变压器油溶解气体在线监测装置的应用及问题研究

宋佳

摘要：变压器中的隐患和故障经过多年的实践已经可以非常精确的检测出来，主要是通过变压器油中溶解出来的浓度判断，这是非常有效的技术方法。以前因为信息堵塞，大量有效的信息只能存在当地，所以即使拥有大量经验的专家或者工程师都没有办法对数据进行有效的分析。本文是在现在网络化时代下写出来的，大量数据已经可以透过互联网进行统一集中处理分析，数据可以做到及时处理，大量的现场监测数据就可以得以有效利用，主要的实现方法是通过现场监测装置来进行数据收集，然后通过分析站进行快速分析。

关键词：变压器油；溶解气体；在线监测；故障诊断

前言

自从工业革命之后，世界工业得到超高速的发展，随着工业的发展，电力行业也配备得到高速发展，其中高速发展面对的问题主要是输变电设备运行是否可靠。为了有效监督变压器，近些年来在变压器上增加了在线监测设备，以前由于缺乏有效的监测设备，只能依靠人工手段进行监测，但是人工手段毕竟是不稳定的，不能实现全天候二十四小时实时监督，现在已经可以由监测设备弥补这部分的缺失与不足。现在在国内监测变压器的有效技术是通过变压器油中的气体来得到实现，这可以有效的降低维护成本，但是必须提高其检修人员的检修水平以及检修技术。某些公司很早以前就已开始实现变压器油中溶解气体监测，该系统在开始运行的时候还是人工管理并且是分列运行的，这造成的后果就是监督功能缺失，为了有效解决这个问题，一些公司对变压器加装现场实时监测装置，该系统的实现是因为网络环境的建立，建立了网络化监督装置后可以及时的将数据收集起来并由后台的工作人员或者工程师进行分析，这对于设备的安全运行是非常有好处的，主要原因是工程师可以通过数据分析及时知道变压器内部情况。最近几年，我国学习大量国外经验，对于监测系统的研发有了新的突破，其主要因素是网络技术在最近几年得到快速发展，因此研发了一套一直可以将数据传输到后台变压器的在线监测及故障诊断系统，这是有创新性的尝试，是结合国外大量经验后并结合自身的实际情况做出来的。

1、存在问题

本文以一个总容量达到52000000kva的公司为例进行说明，其中330v的变电站多达九座，变压器一共23台，除了主变以外的其余9座330v变电站的20台主变压器都安装了变压器油中溶解气体在线监测装置，其中油中监测装置采用的是两种不同的型号，分别是国外引进的某个型号以及国内自主生产的某个单组分油中气体监测装置。这个监测装置和传统的监测装置相比较而言是网络时代的产物和手工产物的对比，相对比于通过于定期采取样本监测手段而言，接入变电站综合自动化系统是一个更加安全的手段，首先手工监测是存在非常多的问题，手工监测需要依靠人工定期直接到现场监测油中气体的变化，这导致人为成分在监测中占绝大多数成分，人为因素变化的的程度非常大，非常不准确，对于故障的反应时间没有办法精确把握，现在通过接入变电站综合自动系统之后，监测已经可以依靠自动报警系统或者启动保护装置，这比以前安全得多，但是自动监测系统也存在一些局限性，首先这仅仅限用于变电站内部，监测系统的有效性并不能充分得到有效的使用，体现在以下这几个方面。

（1）、变电站的工作人员并不能有效利用自动装置的监测数据，因为这些专业的数据需要有专业人员或者工程师才可以有效利用，现场维护人员只能做到常规处理，无法最大程度利用这些有效数据，这对于数据连续判断的发展趋势还有潜在的故障是没有办法确定的。

（2）、专业的工程师以及拥有丰富经验的技术性工程师因为没有在现场，所以对于数据并不能进行及时的分析，这些数据虽然得到，但是没有时效性，进行试验的时候周期会比较长，即使检测出问题也没办法得到有效利用。

（3）、这些连续的监测数据只存在于变电站内，使用范围也仅仅是在变电站内部，没有办法及时传到后台，这样就需要专业人员在变电站内长期驻扎才可以有效利用这些数据，但这是很难实现的，因此这些数据无法与试验数据进行有效的综合比较，这对于监测故障来说没有多大的实际意义。

（4）、假设这些有效数据能够做到及时传输到后台和试验数据进行及时有效对比，并且与设备的管理信息一起使用，这样可以更好的监测和评价变压器的实际状态。

2、基于网络的实时在线监测方案

针对以上这些问题，我们预想设置一个以网络系统为依托可以将数据延伸到后台监测方案，首先这个系统是使用串口以太网口协议转换器将现场的实时数据传到后台，这个数据的收集主要是通过现场的监测侧系统收集的，接着通过c56传输头传送到变电站的广域网，广域网可以将这些实时的数据及时传输到后台，在经过服务器的及时处理之后，数据将进入数据库，有经验的技术人员或者工程师就可以利用这些有效数据进行及时的分析，这是因为数据已经传到数据库，所有人都可以及时接收得到，可以大幅度提高工作效率。

3、监测数据管理与分析

监测到的有效数据会通过广域网有效传输到后台，这些数据将会与试验数据以及设备数据进行实时对比，数据对比之后就可以有效的知道故障出现的原因和出现的时间点，这对于变电站的监测是非常有用的。为此我们大胆设想研发一款实时数据管理的有效系统软件，这套软件的使用可以做到在线监测得到的传输数据，在后台就对这些数据进行研究以及有效分析，该软件的组成主要由三部分组成，分别是数据采集，数据管理以及数据分析，这套系统的使用功能主要有以下几点，第一可以实现变电站数据的在线实时监测，将变电站内部的情况简化成数据趋势传输到后台，并且将变化的油质数据和色谱数据管理都反应到后台，这样可以让管理人员预制计划以及设备管理功能，这可以及时分析变电站溶解数据气体监测数据的在线监测以及趋势监测，对于变电站内部自动监测数据，变化率以及时相变化率以及日常变化率和日相对变化率月变化率月相对变化率都可以及时的进行相对的分析，这可以对出现故障的变电站设备进行及时的报警处理。该软件系统可以分析现场的化学实验数据，并且可以根据油质、色谱试验管理数据做出实时的管理以及分析。

该软件还可以实现优化预防性试验的计划管理，这可以做到防范于未然，让现场人员知道变化站的实际情况。

结束语：

变电站是电网系统最重要的组成成分，需要时时刻刻进行监测，这是非常重要的，其中涵盖很强的技术性以及专业性，这意味着我们需要更有经验的技术人员以及工程师才能够在第一时间对其进行有效的分析，本文所涉及的变压器油溶解气体在线监测以及故障诊断系统的研究研发，将现场的实时数据通过广域网传输到后台，这对于变电站的安全使用是非常有必要的，未来将更进一步结合现实情况进一步研发与研究。

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