压器故障,将影响正常生产和人民的正常生活,而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失,在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据,使变压器长期在受控状态下运行,避免造成变压器损坏,对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。

主变压器在线监测主要包括:油色谱、温度(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。

关键词:主变压器;在线监测;分析1 概述1.1 目的和意义电力系统一直沿用定期检修和事后检修相结合的检修模式来检查、处理设备缺陷,在多年的实践中有效减少了设备的突发事故,基本保证了设备的良好运行。

随着我国经济的高速发展,电力需求不断增加,电网规模迅速发展,电网设备数量急剧增加,定期检修的工作量剧增,维护检修费用骤增,检修人员紧缺问题便日益突出。

这种运行习惯显然已不能满足电力系统发展的要求。

因此,为了解决电力系统面临的提高供电可靠性、有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等棘手问题,实现状态检修成为必然趋势。

在新建工程中,安装配置或预留一定数量的在线监测装置接口,有选择地对电气一次设备的运行状况进行在线监测,实时检测运行设备的各种参数,及时发现设备的潜在故障,防患于未然,避免恶性事故的发生,使运行维护由定期检修逐步转向状态检修,进一步提供安全、优质的电能。

为此,结合目前国内应用的在线监测技术,通过强调管理和技术分析的作用,以全寿命周期管理理念,结合未来电力技术发展方向,确定该站的在线监测装置方案,及时发现设备的潜在故障,合理延长设备使用寿命,达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的,将会极大的提高供电可靠性,节省检修费用,真正实现高压电气设备的状态检修,为实现变电站电气设备的智能化有着重要意义。

1.2 主要研究内容变电站主变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,一旦造成变压器故障,将影响正常生产和人民的正常生活,而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失,如果能够对变压器运行状况进行在线监测,通过数据分析提早发现或预判设备故障,可以大大提高变压器安全稳定运行可靠性,对电力系统安全可靠运行具有重要的现实意义。

