油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置在變壓器油中含氣量異常下的分析研究

許家鳳 張偉平 廖肇毅 張新忠 李漢釗

摘要：油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置直接在變壓器本體實(shí)現(xiàn)油色譜的定時(shí)在線智能化監(jiān)測(cè)及故障診斷，但裝置長時(shí)間運(yùn)行可能會(huì)發(fā)生漏氣、載氣串氣、油管密封不嚴(yán)等現(xiàn)象，在運(yùn)行過程中可能吸入空氣，則會(huì)影響到主變油中含氣量。為了更好的了解油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中對(duì)主變油中含氣量的影響，以及更全面的分析油中含氣量超標(biāo)的原因，在一起500kV主變油中含氣量超標(biāo)處理中對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置機(jī)型、載氣壓力、油路、油樣數(shù)據(jù)對(duì)比分析等多方面開展了技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞：油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置;含氣量;載氣壓力;油路

引言

變壓器作為輸變電的樞紐設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量及安全可靠性對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著直接影響。為了加強(qiáng)電力設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督，對(duì)高壓設(shè)備加裝油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置，直接在變壓器本體實(shí)現(xiàn)油色譜的定時(shí)在線智能化監(jiān)測(cè)及故障診斷。但由于油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置長時(shí)間的運(yùn)行，可能會(huì)發(fā)生裝置缺陷，如發(fā)生裝置漏氣、載氣串氣、油管密封不嚴(yán)等現(xiàn)象，在運(yùn)行過程中可能吸入空氣，則會(huì)影響到主變油中含氣量。變壓器油中含氣量超標(biāo)可能會(huì)導(dǎo)致主變油中產(chǎn)生氣隙放電，削弱變壓器絕緣性能，增加老化速度，嚴(yán)重威脅主變安全運(yùn)行。為了更好的了解油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中對(duì)主變油中含氣量的影響，以及更全面的分析油中含氣量超標(biāo)的原因，在一起500kV主變油中含氣量超標(biāo)處理中對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置機(jī)型、載氣壓力、油路檢查及不同部位取油樣數(shù)據(jù)對(duì)比分析等多方面開展了技術(shù)研究。

1運(yùn)行概況

某500kV變電站#4主變A、B相、#5主變A相變壓器，型號(hào)為ODFS-334000/500，于2014年6月27日投運(yùn)，絕緣油為克拉瑪依25號(hào)變壓器油。本體安裝的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置均是由河南中分儀器股份有限公司出廠，裝置型號(hào)是中分3000。自主變投運(yùn)后，因油中含氣量超標(biāo)在2017年2月至2017年4月期間陸續(xù)更換3臺(tái)主變出廠時(shí)的原廠膠囊。在更換膠囊運(yùn)行一段時(shí)間后，于2018年5月11日發(fā)現(xiàn)#4主變A、B相、#5主變A相油中含氣量再次異常，油中含氣量已超過3%，已不滿足GB/T7595-2017《運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量》中500kV變壓器在運(yùn)行中油中含氣量小于等于3%的要求。

2在線監(jiān)測(cè)裝置檢查

2.1機(jī)型檢查

#4主變A、B相、#5主變A相本體安裝的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置均為死油循環(huán)機(jī)型。死油循環(huán)機(jī)型從理論上可排除裝置載氣串入油路的可能性，原因是：死油循環(huán)機(jī)制發(fā)生在油氣分離之前，主機(jī)此時(shí)未通載氣;主機(jī)開始做樣后回油電磁閥關(guān)閉不進(jìn)行回油操作，油樣直接排到廢油桶中，載氣通過放空口在主機(jī)內(nèi)直接放空;若出現(xiàn)載氣電磁閥失靈，載氣會(huì)在一周內(nèi)消耗完;若電路板問題造成流程紊亂，主機(jī)會(huì)響應(yīng)報(bào)警機(jī)制，跳出流程進(jìn)入值守模式;若二級(jí)穩(wěn)壓閥失控會(huì)造成油流量過大，油路反串造成色譜柱污染，出現(xiàn)這種情況主機(jī)將出峰異常，數(shù)據(jù)中斷或者失靈，并且會(huì)在進(jìn)樣口有明顯油漬;油路循環(huán)和氣路循環(huán)是相互獨(dú)立存在的，即便載氣電磁閥失靈也不會(huì)串到油路中進(jìn)入變壓器本體，載氣會(huì)經(jīng)過氣路模塊進(jìn)行放空。

