摘要：在线监测系统的原理、结构及在现实中的运用。
关头词：在线监测尽缘色谱分析单元前言在40年月,因电网电压品级低、容小，电气装备发生故障所带来的损失和影响不年夜是以人们采用事故后维修制，即装备损坏后，停电进行维修。尔后，电网容逐渐增年夜，电压品级也随之提高，装备故障所发生的影响也响应增年夜，是以，从事故后维修制逐渐成长到展望性维修制。从50年月起，由于110KV~220KV电压品级的电网已有相当规模，装备故障所发生的影响也更年夜，用户对供电的靠得住性要求也响应提高，因而从展望性维修制逐渐演变为维修预防制。在展望性维修制逐渐演变为维修预防制的过渡中，人们逐渐索求定期对某些装备的尽缘停电作非破坏性和破坏性实验研究，逐渐总结出了对某些装备的预防性实验试行尺度，并逐渐形成下场部预防性维修系统；从60年月起，列国相继制定出了比力规范的停电预防性实验尺度，从而进进了预防性维修制时代，并将这类观念一直延续至今。进进预防性维修制时代后，人们逐渐熟悉和发现定期停电进行预防性实验的缺陷和不足。当一台年夜型电气装备的某一元件的尽缘有缺陷时，往往反映不活络，即使整体预防性实验及格，依然时有故障发生。例如我局1998年站街变206开关CT在高压实验中及格，但却发生了爆炸的事故。由于现行的预防性实验电压太低，没法真实反映运行电压下的尽缘性能和整个工作情况，是以必需对现行的预防性维修制进行基本的变化，其成长标的目的必然是采用在线监测及诊断技术，并索求以在线监测为根蒂根基的状态检修制。因我局今朝在观水变电站采用的在线监测装配是重庆年夜学高电压技术与系统信息监测中心研制的变压器油中六种消融气体在线监测诊断装配。所以我们以下主要介绍我局这一套油中气体在线监测装配的使用情况。在线监测诊断装配在现实中的运用我局今朝在观水变电站一号主变上采用的在线监测装配是重庆年夜学高电压技术与系统信息监测中心研制的DZJ－Ⅲ型电气装备尽缘在线监测装配。已于2000年3月15日进进试运行状态。监测的原理及方式：电力变压器不仅属于电力系统中重要的和昂贵的装备之列，而且也是致使电力系统事故多的装备，是以，国内外不仅要定期作以预防性实验为根蒂根基的预防性维护，而且相继都在研究以在线监测为根蒂根基的预知性维护策略，以便实时或按时在线监测与诊断窜伏性故障或缺陷。变压器在发生突发性事故之前，尽缘的劣化及窜伏性故障在运行电压下将发生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。对于年夜型电力变压器，今朝几近是用油来尽缘和散热，变压器油与油中的固体有机尽缘材料（纸和纸板等）在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种身分作用会逐渐变，裂解成低份子气体；变压器内部存在的窜伏性过热或放电故障又会加速产气的速度。随着故障的缓慢成长，裂解出来的气体形成泡在油中经过对流、扩散作用，就会不竭地消融在油中。统一类性的故障，其发生的气体的组分和含在一定水平上反映出变压器尽缘老化或故障的水平，可以作为反映电气装备异常的特征。从预防性维修制形成以来，电力运行部门经由过程对运行中的变压器定期分析其消融于油中的气体组分、含及产气速度，总结出了能够尽早发现变压器内部存在窜伏性故障、判断其是否会危及平安运行的方式即油色谱分析法。油色谱分析法是将变压器油取回实验室中用色谱仪进行分析，不仅不受现场复杂电磁场的干扰，而且可以发现油装备中一些用介损和局部放电法所不能发现的局部性过热等缺陷。但常规的油色谱分析法存在一系列不足的地方：不仅脱气中可能存在较年夜的工钱误差，而且检测曲线的人工批改法也会加年夜误差，从取油样到实验室分析，作法式复杂，花费的时间和费用较高，在技术经济上不能顺应电力系统成长的需要；检测周期长，不能实时发现窜伏性故障和有用的跟踪成长趋向；因受其装备费用和技术气力的限制，不成能每一个电站都配备油色谱分析仪，运行人员没法掌握和监视本站变压器的运行状态，从而会加年夜事故率。对于变压器油中消融气体色谱分析的在线监测方式，虽然仍以油中消融气体为反映故障的特征，但它是直接在变压器现场实现油色谱的按时在线智能化监测于故障诊断。常规的离线油色谱分析法与在线监测法都是分析油中消融气体的组分及浓度,本上都与变压器的运行状态有关，是以故障诊断的方式应有统一尺度。虽然列国对油色谱分析的故障诊断方式有所分歧，但基本上都以电工委员会（IEC）的三比值法为根蒂根基。重庆年夜学高电压技术与系统信息监测中心综合比力国内外现有离线和在线监测装配的根蒂根基上，经过可行性验究，研制出的变压器油中六种消融气体在线监测诊断装配。其原理框图以下：在线监测诊断装配结构：1．油气分手单元油气分手单元包括：不渗透油只渗透各类气体的透气膜，集存渗透气体的丈管和装在变压器本体放油阀上变换气畅通流畅过的六通阀和电动装备；2．气体检测单元气体检测单元包括：分手夹杂气体的气体离柱及检测气体的传感器，控制气体分手柱工作温度的恒温箱、载气、继电器自动控制和辅助电路举措措施；3．微机控制及诊断单元微机控制及诊断单元主要由主板、接口板、电源部门和打印输出、显示属出部门组成。要实现在现场对六种气体的持久靠得住监测，硬件的防干扰措施十分需要。下图是将气体分手和检测部门置于控制室，这样减轻了控制强电部门动作时电磁场的干扰，采用微机地（GND）与强电地完全分隔的方式，避免了控制系统动作时地电位上升对微机系统的不良影响。在2000年4、5月中对观水变电站1#主变的高压实验及离线油化实验成效讲明该主变处于正常状态。下表是2000年4-5月在线监测装配所测得的数据：