电力变压器常见故障及在线监测技术分析

电力变压器常见故障及在线监测技术分析
科 技 论 坛
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电力变压器常见故障及在线监测技术分析
张 岩
( 国网辽 宁省 电力有限公司沈阳供 电公 司, 辽宁 沈 阳 1 1 0 1 2 1 ) 摘 要: 变压器是 电力 系统 中重要的组成部分 , 主要起到调压和稳压的作 用, 确保电能的正确分 配。 随着科学技 术的快速发展 变压 器 的性 能也 不断的优化 , 而在 长期运行 的过程 中, 由于元件 的损耗 以及 负荷的增加 , 会对 变压器的安全性有所影响。变压器的 内部 结构 比较 复杂 , 所以一旦 出现 故障会为诊 断带来很大的难度 , 影响到整个 电网的安全运行 。为 了提 高变压 器运行的安全性和稳定性 要 加 强故 障诊 断和排除 。在 线监测是一项先进的技 术 , 通过监测设备对变压器的运行状 态进行监测 , 能够及 时的发现故障并且诊 断出故障的部位 缩 短 维修 时间, 提 高维修 效率, 降低 对供 电企业造成 的经济损失。文章对于 电力变压器的常见故 障以及在线监 测技 术进行 了分析 , 对 于提 高变 压器的运行效率具有重要 的意义。 关键词: 在线检测 ; 变压器; 故障 , Nhomakorabea,,
在供 电系统 中, 电能都是 以相同的电压输送到各个变 电站, 但是 含量及产气率来 和故 障时气体进行对 比, 从 而实现对故障 的诊断 。 根据生产生活 的功能需求不 同, 对 于电压 的需 求等级也不相 同, 所 以 而典型的油 中溶解性气体, 包括有 c H 、 C O、 H 、 c 2 H 、 C H 及c H , 均 就需要利 用变压器对 电能进行转换, 以适应用户 的需 求。变压器是 是在通常应用于验证分析 的特征气体。 在具体 的检测 出各项气 体的 调节 电压和转换 电能的重要设备, 一旦发生故 障, 将会对整个供 电系 成分与其含量后, 借 助特征气体 方法 及 比值法等手段来有效辨别变 统造成严 重的影响, 并且影 响到工业 生产 和人们 的 日常生活。变压 压 器 的 内 部故 障 。 器作为 电力系统 中的重要设 备, 要充分 的了解其常见故 障, 然后有针 2 . 2局部放 电的在线检测技术 对性制定 出预 防措施 。在线监测是一项先进 的技术, 对 于变压器的 般 情况 下, 变压器运转 的内部在 出现故障或操作条件 不适时, 故障能够提前预警, 并且根据故障的形式判断 出是否需要维修, 以及 会 导致局 部放 电( P D ) 。经大量 的实践研究表明, P D的应用水平及其 制定 出维修方案, 对于提高电力系统运行 的安 全性 和稳定性具有 重 增 长速率若 出现明显的转化, 可认为变压器 的内部 发生的转化及反 要 的 意义 。 馈至绝缘 中, 因一些缺陷导致的固体绝缘空洞 、 气泡及金属粒子等。 1变压 器 常 见 故 障分 析 当变压器运转出现不畅及 内部有故 障发生时,则会导致局部场 1 . 1 短 路 故 障 强过高而引发局部放电现象 的产生 。 而 当变压器处 于正常运行状态 短路是变压器 的常见故障, 一般都 会发生在出 口电路的位置’ 由 时,则很难 检测 到局部放 电的情况,这就需要利用传感器来进行检 于短路时会产生很大 的电流, 会损 坏到绕组 或者绝缘, 连 同套管 以及 测, 所 以需要在变压器 内部装设传感性 , 从而利用绕组运行时的特定 压 紧装置也会受到影响 。情况严重的话, 会 导致 火灾的发生, 威胁到 频率范围显现出来 的电路特征来对故障点进行检测 。 而变压器得局 整 个 电 网 的安 全 。 部放 电实施在线测量及定位 时, 需 收集 每一项绕组 的首末端信号 实 1 . 2 放 电故 障 施放大 、 滤波与数据处理。应用多路的模 拟开关准确 的接入接 口的 由于变压器 的内部结构 比较 复杂, 所 以发生放 电的位 置也不相 电路 , 借助单 片机 实施控制及运行数据 的处理, 可实行依次测量定位 同, 性质差 异很 大。一般在绝缘层 内的气 隙和油膜会发生 内部放 电 其每个实施操作 的变压器绕组中。 现象, 可 能是 由于杂质掺人油 中导致 的。如果 绕组间 的绝缘被击 穿 2 . 