2.2載氣壓力檢查

現(xiàn)場(chǎng)安裝的3臺(tái)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置沒有直接顯示載氣鋼瓶壓力表，需通過安裝的壓力傳感器來監(jiān)測(cè)載氣壓力，并從系統(tǒng)后臺(tái)中獲取裝置運(yùn)行期間載氣壓力數(shù)據(jù)。對(duì)#4變A相的壓力數(shù)據(jù)分析，裝置在2017年2月1日投運(yùn)，2018年5月19日退運(yùn)，運(yùn)行期每天記錄載氣壓力，2017年12月26日更換載氣。鋼瓶起始?jí)毫?5MPa，退運(yùn)前剩余5MPa。觀察載氣壓力變化趨勢(shì)下降呈階梯狀，沒有出現(xiàn)壓力跳變。但鋼瓶的壓力傳感器精度較低，壓力數(shù)據(jù)僅作參考?？膳袛?4變A相油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣在正常消耗范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)漏氣。在同一時(shí)期該主變油中含氣量從更換膠囊后測(cè)到的0.750%增長到3.628%。#4變B相、#5變A相裝置壓力變化均下降呈階梯狀，也沒有出現(xiàn)壓力跳變，在線色譜數(shù)據(jù)正常，運(yùn)行穩(wěn)定。

為了進(jìn)一步確認(rèn)是否因所安裝的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的載氣串入導(dǎo)致油中含氣量異常。2018年10月16日再次對(duì)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行了驗(yàn)證性檢查。拆開#4主A相裝置廢油箱連接管路，并啟動(dòng)正常工作，觀察油路電磁閥運(yùn)行情況。裝置工作后直接將廢油排到廢油箱，不再進(jìn)入主變循環(huán)，同時(shí)將取樣電磁閥逆向?qū)ㄟM(jìn)行排查，采用捏球反相施壓，試驗(yàn)結(jié)果壓力正常，說明不存在氣體反串。

2.3油路檢查

在3臺(tái)裝置取油閥、回油閥、取油管、回油管連接處以及儀器內(nèi)部油路連接處都沒有發(fā)現(xiàn)滲油、漏油痕跡，管路密封良好。檢查工作主要有：拆除在線裝置連接到主變的回油閥，檢查油管回油時(shí)的氣密性，氣密性良好;打開回油閥后觀察無明顯氣體溢出，出油正常;拆開回油閥強(qiáng)制進(jìn)行死油循環(huán)，油路中沒有發(fā)現(xiàn)氣泡;觀察回油管內(nèi)部油樣，油樣外觀偏黃，其原因是進(jìn)油管油路長度不足5米，主機(jī)在做樣前無需啟動(dòng)循環(huán)機(jī)制，通過正常進(jìn)油量就可以將進(jìn)油管中死油體積排出，一般油路超過30米或者整個(gè)油路彎道過多導(dǎo)

致油速過低就會(huì)啟動(dòng)死油循環(huán)機(jī)制，該站油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置從投運(yùn)后沒有進(jìn)行過死油循環(huán)操作，回油管內(nèi)油樣長期未流動(dòng)導(dǎo)致顏色偏黃，這也從側(cè)面驗(yàn)證了不存在氣體從回油管中串入變壓器本體的可能性。

2.4油樣數(shù)據(jù)對(duì)比分析

在3臺(tái)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置退運(yùn)后，分別對(duì)#4變A、B相、#5主A相本體中、下部取樣口、在線監(jiān)測(cè)裝置回油閥及在線監(jiān)測(cè)裝置回油管循環(huán)處的油樣取樣對(duì)比，測(cè)試結(jié)果相差不大。#4變B相、#5變A相在線監(jiān)測(cè)裝置回油管循環(huán)處的油中含氣量比對(duì)應(yīng)變壓器本體中、下部取樣閥及在線監(jiān)測(cè)回油閥處的油樣測(cè)試結(jié)果稍大，分析原因是裝置回油管油流速較慢，油流呈快滴狀，沒有形成穩(wěn)定的油流，預(yù)試在取樣中用時(shí)過長，油樣在流出后與空氣接觸時(shí)間較長導(dǎo)致。

3在線監(jiān)測(cè)裝置退運(yùn)后

油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置退運(yùn)后主變油中含氣量跟蹤趨勢(shì)圖中可明顯看出：持續(xù)一年多跟蹤試驗(yàn)，含氣量仍呈緩慢上升趨勢(shì)。

圖1在線監(jiān)測(cè)裝置退運(yùn)后#4主變A、B相、#5主變A相油中含氣量跟蹤

趨勢(shì)圖

4結(jié)語

變壓器油中含氣量異常時(shí)應(yīng)全面分析原因，不僅應(yīng)考慮變壓器的密封情況，也應(yīng)排除是否由油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置影響。在研究分析油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)主變油中含氣量的影響時(shí)，可以從在線監(jiān)測(cè)裝置的機(jī)型原理、歷史運(yùn)行載氣壓力變化、油路回路氣密性以及不同部位的取油樣數(shù)據(jù)等多維角度去分析判斷。在運(yùn)行維護(hù)中，油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置載氣鋼瓶更換為帶載氣壓力表頭壓力表，便于運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)查看載氣壓力，觀察壓力變化。為后期檢驗(yàn)性研究，可選取任一臺(tái)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置，將其載氣更換為氮?dú)?，便于?duì)比分析主變油中含氣量超標(biāo)處理措施的有效性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：許家鳳（1987-），女，工程師，碩士，主要從事電氣試驗(yàn)研究。