采样日期 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 总烃 诊断成效
H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2
2000.4.1 19.6 7.5 5.4 0.1 487.7 33.6 无故障
2000.4.3 24.6 6.2 4.2 0.0 562.7 33.1 无故障
2000.4.5 18.7 7.9 4.1 0.0 540.1 32.7 无故障
2000.4.7 21.6 6.6 3.9 0.0 521.1 30.5 无故障
2000.4.8 20.7 7.4 3.8 0.0 504.5 35.5 无故障
2000.4.10 23.7 8.2 4.7 0.0 490.3 36.6 无故障
2000.4.12 23.2 6.0 5.6 0.0 577.9 34.8 无故障
2000.4.14 22.7 7.9 4.5 0.0 567.3 35.2 无故障
2000.4.16. 22.4 6.8 4.4 0.0 458.1 33.6 无故障
2000.4.17 22.0 7.7 3.4 0.0 550.1 33.4 无故障
2000.4.19 21.8 7.6 4.3 0.0 543.3 34.7 无故障
2000.4.21 21.5 8.5 5.3 0.0 637.4 33.3 无故障
2000.4.23 21.3 7.4 5.2 0.0 532.3 37.0 无故障
2000.4.25 23.0 7.9 4.5 0.0 537.8 32.5 无故障
2000.4.27 27.0 8.9 6.2 0.0 624.0 41.1 无故障
2000.4.28 20.8 6.3 4.2 0.0 520.8 32.3 无故障
2000.4.30 23.0 7.3 5.0 0.0 549.5 35.2 无故障
2000.5.3 21.0 6.5 4.4 0.0 513.7 32.4 无故障
2000.5.7 21.1 6.6 4.5 0.0 510.4 32.5 无故障
2000.5.11 20.2 6.3 4.3 0.0 491.6 31.1 无故障
2000.5.15 19.8 6.2 4.2 0.0 480.9 30.5 无故障
2000.5.19 19.2 6.0 4.1 0.0 466.8 29.6 无故障
2000.5.22 18.8 5.9 4.0 0.0 454.9 28.8 无故障
2000.5.26 18.2 5.7 3.8 0.0 442.4 28.0 无故障
2000.5.30 17.8 5.6 3.7 0.0 430.7 27.3 无故障
从以上数据可以看出，所测成效比力稳定，得出的结论和变压器现实健康状态相符。下表为修试所化验班取样分析与在线监测装配油分析成效的对比：
采样方式 采样日期 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 一氧化碳 总烃 诊断成效
H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 CO
自动 2000.4.10 23.7 8.2 4.7 23.7 0.0 490.3 36.6 无故障
人工 2000.4.10 16 9.3 —— 16.1 —— 611 25.4 无故障
自动 2000.5.11 20.2 6.3 4.3 20.6 0.0 491.6 31.1 无故障
人工 2000.5.11 36 9.6 4.1 18.4 0.6 580 32.7 无故障
从上表对比可以看出在线监测装配所测的数值与人工取样所测的数据基本上相符，且象C2H2、总烃等主要气体的数据相差不年夜，比力真实的反映变压器的现实状态。固然仅仅两次数据的对比是远远不够的，而且由于有情况、人工取样手段等的身分影响，数据也不成能完全一样。我们还将取更多的离线和在线监测数据进行对比。且将变压器在无故障正常的运行情况下，取多组油样检测，将自动和人工所得的数据绘制时间与气体座标的曲线图进行比力，及在变压器故障时离线和在线监测数据进行对比。这样对在线监测的判断将更有依据。此尽缘监测系统具有很强的扩大性,硬件部份，微机控制及诊断单元留得有接口,系统软件采用灵活的、模块化的软件，可加进其它监测项目,如局部放电的监测等。该系统还具有故障报警功能，可实时发出警告，让工作人员有充实时间接纳响应措施。虽然在线监测装配已投进现实运用，但厂家还必需在检测精度和检测气体种类、价格与装配结构、系统软件等关头技术上作年夜的研究，凭据现实运用中发现的问题进行慢慢改良。现阶段在线监测装配还只能作为一种辅助检测装配，没法取代人工定期取样化验分析。在线监测及诊断技术在我国有秀的运用前景。经由过程使用、总结、提高后，可推行用于高压电容型装备介消耗的监测，铁芯电流和污秽电流的监测，温度、湿度的监测，局部放电的监测，慢慢取代离线人工监测。为我局实现以在线监测为根蒂根基的状态检修打下秀的根蒂根基。