3红外线测温技术的运用 后, 在 电弧的作用下也会发生放电 。放 电会烧毁周 围的元器件 , 并 且 对 于变压器故障 中的接触 不 良、 过负荷以及铁芯接地等, 可 以充 损 坏绝 缘层 , 导致绝缘性 能下 降, 影响到变压器 的安全性 。 分 的利用红外线测温技术来 预控 。 红外线测温技术通过红外线探测 1 . 3绝 缘 故 障 器对 目标位置进行 检测 , 将检测到的信号 以成像 图的方 式显示在监 变压器绝缘是变压器在正 常工作 、 运行 的基本条件 。电力变压 视屏上, 这样对于 出现 的故障就能够及时 的发现并且判 断出故障 的 器绝缘有 主绝缘 和绕组纵绝缘, 主绝缘 一般 是指辐 向主绝缘f 即绕组 位置, 提高维修 的效率 。 与铁心间, 高、 低 压绕组 间以及 高压 绕组的相 间) 和绕组端 部主绝缘 2 . 4其他监测措施 的运用 ( 绕组端部至接地体 间和两绕组之 间的端部1 以及引线至接地体 和其 低压脉 冲测试也可作 为一项实用 、 有效的变压器实 时状 态的探 相对应 部分的绝缘等, 绕组纵 向绝缘 是指满足变压器运 行 中沿线段 测方案, 经实践验证 已应用在检测变压器能否通过短路试验 的有效 间及 匝间电位梯度而采取 的绝缘措施。 电力变压器通常采用矿物油 措施 。另外, 电路绕组间运行的漏感测试 、 绝缘 电阻验测及油的相对 作为绝缘 和散热的媒质, 采用绝缘纸及 纸板来绝缘 。在 长时间运行 性湿度检测等也可作为变压器状态的监测实用方案 。 中, 这些化合物 由于受 电场 , 水分 、 温度 、 机械力 的作用 , 会逐渐 劣化 , 结 束 语 引起故障, 并最终导致变压器寿命 的终结。 电力变压器在保 障用电的安全和可靠方 面发挥 了重要 的作用, 1 . 4 铁 心 多 点 接地 故 障 对 于促 进 整个 电力 系 统 运 行 的安 全 性 和 稳 定 性 做 出 了巨 大 的 贡 献 。 变压器运行过程 中, 如果其 内部铁 心有 两点或是多点 出现接地 由于变压器 的运行环境 比较复杂, 随着供 电系统运行负荷 的增加, 对 的情况发生, 则会导致变压器 内的铁心在运行过程 中发生故 障, 使变 变压 器 造 成 了 极 大 的 压 力 。 在 长 期 超 负 荷 运 行 的情 况 下 , 变 压 器 内 压器受到损害, 所以一旦发现有多点接地情况发生时, 则 需要 及时进 部的元器 件会超出其所能够承受的极限, 进而 引发 故障的发生 。如 行 处理。 果平 时的运行维 护不到位, 元件更换 不及时, 也会 导致 故障 的发 生。 2 变 压 器 的 在 线 监 测 技 术 所 以为了提高变压 器运行的安全性和可靠性, 使用 在线 监测技术具 因为变压器 的内部结构复杂 , 并且在 日常检 修的过程 中无法 对 有重要 的意义 。通过在线监测 能够及 时的发现故 障, 并且提前预防, 内部的状况进行详细 的了解 , 即使对其进行人工 监视也无法发现 内 降低 了事故发生的几率。同时, 还要制定完善的运维 管理体 系, 加强 部 结构 的故障 。在科学技术快速发展 的形势下, 在线监测技术 比较 对变压器 的 日常检修, 提高在线监测技术的水平 , 为整个 电网的安全 先进, 能够对变压器 的运行状态进行实 时监 控, 及时获取第一手 的数 稳定运行创造有利的条件 。 据资料, 通过对数据信息 的加工整理, 了解变压器的运行状态 。如果 参 考 文 献 有故 障发 生时, 在线监测设备 可以根据 故障 的性质采 取有效 的保护 [ 1 】 黄 海. 电力 系统变压器的故 障诊 断分析 与解决措施 【 J J . 科技 致富向 措施,降低事故的损失范围,对于预防事故的发生起到 了重要 的作 导 , 2 0 1 1 ( 8 ) . 用。 [ 2 ] 杨 平. 电力变压 器 常见 故 障及诊 断预 防措 施 Ⅲ. 科技 致 富 向导, 2 . 1油中溶解 性的气体检测技术 2 0 1 1 ( 1 5 ) . 变压器在实 际运行 时其 内部结构会发生一定 的变化, 这时所产 [ 3 】 陈 爱 国. 变压 器常 见故 障及 其在 线检 测技 术【 J 】 . 镇 江 高专 学报 , 生的故障则会导致气 体有所变化,而通过对油 中气体 自身 的成分 、 2 0 0 9 ( 2 ) : 3 7 — 3 9 .

