干式變壓器在線(xiàn)監測設備的發(fā)展趨勢——創(chuàng )聯(lián)匯

干式變壓器在線(xiàn)監測設備的發(fā)展趨勢(1)關(guān)鍵詞：本文主要介紹日益成熟的干式變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)，包括其系統結構、監測參數和故障判斷的較新發(fā)展狀況。本文還分析了其與離線(xiàn)檢測和狀態(tài)檢修的關(guān)系，并討論了存在的問(wèn)題及其發(fā)展前景。

以可靠性為中心的狀態(tài)維修是電力設備維修的發(fā)展趨勢，在西歐和北美得到了實(shí)際應用，內許多電網(wǎng)公司已經(jīng)安裝了相關(guān)設備和軟件系統。由于現有預防性試驗中離線(xiàn)試驗閾值與設備運行閾值的差異，存在漏報、早報或誤報等問(wèn)題。同時(shí)預防性試驗成本高，停電損失大。

干式變壓器在線(xiàn)檢測是利用傳感技術(shù)和微電子技術(shù)對運行中的干式變壓器進(jìn)行監測，獲取反映運行狀態(tài)的各種物理量，并對其進(jìn)行分析和處理，預測干式變壓器的運行狀態(tài)，必要時(shí)提供報警和故障診斷。從而避免故障進(jìn)一步擴大造成的嚴重事故，引導干式變壓器的較佳檢修時(shí)機，為狀態(tài)檢修提供實(shí)時(shí)數據和重要參考依據。因此，在線(xiàn)監測是預防性維修向狀態(tài)維修過(guò)渡的環(huán)節和必要的技術(shù)手段。

2干式變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)現狀

通過(guò)故障模式分析，干式變壓器的在線(xiàn)監測項目主要包括油中溶解氣體(DGA)的測量與分析、局部放電測量、有載開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)磨損等。

2.1油中溶解氣體的分析

通過(guò)對特征氣體的監測和測定，油中溶解氣體的分析對油浸干式變壓器內部潛在故障的發(fā)現是十分有效和可靠的。在油中安裝特征氣體傳感器進(jìn)行連續監測，可以發(fā)現早期潛在的故障癥狀，從而幫助用戶(hù)盡可能采取正確的維護措施。但是，這種方法對突發(fā)故障不敏感?，F有的DGA技術(shù)可以確定氣體類(lèi)型、濃度、趨勢和氣體生成速率。油中溶解氣體的變化率對于確定斷層發(fā)育的嚴重程度非常有價(jià)值。

目前內安裝的油中氣體在線(xiàn)監測裝置是加拿大Syprntec公司的消火栓20li智能干式變壓器早期故障在線(xiàn)監測系統。其監測成分和響應為100% H2 15% co 18% c2h2 11% CH4，因此是一種基于H2的可燃氣體探測器，對乙炔不敏感。由于干式變壓器色譜分析的際電工委員會(huì )標準將H2排除在檢查內容之外，部長(cháng)級標準正在考慮逐步討論H2超標的概念和標準。另外，消防栓201i檢測的是混合氣體，所以不能用三比等標準來(lái)分析，較終會(huì )被全組分DGOA取代。美MM公司生產(chǎn)的TRUEGASTM全成分DGA在全球已經(jīng)運行多年，但是目前內還沒(méi)有運行的例子，價(jià)格比較高。它可以檢測9種氣體，如H2，4，CHCO和二氧化碳。對采集的數據進(jìn)行處理后，采用三比值法、四比值法、氣體正常圖法和CIGRE推薦法對各次采樣的數據進(jìn)行分析和故障診斷。根據中電機工程學(xué)會(huì )高壓專(zhuān)業(yè)委員會(huì )2004年學(xué)術(shù)會(huì )議的論文，中的MGA系統和DZJ系統使用復合傳感器，可以檢測H2、一氧化碳、C2H6、C2H4、C2H6和C2H4等六種氣體。靈敏度在1 ppm ~ 10 ppm之間，標稱(chēng)壽命在1 ~ 10年之間，基本能滿(mǎn)足在線(xiàn)監測的使用要求。 #p#分頁(yè)標題#e#

2.2局部放電

局部放電不僅是絕緣老化的現象和表征，也是促進(jìn)絕緣老化的重要因素，值得在線(xiàn)監測。研究表明，超高壓干式變壓器在工作電壓下的長(cháng)期運行壽命與其絕緣中是否存在局部放電密切相關(guān)，即局部放電越弱，正常運行壽命越長(cháng)。同時(shí)，在線(xiàn)監測PD可以及時(shí)預防或發(fā)現突發(fā)故障，這也是其優(yōu)于DGA的重要一點(diǎn)?，F有的局部放電在線(xiàn)測量方法主要分為電脈沖測量和超聲波測量。近年來(lái)，內外出現了甚高頻和超高頻方法，但應用較廣泛、技術(shù)較成熟的是基于離線(xiàn)測量標準IEC270(或IEC60270)的電脈沖測量方法。使用這種方法的系統主要在羅果夫斯基傳感器的放置位置、系統的檢測頻帶和抗脈沖干擾方法上有所不同，但在數據采集、信號處理和顯示上沒(méi)有太大差異。圖1顯示了PD在線(xiàn)監測的常見(jiàn)模式。

目前內PD在線(xiàn)監測系統水平接近外，嵌入式傳感器基本不用更換干式變壓器的接線(xiàn)，受到歡迎。武漢高壓所研制的局放系統，采用帶寬為10-10-1000kHz的電流傳感器，將套管端屏、中性點(diǎn)、鐵芯等接地線(xiàn)的脈沖信號耦合起來(lái)，形成平衡對，消除外界脈沖干擾，獲得局部放電脈沖的幅值和頻率。Xi交通大學(xué)研究的BYT局放系統的測量頻帶為40Hz-2mHz。大傳感器和小傳感器分別安裝在各相高壓套管的底座和端屏處。系統通過(guò)識別這兩個(gè)脈沖信號的極性來(lái)定向耦合干式變壓器內部的局部放電信號，從而有效抑制外部干擾。干式變壓器局部放電在線(xiàn)監測的靈敏度一般在1000pC以上，高于離線(xiàn)干式變壓器出廠(chǎng)試驗的規定值。因此，現有系統主要根據局放的長(cháng)期發(fā)展趨勢來(lái)分析干式變壓器的絕緣狀況，而不是某一時(shí)刻的單一測量值。此外，局部放電的類(lèi)型也可以用橢圓圖、二維譜和三維譜來(lái)分析。