王明 张峻华 丁渊
长庆工程设计有限公司 陕西 西安 710000
长庆油田分公司陇东天然气项目部 甘肃省 庆阳市 745000
长庆油田分公司水电厂 甘肃省 庆阳市 745000
摘要：变配电系统可靠运行是处理总厂平稳运行的前提，110kV变电站是厂内变配电系统的核心，而变压器是110kV变电站中的主要器件，其重点工作是维持和确保电网的平稳运行。所以本文针对变电站变压器在线监测技术的设计和运行状况展开了研究，为厂内变配电系统的平稳运行提供一定的保障。
关键字：变压器；在线监测装置；变电站；应用研究
1 变压器油色谱在线监测
1.1 油气分离技术
（1）薄膜脱气法：这种方法通常是应用的是扩散理论，通过一种聚合薄膜，这种膜的一旁是变压器油，而另一旁则是气室，通过膜两旁不平衡的气压，可以将油里的气体分散到气室当中，进而实现油气分离的目的。在一段时间过后，实现动态平衡，再通过计算可以获取到某种气体溶解在油里的具体含量。采用这种方式最优的一点就是在实施期间有着一定的便利性，但也存在缺点，就是如果要使其满足动态平衡通常需要花费较长的时间，并且脱气较慢。需要注意的是油里的杂质与污垢造成聚合薄膜的堵塞，需要定期更换薄膜，因而加大了一定的成本。
（2）动态顶空脱气法：利用对采样瓶当中进行持续搅拌的方法，可以将气体析出，再经过检测装置检测之后又回到采样瓶当中。要使在同一时长的相隔中具有相同的测量值，也就表明脱气结束。这种脱气技术在大量的方法当中被频繁采纳的原因是油气平衡的间隔小于等于30分钟，具有较高的脱气效率和分析灵敏度以及良好的重复性。
1.2 气体检测技术
（1）气相色谱法：通过高纯氮气的功能可以把分离完成后的气体样本传输到色谱柱里，每组当中的气体滞留时间与分配系数具有一定的关联，与分配系数成正比。把各组分的气体存放在较高敏感度的TCD 检测装置当中，重点是要检测气体的浓稠度，接着将其转化成对应的电信号再传输到计算机里，其优点为所检测的气体浓度比较准确。但是缺点为操作复杂，时间周期较长，应该具备较高的技术含量，最好运用在定期检测当中。
（2）光声光谱法：溶解在油里面的气体需要将其进行脱气，结束后会进到光声室当中，通过滤光片将照射进去的光在频率调整之后进行分光，某种特定的气体在将波长的红外线吸收之后只能透过一个滤光片，接着这些红外线根据调制的频率能够不断的激发气体，让其选择辐射或非辐射的途径回到最初的形态。在这个阶段中会导致局部温度升高，进一步使得密闭的光声室出现机械波，然后被微音器所检测，就能准确的判断气体组分的浓度。其优势为无需消耗气体，能够通过部分样品来对各组分气体浓度进行检测，时间短、高效，具有较好的重复性。
2 变压器局部放电在线监测
（1）脉冲电流法：测量脉冲电信号选择在变压器铁芯、套管、外壳接地以及绕组间出现高压局部放电时进行，能够测量出部分基本量来辨析出放电脉冲的数量、规格与相位等，具有较高的灵敏度。
然而脉冲电流比较容易被外界的噪声所干扰，这就得由局部放电脉冲信号展开正确地提取，进一步强化其抗干扰性能。这种方式的不足之处在于所测量的脉冲频率不高，所得出的信息量较少。
（2）射频检测法：这种方式重点是从变压器与发电机等被检装置的中性点通过罗氏线圈型传感装置来进行信号的提取。并且它在安装过程中操作简便，不会被系统运行方式所约束，这也是它可以普遍运用在发电机在线监测过程中的关键因素。但它依旧具有不足，就是只能辨别出单一的信号，要想在三相变压器的出现局部放电检测中运用较为困难。
（3）超高频检测法：这种方法的运行原理是利用超高频的传感装置来收集局部放电所形成的超高频电磁波，从而满足局部放电检测。主要是通过传感器所接收的超高频电磁波来实现超高频检测法的检测和定位，其最突出的优点是具有很强的抗干扰性、测量频率高、频带宽、信息量大等，把这种方法利用好可以全面了解变压器绝缘装置中局部放电的特性。
3.变电站变压器在线监测的应用案例
3.1事件起因
在某一变电站当中，有一台运行时间大于15年的变压器，其中有14t的油，和20000kVA的容量，在最近一次常规油化试验检测时了解到其总烃达214.5μL/L，与相关规定中关于总烃值150μL/L的标准相比过大。和前年的常规试验检测中的总烃含量相比，相对产气速率为13.12%/月，与相关规定中的10%/月相比也过大。对于乙炔的含量而言，与前年相比也有增长，但并未超过规定值。因此需要通过改良三比值法做出分析，并与规定中的结果进行对比，可以得知变电站中存在的故障性质是高温过热，其温度大于了700℃，也就是说，其情况为分接开关和引线的接触不良、铁芯多点接地等状况。要想持续分析各气体含量的增长趋势，从而有效的检测变压器的内部状态，所以对其进行了跟踪测试记录，得知气体总烃含量进一步增长到了225.5μL/L，其内总烃的相对产气速率增长为5.12%/月，故障性质和同上个月。于是需要对其展开辅助分析，最终结果为“D2—高能放电”。
3.2停电测试
要想避免这个变压器内部的故障更加严重，最终导致产生链式反应后无法修复，于是与改良三比值法的最终结果和铁芯接地电流测试结果相结合进行分析，初步认为是因为分接开关接触不良导致的总烃含量的增长与乙炔气体出现。在实施中压侧绕组连同套管直流电阻测试期间得知，工作档位绕组的直流电阻不稳定率达到了13.7%，其最大的相间差为24.1 mΩ，容量大于1600kVA的变压器，其相绕组电阻之间的差距通常小于等于三相平均值的2%，而线间差距通常小于等于平均值的1%的标准，主要是由于C相直流电阻过大。应该通过压侧采用分相式无励磁分接开关对此变压器展开调压，将调压齿轮转动一定的圈数就能够对档位进行调节。在施工现场将无励磁开关进行两次循环调档再重复测试中压侧运行档直流电阻，发现将不稳定率已减小到了0.29%，再次测试变压器时没有发现异常数据。由此可见，这个变电站中的故障产生原因确实是因为分接开关动静触头的接触不良所导致的。
4.结语
处理总厂110kV变电站变压器总容量3×63MVA,是全厂电源中心，变压器一旦发生突
发性故障，有可能使整个变电站断电，导致全厂停运。因此，利用变压器在线监测装置对变压器进行实时监测，通过监测数据对变压器进行在线分析和故障诊断，可以及时发现变压器内部存在的早期故障，在运行维护中提前消除事故隐患，进一步提高变电站的供电可靠性，确保全厂安全平稳运行。
参考文献：
[1] 张亮, 高红强. 变电站变压器在线监测系统及其应用研究[J]. 低碳世界, 2016, No.107(05):71-72.