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分析主变压器的油色谱、温度(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测,得出配置主变压器在线监测是安全,可靠、经济的结论。
1.前言
大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,一旦造成变压器故障,将影响正常生产和人民的正常生活,而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失,在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据,使变压器长期在受控状态下运行,避免造成变压器损坏,对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。
主变压器在线监测主要包括:油色谱、温度(光纤测温)、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。
2.变压器油色谱在线监测
变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一,能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长,且脱气误差较大及耗时较多等问题,因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障,很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析,可以监测预报变压器油中七种故障气体,包括氢气(H2),二氧化碳(CO2),一氧化碳(CO),甲烷(CH4),乙烯(C2H4),乙烷(C2H6)和乙炔(C2H2)。
该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中,并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别,是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。
3.变压器光纤测温在线监测
变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪(WTI)是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表,安装在变压器油箱顶部感测顶层油温,WTI指示的温度是基于整个变压器的油箱内平均油温的变化,很难反映出绕组温度的快速变化。
光纤测温系统能实时直接地测量绕组热点温度,分布型光纤传感系统测温精度可达1度,非常适合于大型变压器绕组在线测量。其基本原理是将具有一定能量和宽度的激光脉冲耦合到光纤,它在光纤中传输,同时不断产生背向信号。因背向散射光状态受到各点物理、化学效应调制,将散射回来的光波经检测器解调后,送入信号处理系统,便可获得各点温度信息,并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。这根光纤可数公里长,光纤可进入变压器绕组内。
4.变压器铁芯接地在线监测
变压器铁芯是电—磁—电转换的重要环节,是变压器最重要的部件之一。变压器在运行中,因铁芯叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因,造成铁芯片间短路,而导致放电过热和多点接地故障。如果铁芯或夹件有两点以上接地时,则接地点间会形成闭合回路,链接部分磁通,形成环流,产生局部过热,甚至烧坏铁芯。在极端的情况下,会破坏绕组绝缘,造成变压器损坏。
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