变压器在线监测系统检测

王楠

摘 要：随着电网不断的扩大和发展，以及检测技术、通信技术、计算机技术的进步，油色谱检测技术也突破了常规检测，从常规的实验室油色谱分析到已广泛采用的油色谱在线检测系统，该技术突破了时效性和区域性限制，有了本质上的飞跃。通过变压器油色谱在线监测系统，用户可以实时监测变压器的运行情况，并通过监测数据诊断结果判断变压器的故障情况和故障隐患。

关键词：变压器 在线监测 油色谱

随着变压器故障的逐步发展，产生的气体就会越来越多地溶解在油中。鉴于以上原因，变压器油中溶解气体分析成为诊断变压器运行情况的主要方式。而通过就地采样分析的油色谱在线监测及故障诊断技术逐渐成为电力系统实际应用的前沿技术[1]。

1、常规变压器油色谱分析

1.1常规变压器油色谱分析流程

当前变压器油的检测主要以实验室油色谱化验分析为主，它主要是将现场采集到的油样带回实验室，通过对试验油一些列处理将溶解气体脱出，然后由气相色谱仪测量气体的组分、浓度等，最后通过数据处理装置将实验数据进行计算分析，得到分析结论并形成书面报告。

1.2常规变压器油色谱分析缺点

根据定期的试验结果判断或对单独设备长期运行数据来判断设备的运行状况，从而能够定期的查验设备是否存在缺陷。在传统的电气设备运行中定期的预防性性试验能够较好的起到了预防设备事故的作用，但近年来电力系统发展迅速，各种高新技术应用与电气设备中，新的设备逐渐淘汰老旧设备，电力系统相应的对保证稳定运行提出了新的要求。传统的预防性试验诊断技术相比于新的在线技术显现出越来越多的弊端，主要的表现形式有：

图1 常规油色谱分析流程图

（1）需要将试验设备停电或停用相关保护，造成一定的经济损失或降低电网可靠度；

（2）检测周期长。

（3）定期的试验时间多集中在春秋检作业时期，工作密度大。

（4）试验仪器限制，造成试验结果偏差。

2、智能控制器及智能专家诊断系统

该单元将收到的监测数据通过二次校准后，利用HAE法，Duval三角形、立体图示以及IEC （国际电工委员会）的三比值等方法分析诊断变压器运行情况或变压器故障类型。该单元主要由数据二次校准和数据分析诊断软件两部分组成，由于此单元设备在室内运行，有良好的运行环境故运行状态稳定。可能对该系统可靠运行造成影响的因素主要有：

2.1检测数据二次校准

按照相关作业标准要求，分析油中溶解气体的试验数据比对误差有着严格的要求，测量误差的计算方法如下：

测量误差（相对）

= ×100%

测量误差（绝对）=在线监测数据-离线监测数据

通过对在线监测数据与实验室检测数据的误差计算限值的设置，可划分为A级、B级和C级三个等级，如下表1所示：

如果测量误差超过C级的范围，则视为在线监测准确度不合格，需要重新对在线监测装置进行整定和校准。

2.2分析诊断软件的安装与运行分析

软件安装时有多个设置和调试环节，包括：软件的安装、设备参数设置（COM口参数设置、IP地址参数设置等）、通讯协议设置及设备连接方式等。此环节需要认真调试，保证各设备能够兼容并能可靠运行。出现异常的情况主要由于参数设置出错或变动造成系统运行不稳定，出现死机、设备连接不上、数据不能上传等情况。

运行过程中，专业人员需要通过U盘对监测数据进行拷贝和调试。这种情况下会增加系统电脑染毒的风险，造成数据丢失、系统运行不稳定或主机死机等情况。

3、提高油色谱在线监测系统可靠性策略

3.1数据二次修正

为了修正设备安装过程中或设备本身与离线试验数据的误差，对检测数据进行二次修正。运行中据设备传感器对不同浓度的标气的电压响应值不同，生成一系列“电压—浓度”对应关系，生成MNK特性曲线。规定运行2年或误差超过30%需要重新修正MNK參数。此环节为修正当事技术人员操作，受个人因素影响大，无法保证全部系统的标准一致性。通过开发智能MNK参数修正程序可以解决以上问题，并且能够快速及时修正参数，保证系统数据准确。

3.2提高通信可靠

传统的RS-485只能按串行方式连接，对接线方式要求严格。需要在设备安装时严格按照规定方式施工，加强对设备质量的检验，并在调试阶段增加调试数据量，全面检验通信功能。在未来的运行中，应该寻求更高效、兼容性更强的通信方式来替代当前的RS-485，弥补其目前运行中存在的缺陷。

在屏蔽电缆的安装施工过程中，加强对屏蔽电缆的施工工艺要求，提高屏蔽电缆的屏蔽质量，确保屏蔽性能，并在终端电缆连的末端，将屏蔽电缆的通讯线直接接地，减小对通信的电磁干扰，降低电缆沟内电磁场对其的影响，使其高质量的传输数据。

4、结论

由于现场存在多种因素的干扰，变压器油色谱在线系统会因此产生误差甚至出现故障。当监测系统出现异常情况时，必须与离线检测数据进行比对验证在线监测系统的可靠性，并全面综合地分析变压器的运行情况以及该系统的运行情况，再得出可靠的诊断结论。现阶段的诊断必须通过排除人为因素和外界干扰，因此该系统不能成为可靠的诊断依据。并且在线监测系统的运行不够稳定，出现异常和故障的频率较高，增加了现场的维护工作量、降低了设备运行可靠度，因此目前该系统不能发挥其作用，也不能减少运维工作量。

参考文献

[1]陈伟根.以油中多种气体为特征量的变压器绝缘在线监测及故障诊断技术研究[D].博士学位论文，重庆：重庆大学，2003

[2]王健一，李金忠，凌愍，王瑞珍，张书琦. 新版电力行业标准《变压器油中溶解气体分析判断导则》解读[J]. 变压器，2014，12：49～53