徐晓晓 辛子中
国网河北省电力有限公司检修分公司 050000
摘 要：变压器油色谱在线监测装置，是对变压器运行状态进行检测的有效手段，可及时发现变电器异常状态，对保证变电站电力系统可靠性发挥着重要作用。本文从油色谱在线监测的意义和重要性入手，对在线监测装置原理和结构进行论述，并对使用过程中存在问题进行分析，并提出相应的解决办法，可供相关人员参考。
关键词：1000kV变电站；油色谱分析；在线监测装置
1油色谱在线监测的意义和重要性
1000kV变电站是当前电压等级最高的变电站，是电力网架长距离、高容量电力输送的关键节点，在电力系统中具有很高的地位。由于在该电压等级变电站中进行交换的功率比较大，如果出现全站停电事故会造成大范围的停电事故，会对省级网架的供电安全带来很大的影响。变压器电1000kV特高压变电站内重要的电力设备，变压器的运行情况会对全站电力稳定性造成影响，对主变压器运行情况进行监测是十分必要的，油色谱在线监测装置可用于对变压器局部放电进行监测，及时发现变压器潜在故障，降低变压器故障率，提高供电的可靠性。
油色谱在线监测装置可自动识别与判断故障，工作人员可以及时获取到故障信息，专家诊断系统会自主开展分析，为故障处理提供依据。与传统油色谱分析进行对比来看，会大幅降低故障分析误差率，提高故障诊断结果的可用性。变站站主控室人员可以在线巡回监测变压器电气异常多征量，可通过联机方式进行检测与诊断。油色谱在线监测还可将变压器检修，从原来的定期被动检查维护转变预知性检修，有利于提高变电站管理水平，还可以减小变压器设备故障率，延长电力设备使用时间。
2油色谱在线监测装置原理和结构
油色谱在线监测装置与实验实验室采用的气相色谱基本相同，可在变压器带电或停电情况下进行安装，用于监测变压器油故障气体，在1000kV变电站室外条件下长期稳定运行。变压器油受到变压器发热和电磁环境影响会不断分解与老化，生成低分子烃类、CO2、CO气体。出现潜性过热和放电故障，油中生成的气体会随着故障程度的发展出现改变，色谱在线检测装置是通过油中故障气体、产气速率来对变压器故障进行判断的。气相色谱仪是监测装置的核心部件，油可以在变压器与监测仪间循环流动，内部有气体析取器，将油中溶解的气体析出，采用氦气作为承载气体，将采取到的气体样本推过色谱柱。在完成一次气相色谱分析以后会采集一次数据。气相色谱色析需要耗时40分钟左右，完成气相色谱分析以后利用配套软件进行观察与分析。监测仪默认4小时进行一次气相色谱分析，分析数据可保存到闪存中，工作人员可以通过监测软件追踪气体ppm水平改变情况，观察分析气体浓度和报警设置值间的关系。还具有变压器油水分、温度传感器，通过4-20mA信号向外部装置传输，结合故障气体识别信息对变压器故障进行关联分析，可以对变压器运行情况进行更为全面的诊断。
3变压器油色谱在线监测系统的应用
某1000 kV变电站安装了Serveron 公司的变压器在线监测仪，用于对充油高压变压器油溶解故障气体含量和增长率进行监测，应用故障诊断专家系统来对潜在故障进行预报，由于该仪器色谱分析周期并不长，可以根据实际应用情况来对周期进行调整，可以满足色谱跟踪分析要求。对监测到的色谱分析数据与离线色谱数据变化进行对比，二者间没有特别显著的差别，在线油色谱分析具有很好的稳定性与持续性，可以实时监测高压变压器运行状态，还可以进行故障智能诊断，对变压器故障类型进行识别与判定。
例如，主变压器油存在热故障气体组份，乙炔组分增长过快，为了验证监测数据的准确性，应用改良三比值法对离线油色谱数据进行计算，多最终的计算结果中发现，变压器确定存在着过热故障，与在线监测仪数据结果相同。
4油色谱在线监测装置使用过程中存在问题分析
4.1载气问题
色谱在线监测装置载气为高纯度的氦气，氦气瓶中存储的氦气容量有限，长时间的使用会存在氦气瓶欠压问题，无法继续进行监测，会对在线监测连续性造成影响。需要定期对减压阀表压力进行检查，气路管线严密性是否达到要求，避免出现漏气现象，检查中发现氦气压力低于150psi时，应该及时更换氦气瓶。不出现泄露的情况下，以每4小时进行一次监测分析，氦气瓶可以使用4年，通过计算就可以知道氮气瓶的使用时间，可以在到达使用期限前的7-14天进行更换。氦气在进入到监测器以前，需要将氦气瓶压力调整到80psi，氦气的纯度需要保证不低于99.9999%，水分含量不超过0.2ppm，避免由于氦气指标达不到要求对监测质量造成影响。还需要对氦气干燥器进行检查，如果可以正常使用，可以与氦气瓶一起更换。
4.2误报警问题
油色谱监测仪在使用过程中存在着误报警问题，真正具有关注价值的信息并不多。如何对报警数据真伪进行鉴别，提高数据的利用率，可以有效降低监测人员的工作强度。色谱数据信息超标，虽然采集到的数据是准确的，如果没有存在增长趋势，也不应该进行报警，这是引起误报警的重要原因。例如，在变压器投入运行时，悬浮件冲击使得乙炔量数据超标，但持续运行一段时间并没有发现变压器异常运行情况。可以将在线数据与离线数据进行比较，对异常数据信息进行鉴别。离线数据准确性与人为因素有着很大联系，需要由具有操作经验人员负责。在线色谱数据分析存在超标问题，但不存在着增长态势，需要将数据增长率引入到专家诊断系统，可以对告警信息进行过滤。
4.3仪器标定
对在线、离线油色谱分析仪进行定期标定，可以应用普遍采用的外标法。针对离线色谱分析仪，需要在每次开机时进行标定，如果没有对标定工作给予足够的重视，则数据分析的准确性造成影响。尤其是进行氦气瓶更换以后，需要及时开展标定工作，避免使数据出现过大的偏差。在线仪器应该设置自动标定功能，这样可以降低标定工作量，也可以更好地保证数据准确性。
4.4监测设备掉线
安装油色谱在线监测装置就是实现对变压器状态的实时监控，通过局域网络对获取到的监测数据信息进行共享，从而更好地了解变压器运行状态，及时发现变压器故障并进行诊断，如果监测装置掉线则会失法在线监测的意义，还得依赖于离线实验检测。监测装置掉线多是由于上位机与监测装置通信协议没有对应好，再就是检测装置通信出现问题。通信协议不规范，应该尽量减少协议转换，对发送和接收端的协议进行统一。如果监测装置存在问题，应该结合通信故障情况、软件报警信息进行判断。还需要监测仪通信进行准确配置，如果采用以太网接入，需要准确设置监测装置的IP地址。采用RS485通信，需要设置好COM端品和波特率，设置的默认的Modbus地址为17，需要根据实际情况过时行修改。
5结语
综上所述，变压器油色谱在线监测装置，可以实现对变压器运行状态的监测、故障诊断，为制定预防性维护方案提供数据支持，已经在很多变压站中得到了广泛的应用，对保证变电站的稳定运行发挥着重要作用。但在使用过程中还存在着诸多问题，应该将存在的问题及时反馈给生产厂家，加强与厂家的联系与沟通，通过不断优化与完善，才能进一步提高油色谱在线监测装置的性能。
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