干式變壓器在線監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展趨勢(1)關(guān)鍵詞：本文主要介紹日益成熟的干式變壓器在線監(jiān)測技術(shù)，包括其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、監(jiān)測參數(shù)和故障判斷的較新發(fā)展?fàn)顩r。本文還分析了其與離線檢測和狀態(tài)檢修的關(guān)系，并討論了存在的問題及其發(fā)展前景。

以可靠性為中心的狀態(tài)維修是電力設(shè)備維修的發(fā)展趨勢，在西歐和北美得到了實際應(yīng)用，內(nèi)許多電網(wǎng)公司已經(jīng)安裝了相關(guān)設(shè)備和軟件系統(tǒng)。由于現(xiàn)有預(yù)防性試驗中離線試驗閾值與設(shè)備運行閾值的差異，存在漏報、早報或誤報等問題。同時預(yù)防性試驗成本高，停電損失大。

干式變壓器在線檢測是利用傳感技術(shù)和微電子技術(shù)對運行中的干式變壓器進(jìn)行監(jiān)測，獲取反映運行狀態(tài)的各種物理量，并對其進(jìn)行分析和處理，預(yù)測干式變壓器的運行狀態(tài)，必要時提供報警和故障診斷。從而避免故障進(jìn)一步擴大造成的嚴(yán)重事故，引導(dǎo)干式變壓器的較佳檢修時機，為狀態(tài)檢修提供實時數(shù)據(jù)和重要參考依據(jù)。因此，在線監(jiān)測是預(yù)防性維修向狀態(tài)維修過渡的環(huán)節(jié)和必要的技術(shù)手段。

2干式變壓器在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

通過故障模式分析，干式變壓器的在線監(jiān)測項目主要包括油中溶解氣體(DGA)的測量與分析、局部放電測量、有載開關(guān)觸點磨損等。

2.1油中溶解氣體的分析

通過對特征氣體的監(jiān)測和測定，油中溶解氣體的分析對油浸干式變壓器內(nèi)部潛在故障的發(fā)現(xiàn)是十分有效和可靠的。在油中安裝特征氣體傳感器進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)早期潛在的故障癥狀，從而幫助用戶盡可能采取正確的維護(hù)措施。但是，這種方法對突發(fā)故障不敏感。現(xiàn)有的DGA技術(shù)可以確定氣體類型、濃度、趨勢和氣體生成速率。油中溶解氣體的變化率對于確定斷層發(fā)育的嚴(yán)重程度非常有價值。

目前內(nèi)安裝的油中氣體在線監(jiān)測裝置是加拿大Syprntec公司的消火栓20li智能干式變壓器早期故障在線監(jiān)測系統(tǒng)。其監(jiān)測成分和響應(yīng)為100% H2 15% co 18% c2h2 11% CH4，因此是一種基于H2的可燃?xì)怏w探測器，對乙炔不敏感。由于干式變壓器色譜分析的際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)將H2排除在檢查內(nèi)容之外，部長級標(biāo)準(zhǔn)正在考慮逐步討論H2超標(biāo)的概念和標(biāo)準(zhǔn)。另外，消防栓201i檢測的是混合氣體，所以不能用三比等標(biāo)準(zhǔn)來分析，較終會被全組分DGOA取代。美MM公司生產(chǎn)的TRUEGASTM全成分DGA在全球已經(jīng)運行多年，但是目前內(nèi)還沒有運行的例子，價格比較高。它可以檢測9種氣體，如H2，4，CHCO和二氧化碳。對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，采用三比值法、四比值法、氣體正常圖法和CIGRE推薦法對各次采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和故障診斷。根據(jù)中電機工程學(xué)會高壓專業(yè)委員會2004年學(xué)術(shù)會議的論文，中的MGA系統(tǒng)和DZJ系統(tǒng)使用復(fù)合傳感器，可以檢測H2、一氧化碳、C2H6、C2H4、C2H6和C2H4等六種氣體。靈敏度在1 ppm ~ 10 ppm之間，標(biāo)稱壽命在1 ~ 10年之間，基本能滿足在線監(jiān)測的使用要求。 #p#分頁標(biāo)題#e#

2.2局部放電

局部放電不僅是絕緣老化的現(xiàn)象和表征，也是促進(jìn)絕緣老化的重要因素，值得在線監(jiān)測。研究表明，超高壓干式變壓器在工作電壓下的長期運行壽命與其絕緣中是否存在局部放電密切相關(guān)，即局部放電越弱，正常運行壽命越長。同時，在線監(jiān)測PD可以及時預(yù)防或發(fā)現(xiàn)突發(fā)故障，這也是其優(yōu)于DGA的重要一點?，F(xiàn)有的局部放電在線測量方法主要分為電脈沖測量和超聲波測量。近年來，內(nèi)外出現(xiàn)了甚高頻和超高頻方法，但應(yīng)用較廣泛、技術(shù)較成熟的是基于離線測量標(biāo)準(zhǔn)IEC270(或IEC60270)的電脈沖測量方法。使用這種方法的系統(tǒng)主要在羅果夫斯基傳感器的放置位置、系統(tǒng)的檢測頻帶和抗脈沖干擾方法上有所不同，但在數(shù)據(jù)采集、信號處理和顯示上沒有太大差異。圖1顯示了PD在線監(jiān)測的常見模式。

目前內(nèi)PD在線監(jiān)測系統(tǒng)水平接近外，嵌入式傳感器基本不用更換干式變壓器的接線，受到歡迎。武漢高壓所研制的局放系統(tǒng)，采用帶寬為10-10-1000kHz的電流傳感器，將套管端屏、中性點、鐵芯等接地線的脈沖信號耦合起來，形成平衡對，消除外界脈沖干擾，獲得局部放電脈沖的幅值和頻率。Xi交通大學(xué)研究的BYT局放系統(tǒng)的測量頻帶為40Hz-2mHz。大傳感器和小傳感器分別安裝在各相高壓套管的底座和端屏處。系統(tǒng)通過識別這兩個脈沖信號的極性來定向耦合干式變壓器內(nèi)部的局部放電信號，從而有效抑制外部干擾。干式變壓器局部放電在線監(jiān)測的靈敏度一般在1000pC以上，高于離線干式變壓器出廠試驗的規(guī)定值。因此，現(xiàn)有系統(tǒng)主要根據(jù)局放的長期發(fā)展趨勢來分析干式變壓器的絕緣狀況，而不是某一時刻的單一測量值。此外，局部放電的類型也可以用橢圓圖、二維譜和三維譜來分析。