电力变压器油中溶解气体在线监测系统

简练，

摘 要：随着人们用电需求的不断提高，电力变压器的重要性也逐渐凸显，而变压器油中溶解气体分析技术在对故障实施诊断的时候，越来越趋于快捷性，对此，文章针对电力变压器油中溶解气体在线监测系统展开了论述。

关键词：电力变压器；油中溶解气体；在线监测系统

引 言：

在现代化科学技术的不断推进下，电力系统的数字化、智能化不断提高了程度，使得对电力设备状态的检修转变成为当前对电力设备实施维护的重要策略。在电力系统当中，电力变压器发挥的作用是非常重要的，主要作用于输配电系统的重要枢纽，有利于电力运行的稳定性、可靠性。

1.电力变压器油中溶解气体在线监测系统的重要组成

组成油中溶解气体在线监测系统的模块是多样化的，主要是由油气采集、气体检测、数据处理、通信控制等单元以及相应的监控软件等等组成。通过这些功能模块在实际工作中协同合作（如图1所示），在对气体监测单元中的接口进行连接的时候，通常会采用两条不锈钢软管来与变压器中预留的监测接口进行相应的连接，并且在所有的接口中都采用Φ6卡气套来具体实施相应的连接，同时还需要保证接口在密封性方面的要求，以避免漏油现象的出现。油浸式电力变压器处于长时间运行的时候，一旦出现故障问题，那么在绝缘油当中就很容易出现具有溶解特性的气体，这些其他主要包括7种气体，分别为氢气（H₂）、甲烷（CH₄）、乙炔（C₂H₂）、乙烯（C₂H₄）、乙烷（C₂H₆）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂），出现的故障类型不同，那么气体的具体组分及相应浓度也是不同的。当前阶段采用的监测油中溶解气体的在线监测技术主要采用的是油色谱分析技术，已经发展的较为成熟。但是，使用的监测装置是非常复杂的，在实际使用的时候也较为繁琐，并且价格非常昂贵。在对油中的氢气（H₂）与乙炔（C₂H₂）进行检测的时候，需要结合特征气体具体体现出的预警故障原理来实施，氢气（H₂）在对变压器故障实施预警的众多气体中最为敏感的，而乙炔（C₂H₂）是对油浸式变压器运行中，产生过热性与放电性等故障标志性气体进行良好的区分。

图1油气在线监测系统结构示意图

2.电力变压器油中溶解气体在线监测系统数据的采集与处理流程

电力变压器在线监测系统在实施数据处理的时候，应该先对气体传感器SGA-400B进行初始化，然后再针对气体设定相应的故障判读及阈值，当采集到的气体含量通过模拟量转化之后，进而形成电信号，然后再实施放大、数据处理以及智能计算等环节，并且规定固定的时间针对气体实施相应的检测工作，并通过现场检测装置来具体进行显示（如图2所示的智能变压器状态监测系统构架图）。在对各个气体进行监测的时候，需要注意其实际的监测范围：

⑴在对氢气H₂实施监测的时候，需要注重的监测范围在0~3×10^-3之间；

⑵在对乙炔C₂H₂气体实施监测的时候，需要注重的监测范围0~1×10^-3之间，还需要注意的是在测量的时候，需要以氢气H₂准确性的±3%（>0.1×10^-3），或者±5×10^-6（≤0.1×10^-3）为准，需要以乙炔C₂H₂的±5%（>0.1×10^-3），或者±5×10^-6（≤0.1×10^-3）为准。

图2智能变压器状态监测系统构架

3.电力变压器油中溶解气体在线监测系统的故障诊断方式

在对电力变压器油中溶解气体在线监测系统中的故障问题实施诊断的时候，需要通过氢气H₂和乙炔C₂H₂来具体实施相应的判断工作。⑴氢气与乙炔：当这一气体组分中并不存在次要气体的时候，其故障的基本类型属于放电故障，放电位置在局部位置。这种故障问题之所以会产生，主要是由于在油中存在气泡、悬浮颗粒等物质造成的，其次要气体组分主要存在甲烷、乙烷、乙烯这三种气体，同样属于放电故障，故障类型属于电弧放电类型，这种故障问题的产生主要是由于绕组砸层之间产生了绝缘击穿现象，还有就是由于引线断裂、对地闪络等原因，使得分接开关出现了飞狐现象。⑵氢气与甲烷：在这一组分当存在的次要气体是比较多的，主要包含二氧化碳、乙炔、乙烯和一氧化碳这几种气体，其故障的基本类型为放电故障，属于火花放电。故障产生的主要原因是由于调压绕组、分接开关组件、高压套管端部等位置出现接触不良的现象，还有就是油中存在水分、纤维等物质造成的。⑶甲烷与乙烯：这一气体组分中的次要气体有氢气与乙烷，故障的基本类型为过热，故障产生的主要原因为涡流引起的绕组出现过热、局部出现短路以及层间的绝缘出现劣化等问题，当处于温度不高的环境中时，主要存在的特征气体为氢气，当系统中出现固体绝缘故障问题的时候，还有可能会产生一氧化碳与二氧化碳等不良气体。

结束语：

总而言之，通过对监测变压器油中溶解气体中，针对氢气H₂和乙炔C₂H₂的在线监测系统展开了研究，通过数据的采集及现场监测装置的显示，并针对标定的气体浓度实施相应的对比，进而对是否需要实施报警处置进行判断，进行有针对性的对故障类型实施有效性的诊断。

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