基于油中溶解气体分析的变压器故障在线监测技术

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1、秦案濠咿溶蘼傣蜷变餐器教瞎藤线蘸谶接豢姜晓飞，王鹏(1．陕西电力职工培训中心，陕西西安710032；2．山东鼎超热电设计有限公司，山东济南250101)的特点是可以在变压器运行状态下进行连续或随时0引言的监测与判断。变压器是变电站的重要设备，是电力系统的枢1油中溶解气体在线监测技术的原理纽环节，担负着电网的升压、降压和电压调节等重任．变压器能否安全正常运行直接关系到电网供电正常运行的变压器油中溶解气体的组成主要是的可靠性与安全性。本文针对变电站大型油浸式变氧气和氮气。变压器经过长期运行，由于各种原因产压器进行分析。生的局部过热和多次开断形成

2、电弧，势必会使绝缘长期以来，我国一直坚持以预防性试验(定期检油及固体绝缘材料老化和分解产生少量的低分子烃修方式)及油中溶解气体的气相色谱分析对变压器类气体。这些故障特征的气体主要有：氢气(H)、一的运行状况进行判断，对预防变压器重大事故的发氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙炔(C：H2)、乙烷(CH6)和生起到重要作用。但随着电力系统向大容量、高电压乙烯fcH4)。这些气体绝大部分都溶解于油中，若从和结构复杂化发展．用电部门对电力系统的安全可油样分离出这些气体。通过分析各种气体成分的相靠性要求越来越高。采用定期检修的方式使很多设对数量和形成

3、速度，就可以判断设备内部是否存在备存在过修或失修的问题。而利用气相色谱法检测异常，并进一步推断故障类型及故障能量等f21。油中溶解气体，是目前普遍应用且比较有效的变压器故障诊断方法，但从取油样～油气分离一色谱分2油中溶解气体在线监测的方法一o30—0o<析的全过程来看，存在着环节多、操作手续繁琐、试验周期长等弊病，而且必须由专业人员在专门的实由于现在还未研制出可以直接测量油中溶解气验室进行处理分析，也就不可避免地引入较大的试体的传感器，为了检测油中溶解气体的含量，首先需验误差。对于发展较快的故障则检测不及时，难以充要把气体从油中分离出来(脱

4、气)，然后再用传感器分发挥它的作用『l_。在这种状况下，开展变压器状态对气体进行检测。在线监测势在必行2．1油气分离技术藏在线监测是运用传感技术、信息技术及计算机在线监测中油气分离的主要方法有抽真空取气拱技术等先进手段．适时反映设备状态。在线监测技术法、毛细管取气法、鼓泡法、振荡脱气法、薄膜取气法绣遗收稿日期：2008—08—20作者简介：姜晓飞(198O一)，女，山东青岛人，硕士，从事电力系统及自动化方面的研究。一00～0《《《科等。薄膜取气法以其结构简单、维护方便等优点而合，构成一个传感器阵列，每个传感器对一种气体具技被大量使用。薄膜取

5、气法是目前国内外应用最广泛、有选择性，当给出混合气体(H、CO、CH、CH、CH、综最简单有效的油气分离方法．．cH等)后，不同传感器单元分别响应各自的特征气述膜分离法的依据是：某些高分子膜具有仅计气体，并通过一定的软件处理方法排除其余气体的干体通过而不让液体通过的特性。高分子膜的渗透机扰误差，这样就可以测出各气体的含量，以便运用理是按溶解一渗透过程进行的。存气室的进口处安故障诊断技术分析可能存在的故障。装高分子膜，膜的一侧是变压器油，另一侧是气室，传感器是变压器在线监测的关键技术，从传感则油中的待测气体分子就会自动渗透到膜的另一器获得的信

6、息，经数据处理和故障诊断对变压器的侧气室中，同时已渗透过去的自由气体也会向油中运行状态进行判断分析，达到预防重大事故的目的扩散。在一定的温度下，经过一段时间后，正反两方向的扩散速度达到动态平衡，气室中气体的浓度保3故障诊断方法持不变。如果改变变压器油的温度或增加气液两相的气体分压，就会使原来的平衡遭到破坏，经过一基于油中溶解气体类型与内部故障性质的对应段时间后，义会建立起新的平衡。这样通过检测气关系，先后提出了多种以油中特征气体为依据的判室巾气体的含量与产生速率就可以计算油中溶断设备故障的方法。目前存我国，运用油中溶解气解气体的含量与产生速

7、率，进而判断变压器潜在的体分析的结果进行故障判定的具体方法主要有以下故障。几种。目前已开发出了多种高分子透气膜，如聚酰亚3．1特征气体法胺膜(PI)、聚四氟乙烯膜(Pr『1FE)、聚四氟乙烯一全氟变压器油中溶解的特气体可以反映故障点引第3台烷基醚的共聚物(PFA)、聚丙稀膜(PP1等，这些高分子起的周围油的热分解本质。气体组分特征随着故障卷透气膜都不是很理想。有的透气膜渗透速度太慢，类型、故障能量及其涉及的绝缘材料的不同而不同，第以致达到平衡的时间太长：有的透气膜透气性能不因此特征气体判断法对故障性质有较强的针对性。12期好，只能透过某些气

8、体，而对别的气体渗透很少。比较直观、方便特征气体法是根据油中溶解气体含随着科学技术的发展，新的合成膜不断现，会量大小进行故障判定的一种重要方法。有更多性能好、透气性强的分离膜诞生