主变压器在线监测装置配置分析

主变压器在线监测装置配置分析
碳( c 【 ) ) , 甲烷( C H , 乙烯( c : H 4 ) , 乙烷( c : H 6 ) 和乙炔( C H 2 ) 。 该 系统 目前 已广泛应 用于变压器 的在线故障诊 断中 ,并 且 建 立起模式识别 系统 可实现故障 的 自动识别 ,是 当前 在变压器 局 部放 电检测领域非 常有效 的方法 。 3 . 变 压 器 光 纤 测 温 在 线 监 测 变压器 寿命 的终结能力 最主要 因素是 变压器运行 时的绕组 温度 。传 统的绕组温度指示仪( WT I ) 是 利用 ” 热像 ” 原理 间接测 量绕组温度 的仪 表 ,安装 在变压器油箱顶部感测顶层 油温 , WT I 指示 的温度是基于整个变压 器的油箱 内平 均油温 的变化 ,很难 反映 绕组 温度 的快 速变化 。 光纤测 温系统能实时^ 接地测量绕组热 点温度 ,分布 型光 纤传感 系统测 温精度 日 达 I 度 ,非常适合 于大型变压器绕组 在 线测量 。其 基本原理是将具有 一定能量 和宽 度的激光脉 冲耦 合 到光纤 , 它在光纤 中传输 , 同时 断产生背 向信号。 因背 向散 射 光状态 受到各点物理 、 化 学效应调制 , 将散射 回来的光波经检 测 器解 调后 , 送人 信号处 理系统 , 便可 获得各点 温度信 息 , 并 且由 光纤 中光波 的传 输速度 和背 向光 回波 的时 间对 这些信 息定 位。 这根光纤可数公里长 , 光纤可进入变压器绕组内。 4 . 变压器铁芯接地在线监测 变压器铁 芯是 电—磁一 电转换 的重要环节 ,是 变压器最 重 要 的部件之一 。变压 器在运行 中, 因铁芯 叠装工艺欠佳 、 振动摩 擦、 导 电杂 质等原 因 , 造成铁 芯片间短路 , 而导致放 电过热 和多 目前 对 变压 器 局部 放 电进 行 检 测 的 方 法 主 要 是 超 高 频 ( U H F ) 检测法 。超高频法是近 1 0年才发展起来的一种新的局部 放 电榆测技术 。相对于以往的 G I S 局部放 电检测技术 , 它具有抗 干扰能力强 , 可 以对局部放 电源进行定位 , 可 以识别不 同的绝缘 缺陷, 灵敏度高 , 并能对变压 器和 G I S局部放 电进行 长期 的在线 监测 , 因此它 的发展得到 了各国 电力部门的重视 。变压器油及油 / 绝缘纸 中发生 的局 部放 电, 其信号 的频谱很 宽 , 放 电过 程可 以 激发 出数百甚 至数千兆 赫兹的超高频 电磁 波信号 ,此 电磁波 由
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分析主变压器的油色谱、温度(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测,得出配置主变压器在线监测是安全,可靠、经济的结论。

1.前言
大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,一旦造成变压器故障,将影响正常生产和人民的正常生活,而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失,在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据,使变压器长期在受控状态下运行,避免造成变压器损坏,对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。

主变压器在线监测主要包括:油色谱、温度(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。

2.变压器油色谱在线监测
变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一,能够及早发现潜在性故障。

由于试验室分析的取样周期较长,且脱气误差较大及耗时较多等问题,因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障,很难满足安全生产和状态检修的要求。

油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。

能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析,可以监测预报变压器油中七种故障气体,包括氢气(H2),二氧化碳(CO2),一氧化碳(CO),甲烷(CH4),乙烯(C2H4),乙烷(C2H6)和乙炔(C2H2)。

该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中,并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别,是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。

3.变压器光纤测温在线监测
变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。

传统的绕组温度指示仪(WTI)是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表,安装在变压器油箱顶部感测顶层油温,WTI指示的温度是基于整个
变压器的油箱内平均油温的变化,很难反映出绕组温度的快速变化。

