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(yùn)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(yùn)行中的干式變壓器進(jìn)行監(jiān)測，獲取反映運(yùn)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(yùn)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(kuò)大造成的嚴(yán)重事故，引導(dǎo)干式變壓器的較佳檢修時機(jī)，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(diǎn)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(yùn)行多年，但是目前內(nèi)還沒有運(yùn)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(jī)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)?，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(diǎn)、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。