苏正变电站在线监测原理与实施方案.doc

苏正220kV变电站在线监测原理与实施方案 张贵贤 赵 勇 郭旭光 （河北省送变电公司，河北省 石家庄 050051） E-mail:hbdlzxsys@163.com，hnzhaoyong@ 摘 要：智能化变电站的重要技术特征之一就是设备实现广泛在线监测,使得设备状态检修更加科学可行。通过在线监测系统,可以有效地获取设备运行状态数据、并能自动对其进行诊断，使设备检修策略可以从常规变电站设备的定期检修变成状态检修,这将大大提高系统的可用性。本文作者试图通过介绍苏正220kV智能化变电站的在线监测系统，使大家对智能化变电站的在线监测系统原理及实施有进一步的了解。 关键词：变电站 在线监测系统 原理 实施 引言 电力行业有别于其它行业，维护不能随意中断生产，这就要在事故发生之前作好充分的预测——在事故发生前解决故障，重点是变电站设备的预防性的巡检工作。变电系统负担着电力变送工作，高电压大电流的线路长期工作，即使是优良的绝缘介质也会出现不可预期的问题而导致事故。通常情况下，检修人员日常需要做的检修工作油色谱的监测、微水密度监测、设备温度监测等日常检修工作。这些检修工作都需要检修人员带着检修仪器到每个站内对每个设备进行一一检测，这样工作量大，任务繁重，而且不能达到24小时全天候的监测，安全隐患很多。为解决以上问题苏正220kV安装了在线监测系统。 正文 苏正220kV变电站在线监测系统主要包括变压器油色谱在线监测、SF6气体在线监测、光栅测温、开关柜测温、状态监测等部分。下面分别对其进行介绍： 一、变压器油色谱在线监测子系统 变压器油色谱工作原理 为了提高整个电力系统的安全运行，实施电力变压器故障诊断是非常必要的。变压器存在局部过热或局部放电时，故障部位的绝缘油或固体绝缘物将会分解出小分子烃类气体(如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等)和其他气体(如H2、CO、CO2等)。上述每种气体在油中的浓度和油中可燃气体的总浓度(TCG)均可作为变压器设备内部故障诊断的指标。 变压器油色谱在线监测系统从本质上改变了传统的变压器油监测方式，可以有效的监测变压器的油中溶解气体的含量，通过数据分析平台告知现场管理人员变压器的油中气体组份的变化趋势，依据监测数据，及时判断变压器故障类型。 其基本原理是溶解于变压器油中的故障特性气体经脱气装置脱气后,在载气的推动下通过色谱柱,由于色谱柱对不同的气体具备不同的亲和作用,导致故障特性气体被逐依分离出来,传感器对故障气体(H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2)按出峰顺序分别进行检测,并将气体的浓度特性转换成电信号。数据处理器对电信号进行处理转化成数字信号，并存储在数据处理器的内嵌的大容量存储器上。主控计算机经RS485模块通过现场通讯总线获取日常监测数据，实现变压器故障的在线监测功能。 根据上述在线监测系统的工作原理，其监测参数为：H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2，技术指标如下： 组 份 H2 CO CO2 CH4 C2H2 C2H6 C2H4 最小检 测浓度 1 5 25 1 0.5 0.5 0.5 量 程 1-5000 5-10000 25-50000 1-2000 0.5-2000 0.5-2000 0.5-2000 因此，变压器油色谱数据处理子系统需要对日常的监测数据进行分析处理,把故障气体各组份和总烃的含量抽取出来对变压器故障进行综合分析诊断,并结合相关技术规程、导则、技术监督和检修人员的实践经验，对抽取数据的展现形式、关联数据、生命周期、历史保留深度等属性进行标准化管理。从而及时捕捉到变压器故障信息，科学的指导设备运行检修。 系统由就地部分和主控部分组成，就地现场部分有主机、气瓶、油管组成；主控部分由主控计算机、系统控制分析软件构成。 变压器油色谱功能实现 油气分离 变压器油色谱在线监测系统的色谱分析仪利用内部的油气自动分离装置，将取来的油样完成油气分离过程。油、气分离采用了世界上最先进的真空完全脱气方式，脱气效率＞95%，实现分析油样中油、气的完全分离，为下一步的气体测量工作奠定了坚实的基础，有效地保证了测量重复性，在测量的源头上将不完全脱气带来的测量重复性误差消除，避免了靠软件修正消除由于不完全脱气形成的重复性误差所带来的不确定性。 混合气体分离 变压器油色谱在线监测系统的色谱分析仪通过内部的气相色谱柱，可以将混合气体分离成单组份的气体。分析油样经过油、气分离装置后，油、气被完全分离开来，分离后的混合气体在载气的推动下进入气相色谱分离系统，混合气体经过与实验室相同分离原理的气相色谱系统，气体被分离成单组分的气体。 气体检测 经过分离的气体浓度在分析仪器内部经过气体检测传感器，气体浓度信号被转变成电压并被换算成数字量