光纤测温系统能实时直接地测量绕组热点温度,分布型光纤传感系统测温精度可达1度,非常适合于大型变压器绕组在线测量。

其基本原理是将具有一定能量和宽度的激光脉冲耦合到光纤,它在光纤中传输,同时不断产生背向信号。

因背向散射光状态受到各点物理、化学效应调制,将散射回来的光波经检测器解调后,送入信号处理系统,便可获得各点温度信息,并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。

这根光纤可数公里长,光纤可进入变压器绕组内。

4.变压器铁芯接地在线监测
变压器铁芯是电—磁—电转换的重要环节,是变压器最重要的部件之一。

变压器在运行中,因铁芯叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因,造成铁芯片间短路,而导致放电过热和多点接地故障。

如果铁芯或夹件有两点以上接地时,则接地点间会形成闭合回路,链接部分磁通,形成环流,产生局部过热,甚至烧坏铁芯。

在极端的情况下,会破坏绕组绝缘,造成变压器损坏。

由于变压器铁芯接地电流的大小随铁芯接地点多少和故障严重的程度而变化,因此,预防性维修中,国内外都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特征量。

对于铁芯和上夹件分别引出油箱外接地的变压器,可分别用测出铁芯和夹件对地的电流,如果二者相等,且数值在数安以上时,铁芯与夹件有连接点;如果前者远大于后者,且数值在数安以上时,铁芯有多点接地;如果后者远大于前者,且数值在数安以上时,夹件有多点接地。

铁芯或夹件接地电流数量级在几十毫安到几安培甚至更大,检测量程比较宽,主要是电阻性电流,因此测量技术的实现相对比较容易,一般都作为变压器状态监测的常选项。

对铁芯接地电流的测量,被测的电流信号在变压器铁芯接地引线利用穿芯电流传感器取样测量。

5.变压器局部放电在线监测
局部放电既是设备绝缘老化的先兆,也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。

很多故障都可以从局部放电量和放电模式的
变化中反映出来。

变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象,可能引起变压器局部过热及产生特征油气。

局部放电水平及其增长速率的明显增加,能够指示变压器内部正在发生的变化。

由于局部放电能够导致绝缘恶化乃至击穿,故需要进行局部放电参数的在线监测。

目前对变压器局部放电进行检测的方法主要是超高频(UHF)检测法。

超高频法是近10年才发展起来的一种新的局部放电检测技术。

相对于以往的GIS局部放电检测技术,它具有抗干扰能力强,可以对局部放电源进行定位,可以识别不同的绝缘缺陷,灵敏度高,并能对变压器和GIS局部放电进行长期的在线监测,因此它的发展得到了各国电力部门的重视。

变压器油及油/绝缘纸中发生的局部放电,其信号的频谱很宽,放电过程可以激发出数百甚至数千兆赫兹的超高频电磁波信号,此电磁波由安装在变压器箱体开窗处的传感器获取,用于实现局部放电检测。

超高频法是目前相对比较成熟的测量局部放电的方法。

6.变压器套管介损在线监测
电力变压器的高压容性套管,按照其结构和使用寿命,是变压器所有部件中最危险的部件之一。

一般情况下,电压110kV以上的套管结构共同点是:它们运行过程中易受到非常高的机械、电气应力以及热应力的影响,随着水分的渗入和油的品质降低,绝缘纸的老化以及过热都会导致高压套管绝缘品质的下降。

这些套管的绝缘品质的改变通常都会引起套管介质损耗的改变。

这样会造成部分绝缘系统的损坏,影响运行安全,并且会无法保证进一步的运行安全。

通过测量介质损耗tgδ,可较为灵敏地发现电容型设备的绝缘缺陷,利用在线监测手段,在设备的运行过程中实时监测这个参数,不但可及时发现运行设备的绝缘缺陷,还可达到延长甚至替代常规预防性试验的目的。

7.结论
大容量变压器增加在线监测装置创造的经济效益远远高于该在线监
测设备一次性投资,而且在线监测技术较为成熟,大容量主变压器配置油色谱、绕组温升(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介质损耗在线监测是安全,可靠、经济的。

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