电力变压器油色谱在线监测系统

电力变压器油色谱在线监测系统

白诗婷马捷于娟

（国网河北省电力有限公司检修分公司河北省050000）

摘要：伴随着电力向大机组、高容量的迅猛发展，对关键设备运行状态的实时把握提出越来越高的技术要求，变压器油色谱在线监测从本质上改变了传统的变压器油监测方式。特别对于高容量、新型变压器的管理、运行和维护经验不足，很必要通过在线监测装置来随时监测运行设备的运行状况和缺陷变化趋势。其不但提升了企业管理的运营效率，也有效的确保了变压器运行的安全可靠性。

关键词：电力变压器；油色谱在线监测系统；控制要点

1导言

随着智能化电网的发展，根据电网新设计、新技术和新设备技术要求，其检测手段和试验方法也需要同步更新，新的检测技术给传统的试验分析带来新的挑战。在智能化电网发展的变革中，我们应始终坚持以精准、科学有效的数据来“丈量”每一台电力变压器的实时运行状态，提升检测流程，完善在线监测管理，并依据国家标准标和企业规范，科学调配人力、资源，实现数据“双重化”规范管理，提升了设备检测水平，同时也提高了检测准确率，并树立了良好的企业形象。

2油色谱在线监测系统工作原理

变压器油色谱在线监测系统，首先油样采集单元采集油气分离后的故障特性气体；通过载气把混合故障气体载入色谱柱，色谱柱把故障特性气体分离；分离的气体依顺序进入气体传感器；气敏传感器按出峰顺序对故障特性气体，H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO2等分别检测，并转换成电信号；采集单元完成数据的转换和采集，并对采集到的数据进行存储、计算和分析，得到故障气体各组份及总烃含量，并通过以太网传至数据处理服务器，后台故障诊断专家系统对变压器油色谱数据进行综合分析诊断，完成变压器故障的判定。

3变压器油色谱在线监测系统组成与功能

3.1变压器油色谱在线监测系统组成

油色谱在线监测系统由色谱分析模块、通信模块、电源模块及后台监控工作站等组成，如图1所示。绝缘油色谱分析模块：油气分离单元，气体检测单元，控制单元等。完成变压器绝缘油样采集、油气分离、自动取样、组份分离、组份检测等工作。载气装置把样本气体组分，通过流动性气体载入色谱柱进行分离。油气分离单元采用色谱柱高效、快速分离出变压器油中的溶解气体；气体检测单元采用微桥式检测器，流速稳定、体积小灵敏度高，与实验室内色谱分析水平相近。通信模块：完成数据及控制指令的传输功能。

图1油色谱在线监测系统组成

3.2变压器油色谱在线监测系统功能

电力变压器油色谱在线监测系统功能如下。完成变压器油色谱分析仪的数据采集。报警功能，超阈值范围报警。故障诊断，依据《GB/T7252—2001变压器油中溶解气体分析与判断导则》，完成故障诊断。数据综合应用，基于变压器基本信息及对应的变压器油色谱数据的数据库管理系统，为变压器的状态分析积累数据，应用功能的分析流程如图2所示

图2油色谱在线监测系统的分析应用流程

4电力变压器油色谱在线监测系统控制要点

4.1油色谱试验管理体系的建立

建立油色谱检测工作流程，对班组的工作分工进行了调整，根据工作安排，部分工作划分状态评价班完成，使相关工作更专业化。并参照《公司输变电设备状态检修电气性能监督实施细则》的要求，完善《公司输变电设备状态检修化学油气监督实施细则》，建立《化学技术监督工作实施细则》、《变压器油色谱故障诊断工作流程图》、《色谱试验流程图》、《绝缘监督工作流程》和《在线监测数据管理规范》等变压器油色谱质量管理体系，健全了油色谱专业岗位工作标准与规范，从日常工作、学习等方面规范了全体员工的日常行为，完善了班组工作周报、月报、年报制度，确保了油色谱检测工作能够在受控的状态下进行。

4.2实现在线监测标准化

变压器油色谱试验自上世纪八十年代推广应用以来，该技术已日趋成熟，而变压器油色谱在线监测装置的应用，对该技术提出了新的要求，为更好将变压器油色谱在线监测技术应用于生产实际，提升变压器油色谱试验管理水平，基于油气化学监督管理体系，确立在线监测工作流程的建立。依托检修试验创新工作室，通过变压器油色谱在线监测装置的应用，结合试验室离线分析，使在线监测工作流程成为可能，通过标准、制度的建立实现在线监测一体化。建立变压器油试验数据库，重点对异常工况前后试验数据进行比对，分析异常工况下对变压器油及设备本体的影响，规范传统检测诊断方法中不科学的地方，使变压器油试验更加科学化、标准化、规范化、统一化；通过试验数据库的建立，解决了试验数据分散等问题；完善充油设备运行工况的收集整理，实现充油设备故障原因溯源。

4.3注重监测装置温控检测技术要点

4.3.1主机

微处理器是整个恒温箱温控系统设计的核心，我们可选用AT89C51单片机作为油色谱在线监测装置恒温箱控制系统的主机。该单片机具有电压低、控制方便灵活、价格较低、使用性能好等特点，为自动控制系统提供了一种灵活性高且造价低廉的控制应用方案，被广泛应用于各种控制领域。单片机AT89C51通过温度传感器监测采集的温度数据来控制加热器或致冷器的启停，从而控制恒温箱的温度在设定范围内，确保恒温箱内的在线监测装置正常运行。

4.3.2温度检测模块

传统模拟信号温度传感器在环境测温时，存在的多点测温切换误差和放大电路零点漂移误差等问题，以及因监测现场环境恶劣而存在的电磁干扰等问题，对模拟信号温度传感器的测量结果及测量精度都有极大影响。为此，油色谱在线监测装置恒温箱控制系统采用了新型数字温度传感器DS18B20。该温度传感器抗环境电磁干扰能力强、体积较小、测量精度很高、测温范围较广，监测温度范围为-55～125℃，测量精度为±0.5℃。温度信号以“一线总线”串行方式传送给微处理器，同时向处理器传送CRC校验码，具有极强的抗电磁干扰能力和纠错校验能力。测温系统正常工作时，微处理器向数字温度传感器DS18B20发出读／写命令后，按读／写时序，DS18B20把采集到的箱体内环境温度数据转化为十六位二进制数据，再按位发送给微处理器。

4.4提升了油试验管理水平，扩展了充油设备管理思路

通过变压器油色谱在线监测装置的应用，我们从在线数据与离线数据收集入手，重新规范变压器油试验工作流程，丰富了变压器油运行工况记录，为提高故障诊断提供保证。同时，打破了多年来延用的固有管理模式，特别是状态检修以来，对设备管理提供了更高的要求，我们以此为基础，通过对在线数据与离线数据的前期数据甄别与后期离散分析，进一步规范我们日常工作中存在的问题，从而提高试验室离线试验数据准确性，缩小在线数据与离线数据偏差，逐步完善充油设备档案资料的丰富，提高变压器油试验管理水平，以适应电网发展的需要。

5结论

总之，变压器油色谱在线监测装置的应用及管理方法的提升，为充油设备管理提供了新的管理思路，使形成清晰高效的异常缺陷设备闭环管理机制成为可能。在实践运用中，借助于该管理思路，提升了工作效率，取得了显著的经济效益和社会效益，对保障电网安全稳定运行提供了技术支持。

参考文献：

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[4]陆斌，刘鹏，陈润晶.变压器油色谱在线监测装置应用与管理[J].科技创新与应用，2017（30）：136-137.