变压器在线监测技术及其发展探索

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1、变压器在线监测技术及其发展探索（大庆油田电力集团电力营销公司让胡路营业所黑龙江大庆163000）摘要：随着我国科技和经济的不断发展，我国的电力事业得到了迅速的发展。但与此同时，人们生活质量提高和经济的发展也给国家电力系统设备的运行可靠性提出了更高的要求。变压器作为电力系统中的关键性设备，其运行的好坏影响整个电力系统运行的质量，因此电力部门要加大对变压器的重视程度，将变压器的在线检测和诊断技术作为重点的科研攻关项目，只有确保了变压器的稳定、安全运行，才能减少电力系统事故的发生，进一步保障电力系统的运行。木文重

2、点讲述了变压器在线检测技术的原理和发展现状，并对其的发展趋势做了简单概述。关键词：变压器；在线监测技术；原理；形状；发展1变压器在线监测技术的原理变压器早期故障的特征气体是油中的一氧化碳和氢气，它们主要是变压器内的有机绝缘材料和绝缘油伴随着变压器运行时间的增加并在热和电的长期作用下老化、分解产生的，与它们一起产生的气体还有二氧化碳和烃类气体，这些气体大多数都是溶解在变压器油中。变压器在线监测装置的工作原理是变压器油中的特征气体通过与变压器木体直接相连的传感器内部的渗透膜选择性地进入到气体检测器中，并通过与传

3、感器内部燃料电池和空气中氧气发生化学反应来产生一个与反应速率成比例的输出电信号，再经过整流放大输出电信号和温度补偿电信号后，最后在装置显示屏上以体积分数值μL/L形式向技术人员显示［1］。其中，传感器是无源元件，无转动部分，也不需任何试剂或其它材料，其所需要的燃料是特征气体。渗透膜的选择性及燃料电池对氢气、一氧化碳、乙炔和乙烯的敏感程度分别是18±3)%、(8±2)%、(1.5±0.5)%,因而显示值与DGA的关系是：显示值=H2(DGA)×100

4、%+CO(DGA)×18%+C2H2(DGA)×8.5%+C2H4(DGA)×1.5%。而变压器在线监测装置主要是通过对显示值是否与基线速率相偏离的监测来预测变压器是否将存在故障旱期。因而，该装置具有安全可靠、安装方便、维护量小等优点。2.变压器在线监测技术现状变压器在线监测技术包括：油中溶解气体测量与分析(DGA),局部放电(PD)及光纤测温、铁芯接地、套管介质、有载开关的触头磨损等技术。2.1油中溶解气体测量与分析通过监测确定特征气体，汕中溶解气体分析己被证明对发现油

5、浸变压器内部潜伏性故障相当有效和可靠。安装油中特征气体传感器能够进行连续监测，可监测到早期的潜伏性故障征兆，从而冇助于用户尽可能采取正确的检修措施，但该方法对突发性故障反应并不灵敏。现有的DGA技术能够确定气体的类型、浓度、趋势及气体的产生速率，汕中溶解气体的变化速率在判断故障发展严重性方面很冇参考价值。0前就国内外专业技术而言，变压器汕色谱在线监测装置从监测功能上分为两类。第一类属于定性检测，即通过检测单一组分或2种组分来监测变压器的运行状况［2】。第二类属于定量检测，即对油中多组分的气体进行分离检测。由

6、于定性检测难以适应电力设备高精度的检测要求，B前已逐步被定量检测取代。在定量检测中，关键技术主要集中在汕气分离和气体含量检测2个方面。气体分离的技术主要采用的是动态顶空(吹扫一捕集)脱气和渗透膜脱气(包括特殊加工的虹吸毛细膜和陶瓷膜)；气体含量检测方面B前主要奋气相色谱和基于红外吸收原理的光声(光谱燃料电池盒)。0前，应用比较普遍和冇效的是气相色谱技术，而光谱技术属于比较前沿的检测技术，未得到一致性的认可和推广［3］。2.2局部放电PD不仅是绝缘老化的现象和表征，而II是促使绝缘老化的•一个重要因素，故需要

7、进行PD在线监测。研究表明：超高压变压器在工作电压下长期运行寿命的长短与其绝缘中有无PD密切相关，即PD越弱，则正常运行的寿命越长。同时，在线监测PD可及吋预防或发现突发性故障，这也是其优于DGA的关键。现有PD在线测量方法主要有电脉冲测量和超声波测量，近期国内外又出现了甚高频(VHF)、超高频(UHF)测量等方法，但其中成用最广泛、技术最成熟的则是依据离线测量标准IEC270(或IEC60270)的电脉冲测量方法。应用电脉冲测量方法的系统不尽相同，其主要差异在于罗高夫斯基传感器的安放位置、系统的检测频带、

8、抗脉冲型干扰方法等方面，而在数据采集、信号处理及显示上并无太大区别。目前国内PD在线监测系统的水平和国外比较接近，基本使用嵌式传感器，不需改变变压器的接线，这一点受到了用户的欢迎。武汉高压研究所研制的PD系统，采用带宽为10〜1000kHz的电流传感器，从套管末屏、中性点及铁芯等接地线处耦合脉冲信号，组成平衡对以消除外来脉冲干扰，同吋获得局部放电脉冲幅值及次数。西安交通大学研究的BYT型PD系统，测量频带为40k