油色譜在線監測裝置在變壓器油中含氣量異常下的分析研究

許家鳳 張偉平 廖肇毅 張新忠 李漢釗

摘要：油色譜在線監測裝置直接在變壓器本體實現油色譜的定時在線智能化監測及故障診斷，但裝置長時間運行可能會發生漏氣、載氣串氣、油管密封不嚴等現象，在運行過程中可能吸入空氣，則會影響到主變油中含氣量。為了更好的了解油色譜在線監測裝置在運行中對主變油中含氣量的影響，以及更全面的分析油中含氣量超標的原因，在一起500kV主變油中含氣量超標處理中對在線監測裝置機型、載氣壓力、油路、油樣數據對比分析等多方面開展了技術研究。

關鍵詞：油色譜在線監測裝置;含氣量;載氣壓力;油路

引言

變壓器作為輸變電的樞紐設備，其運行質量及安全可靠性對電網的安全運行有著直接影響。為了加強電力設備的技術監督，對高壓設備加裝油色譜在線監測裝置，直接在變壓器本體實現油色譜的定時在線智能化監測及故障診斷。但由于油色譜在線監測裝置長時間的運行，可能會發生裝置缺陷，如發生裝置漏氣、載氣串氣、油管密封不嚴等現象，在運行過程中可能吸入空氣，則會影響到主變油中含氣量。變壓器油中含氣量超標可能會導致主變油中產生氣隙放電，削弱變壓器絕緣性能，增加老化速度，嚴重威脅主變安全運行。為了更好的了解油色譜在線監測裝置在運行中對主變油中含氣量的影響，以及更全面的分析油中含氣量超標的原因，在一起500kV主變油中含氣量超標處理中對在線監測裝置機型、載氣壓力、油路檢查及不同部位取油樣數據對比分析等多方面開展了技術研究。

1運行概況

某500kV變電站#4主變A、B相、#5主變A相變壓器，型號為ODFS-334000/500，于2014年6月27日投運，絕緣油為克拉瑪依25號變壓器油。本體安裝的油色譜在線監測裝置均是由河南中分儀器股份有限公司出廠，裝置型號是中分3000。自主變投運后，因油中含氣量超標在2017年2月至2017年4月期間陸續更換3臺主變出廠時的原廠膠囊。在更換膠囊運行一段時間后，于2018年5月11日發現#4主變A、B相、#5主變A相油中含氣量再次異常，油中含氣量已超過3%，已不滿足GB/T7595-2017《運行中變壓器油質量》中500kV變壓器在運行中油中含氣量小于等于3%的要求。

2在線監測裝置檢查

2.1機型檢查

#4主變A、B相、#5主變A相本體安裝的油色譜在線監測裝置均為死油循環機型。死油循環機型從理論上可排除裝置載氣串入油路的可能性，原因是：死油循環機制發生在油氣分離之前，主機此時未通載氣;主機開始做樣后回油電磁閥關閉不進行回油操作，油樣直接排到廢油桶中，載氣通過放空口在主機內直接放空;若出現載氣電磁閥失靈，載氣會在一周內消耗完;若電路板問題造成流程紊亂，主機會響應報警機制，跳出流程進入值守模式;若二級穩壓閥失控會造成油流量過大，油路反串造成色譜柱污染，出現這種情況主機將出峰異常，數據中斷或者失靈，并且會在進樣口有明顯油漬;油路循環和氣路循環是相互獨立存在的，即便載氣電磁閥失靈也不會串到油路中進入變壓器本體，載氣會經過氣路模塊進行放空。

