ZF800综合在线监测系统在龙滩水电站中的应用

吴 钊

(龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂,广西天峨547300)

ZF800综合在线监测系统在龙滩水电站中的应用

吴 钊

(龙滩水电开发有限公司龙滩水力发电厂,广西天峨547300)

对大型变压器增加及时有效的在线色谱监测手段是非常必要的。龙滩水力发电厂3号主变及龙沙甲线电抗器安装了ZF800综合在线监测系统,在对监测结果进行分析的基础上,对还未安装在线监测装置的主变及线路电抗器提出建议。

变压器；在线监测；绝缘油；含气量；龙滩水力发电厂

0 引 言

电力变压器是电力系统中最重要和最昂贵的电气设备之一,也是其中容量大、故障率较高的设备,其运行状态的安全与否直接关系到整个电力系统的安全性和经济性。变压器一旦发生故障,轻则影响生产,给人们的生活带来不便；重则危及人们的生命和财产安全,妨碍整个国民经济的发展。因此,随时检测变压器状态,及时发现并排除变压器可能存在的故障,已成为保障供电可靠性的重要手段之一。长期以来,定期试验室色谱常规分析已成为变压器安全运行无可替代的有效试验手段。然而,随着电力系统的进一步发展,目前常规试验项目和试验周期还存在着一定的局限性,不能及时捕捉到故障发生的征兆信息,因此,对大型变压器增加及时有效的在线色谱监测是非常必要的。

1 监测系统介绍

龙滩水力发电厂3号主变及龙沙甲线电抗器在线监测系统为河南某公司产品。采用ZF800综合在线监测系统,由ZF800-11、ZF800-14、ZF800-3组成。其中,ZF800-11为变压器油色谱在线监测系统,采用色谱分析原理,应用动态顶空(吹扫-捕集)脱气技术和高灵敏度微桥式检测器等,对变压器油中7种组分(H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2)进行检测[1]；ZF800-14为铁心及夹件接地电流在线监测系统,该系统采用零磁通电流传感器,串联安装在铁芯及夹件接地点上,充分考虑弱电流的放大及传送,运用数字信号方法进行计算分析,采用PC机作为硬件平台,信号就地数字化,通过通讯电缆上传到上一级软件监控系统中；ZF800-3为电气设备微机绝缘在线监测系统,对容性设备运行状态下的等值电容及其变化率、电容电流、介质损耗等参数进行监测,设置为主变高、低压侧和电抗器高压侧套管的电容及介损在线监测系统。

该系统自2011年11月开始施工,由于主变、线路及500 kV母线的检修,直到2012年3月才全部竣工投入运行。设备投运以后,定期查看系统数据,并与试验室人工实测数据进行对比分析。

2 检验规范

目前,国家及行业标准还没有相关在线监测数据误差的规定,只有参照国家电网公司出台的Q/GDW 540.2—2010《变电设备在线监测装置检验规范》中的相关部分。该标准要求色谱在线数据与试验室数据误差不得超过±30%；套管电容量的误差要求为±(标准读数×1%)；套管介损误差要求为±(标准读数×1%+0.001)。标准读数为标准测量仪器所测的数值。对于铁芯及夹件接地电流的误差还没有相关标准。

3 监测结果分析

把在线监测数据与试验室数据的误差同列在1个表格中作对比,对绝缘水平进行综合分析。从目前的运行情况来看,3个系统中铁芯及夹件接地电流系统运行较好,所测数据与人工测试数据较为接近,由于目前没有相关标准,故无法判断其准确率。色谱系统运行一般,测量误差较大的组分主要有CO、CO2等,最大误差达到100%,尤其在气体组分绝对数值较小时误差更大,准确率较低。由于试验室与现场在线监测的环境存在较大差异,据了解,包括一些进口产品同样存在较大的误差,因而仅把数据用来做趋势分析使用。套管绝缘监测系统运行较差,不仅数据与人工试验数据相差甚远,而且重复性也不好,数据波动较大,无法真实反映设备实际绝缘水平。据了解,目前国产该类产品运行都不是很稳定,主要由于现场抗干扰问题一直没有彻底解决。

3号主变在线监测系统于2012年3月全部竣工投入运行,而在2012年7月12日进行变压器油简化试验时发现,3号主变B相绝缘油含气量为3.05%,超3%的运行限值。对3号主变A、B、C相绝缘油再次进行简化试验复测,A、B、C相含气量分别为3.05%、3%和3%,均超过注意值[2]。之后,每10 d进行油样化验检测,含气量均在3%左右,属于超标准运行。2013年3月,3号主变小修期间,对主变油进行了过滤。考虑到含气量超标有可能与主变在线监测系统投入运行有关,将3号主变在线监测系统退出运行,并联系厂家对该系统管路和阀门进行了彻底检查,未发现渗漏油现象。3号主变复电投运时,A、B、C相含气量分别为0.55%、0.55%和0.6%,至2013年6月14日,含气量3相分别为1.2%、1.2%和1.15%,近3个月时间变化不大,没有明显上升趋势。

为了进一步核实在线监测系统是否为造成含气量上升的因素, 2013年6月25日,将3号主变在线检测系统投入运行进行检测观察,油样检测含气量没有明显变化,需继续检测跟踪。因此,3号主变含气量异常上升与在线检测系统关系应该不大。

4 几点建议

在对3号主变及龙沙甲线电抗器的在线监测结果进行分析的基础上,对后面还未安装在线监测装置的主变及线路电抗器,提出以下建议：

(1)主变及电抗器配置在线监测系统是大势所趋,且在2012年的安全性评价中已经有专家明确建议,《防止电力生产事故的二十五项重点要求》也有要求。因此,建议其他主变及电抗器安装在线监测系统,保证主变及电抗器各个数据的持续采集,便于进行趋势分析[3]。

(2)目前,国内生产在线监测系统产品的厂家较多,但市场占有率较大的有2家,产品质量基本不相上下。建议对国内大型变压器在线监测系统进行调研和比较,了解其使用情况后,再决定其他主变及电抗器在线监测系统安装的选型；也可考虑安装比较稳定的进口产品,但价格较国产产品贵。据了解,国产设备大约20万1套,进口设备大约40万1套。龙滩水力发电厂未安装主变和电抗器在线监测系统合计24套,外加后台管理系统。

(3)龙滩水力发电厂套管绝缘在线监测系统不能反映真实的套管绝缘水平,且每次检修预防性试验时均需将测量用传感器卸下,很容易损坏套管末屏端子,给现场工作造成诸多麻烦。建议选择测量精度满足要求,试验时不用拔传感器的产品安装。

(4)在条件成熟的情况下,安装主变在线振动和噪音监测等系统,实现主变在线振动和噪音等在线监测,以便对主变运行工况的监测与对比[4]。

[1]GB/T 7252—2001 变压器油中气体分析和判断导则[S]．

[2]GB 50150—2006 电气设备交接试验规程[S]．

[3]肖燕彩, 朱衡君, 张霄元, 等. 基于溶解气体分析的电力变压器在线监测与诊断技术[J]. 电力自动化设备, 2006, 26(6)： 93- 96．

[4]赵笑笑, 云玉新, 陈伟根. 变压器油中溶解气体的在线监测技术评述[J]. 电力系统保护与控制, 2009, 37(23)： 53- 57．

(责任编辑 杨 健)

Application of ZF800 Integrated On-line Monitoring System in Longtan Hydropower Station

WU Zhao

(Longtan Hydropower Plant, Longtan Hydropower Development Co., Ltd., Tian’e 547300, Guangxi, China)

It is necessary to increase timely and effectively on-line chromatographic monitoring on large transformers. The ZF800 integrated on-line monitoring system is installed in No. 3 main transformer of Longtan Hydropower Plant and Lansha line reactor. The monitoring results of ZF800 integrated on-line monitoring system are analyzed, and based on the result analysis, some suggestions for installing the integrated on-line monitoring system in other main transformers and line reactors are presented．

transformer; on-line monitoring; insulating oil; gas content; Longtan Hydropower Plant

2017- 02-14

吴钊(1973—),男,广西平南人,工程师,主要从事水电厂一次设备管理工作．

TM411(267)

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0559- 9342(2017)04- 0026- 02