2.2載氣壓力檢查

現場安裝的3臺油色譜在線監測裝置沒有直接顯示載氣鋼瓶壓力表，需通過安裝的壓力傳感器來監測載氣壓力，并從系統后臺中獲取裝置運行期間載氣壓力數據。對#4變A相的壓力數據分析，裝置在2017年2月1日投運，2018年5月19日退運，運行期每天記錄載氣壓力，2017年12月26日更換載氣。鋼瓶起始壓力15MPa，退運前剩余5MPa。觀察載氣壓力變化趨勢下降呈階梯狀，沒有出現壓力跳變。但鋼瓶的壓力傳感器精度較低，壓力數據僅作參考?？膳袛?4變A相油色譜在線監測裝置載氣在正常消耗范圍內沒有出現漏氣。在同一時期該主變油中含氣量從更換膠囊后測到的0.750%增長到3.628%。#4變B相、#5變A相裝置壓力變化均下降呈階梯狀，也沒有出現壓力跳變，在線色譜數據正常，運行穩定。

為了進一步確認是否因所安裝的油色譜在線監測裝置的載氣串入導致油中含氣量異常。2018年10月16日再次對油色譜在線監測裝置進行了驗證性檢查。拆開#4主A相裝置廢油箱連接管路，并啟動正常工作，觀察油路電磁閥運行情況。裝置工作后直接將廢油排到廢油箱，不再進入主變循環，同時將取樣電磁閥逆向導通進行排查，采用捏球反相施壓，試驗結果壓力正常，說明不存在氣體反串。

2.3油路檢查

在3臺裝置取油閥、回油閥、取油管、回油管連接處以及儀器內部油路連接處都沒有發現滲油、漏油痕跡，管路密封良好。檢查工作主要有：拆除在線裝置連接到主變的回油閥，檢查油管回油時的氣密性，氣密性良好;打開回油閥后觀察無明顯氣體溢出，出油正常;拆開回油閥強制進行死油循環，油路中沒有發現氣泡;觀察回油管內部油樣，油樣外觀偏黃，其原因是進油管油路長度不足5米，主機在做樣前無需啟動循環機制，通過正常進油量就可以將進油管中死油體積排出，一般油路超過30米或者整個油路彎道過多導

致油速過低就會啟動死油循環機制，該站油色譜在線監測裝置從投運后沒有進行過死油循環操作，回油管內油樣長期未流動導致顏色偏黃，這也從側面驗證了不存在氣體從回油管中串入變壓器本體的可能性。

2.4油樣數據對比分析

在3臺油色譜在線監測裝置退運后，分別對#4變A、B相、#5主A相本體中、下部取樣口、在線監測裝置回油閥及在線監測裝置回油管循環處的油樣取樣對比，測試結果相差不大。#4變B相、#5變A相在線監測裝置回油管循環處的油中含氣量比對應變壓器本體中、下部取樣閥及在線監測回油閥處的油樣測試結果稍大，分析原因是裝置回油管油流速較慢，油流呈快滴狀，沒有形成穩定的油流，預試在取樣中用時過長，油樣在流出后與空氣接觸時間較長導致。

3在線監測裝置退運后

油色譜在線監測裝置退運后主變油中含氣量跟蹤趨勢圖中可明顯看出：持續一年多跟蹤試驗，含氣量仍呈緩慢上升趨勢。

圖1在線監測裝置退運后#4主變A、B相、#5主變A相油中含氣量跟蹤

趨勢圖

4結語

變壓器油中含氣量異常時應全面分析原因，不僅應考慮變壓器的密封情況，也應排除是否由油色譜在線監測裝置影響。在研究分析油色譜在線監測裝置對主變油中含氣量的影響時，可以從在線監測裝置的機型原理、歷史運行載氣壓力變化、油路回路氣密性以及不同部位的取油樣數據等多維角度去分析判斷。在運行維護中，油色譜在線監測裝置載氣鋼瓶更換為帶載氣壓力表頭壓力表，便于運維人員現場查看載氣壓力，觀察壓力變化。為后期檢驗性研究，可選取任一臺油色譜在線監測裝置，將其載氣更換為氮氣，便于對比分析主變油中含氣量超標處理措施的有效性。

參考文獻：

[1]GB/T7595-2017[S]，《運行中變壓器油質量》.

[2]黎曉淀，劉湘平.中分3000色譜在線監測系統的應用[J].廣東電力，2009（7）：43-45.

作者簡介：許家鳳（1987-），女，工程師，碩士，主要從事電氣試驗研究。