變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)對水電站的應用論文
摘要：在大型水電廠(chǎng)中，一般都擁有較多的變壓器設備。而一旦有變壓器設備出現故障，就會(huì )影響水電站的運營(yíng)管理。使用在線(xiàn)監測技術(shù)進(jìn)行變壓器的管理，則能夠有效預防變壓器故障的發(fā)生，從而為水電站的運營(yíng)提供更多的保障�；谶@種認識，本文對變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)在水電站的應用問(wèn)題展開(kāi)了探討，從而為關(guān)注這一話(huà)題的人們提供參考。
關(guān)鍵詞：變壓器；在線(xiàn)監測技術(shù)；水電站
在水電站的設備管理工作中，通常需要采取預防性管理手段進(jìn)行設備故障的預防。而在變壓器管理上，則可以利用在線(xiàn)監測技術(shù)實(shí)現設備故障的預防，從而為水電站的安全生產(chǎn)提供保障。因此，相關(guān)人員有必要對變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)展開(kāi)分析，以便更好地利用該技術(shù)促進(jìn)水力事業(yè)的發(fā)展。
1變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)原理
在早期發(fā)生故障時(shí)，變電器將會(huì )出現特征氣體，而這些氣體原本是油中的氫氣和一氧化碳。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間運行后，變壓器內的絕緣油和有機絕緣材料會(huì )在電和熱的作用下出現分解和老化現象，從而導致油中有氣體出現。而產(chǎn)生的氣體中既有能夠在變壓器油中溶解的二氧化碳和烴類(lèi)氣體，也有不能溶解的一氧化碳和氫氣。對變壓器進(jìn)行在線(xiàn)監測，就是對變壓器油中的特征氣體進(jìn)行檢測。通過(guò)設置與變壓器本體相連接的傳感器，就可以利用傳感器內部滲透膜進(jìn)行氣體的有選擇吸入。而通過(guò)使這些氣體與傳感器內部燃料電池和空氣中氧氣反應，則能夠得到與反應速率成一定比例的輸出電信號。經(jīng)過(guò)整流放大輸出，采集到的電信號將與溫度補償電信號一同在監測顯示裝置的屏幕上顯示，從而幫助變壓器管理人員做好變壓器的監測與管理。
2變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)在水電站的應用
2.1變壓器監測單元安裝
在水電站的變壓器管理上應用在線(xiàn)監測技術(shù)，需要在現場(chǎng)進(jìn)行監測單元的安裝。從監測系統組成上來(lái)看，系統將由現場(chǎng)監測單元、監測網(wǎng)絡(luò )和上位機系統構成。在地下廠(chǎng)房變壓器室內，需要在變壓器旁邊的金屬架上進(jìn)行現場(chǎng)監測單元的安裝。在變壓器左側中部和底部，則設有備用閥門(mén)，利用變壓器左側中部備用閥門(mén)，可以進(jìn)行變壓器油的獲取。在變壓器底部備用閥門(mén)處，可以設置回油線(xiàn)路，從而形成一個(gè)在線(xiàn)監測單元的油路系統[1]。在連接變壓器和現場(chǎng)檢測單元油路時(shí)，則要使用不銹鋼輸油管，以免變壓器油路受到污染。為確保能夠獲得新鮮油樣，需要從變壓器中部或運行中冷卻后的油路位置取樣。同時(shí)，還以使取樣閥與回油閥保持30cm以上的距離，以免油樣受到回油影響，繼而使變壓器的狀態(tài)得到充分反映。為減少外界因素對油樣含氣量影響，需要使用不銹鋼材料進(jìn)行閥門(mén)和接口安裝。在實(shí)際安裝的過(guò)程中，需要做好接口管件和閥門(mén)的檢測，以確保用于連接在線(xiàn)監測系統的接口為不銹鋼材料，并且已經(jīng)清理干凈。同時(shí)，還要為油路系統提供專(zhuān)用回油口連接組件，并且進(jìn)行專(zhuān)用排氣口的設置，以便將安裝過(guò)程中進(jìn)入的空氣排出管路。此外，為給監測單元的安裝和調試提供便利，還要在回油和取油的管道前端不銹鋼管道上安裝不銹鋼球閥。在緊急狀態(tài)下，則可以利用球閥將油路關(guān)閉，從而避免變壓器的運行受到影響[2]。在回油閥的位置，可以利用三通管抽真空。直至達到一定抽真空程度，則可以開(kāi)啟取油閥門(mén)。在抽真空狀態(tài)下，需要一直到變壓器油從三通管出口溢出才能停止抽油，以免管道中存在氣體。完成取油操作后，可以將三通管排油出口堵住，然后將回油閥門(mén)開(kāi)啟。經(jīng)過(guò)試運行后，若油路系統無(wú)異常狀況，則可以將監測單元投入運行。
2.2變壓器在線(xiàn)監測的集成優(yōu)化
在水電站應用變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)時(shí)，由于水電站擁有的變壓器設備較多，所以還要實(shí)現在線(xiàn)監測系統的集成優(yōu)化，以便為水電站管理變壓器提供便利。具體來(lái)講，就是為每臺變壓器配備一套在線(xiàn)監測設備，然后利用一套綜合在線(xiàn)監測系統進(jìn)行這些在線(xiàn)監測單元的管理。從系統結構上來(lái)看，系統將采用分層分布式系統結構，可以將水電站內所有變壓器設備的狀態(tài)監測單元集成起來(lái)，然后利用實(shí)時(shí)多通道進(jìn)行設備監測數據的采集[3]。根據各臺變壓器的狀態(tài)，系統可以完成所有變壓器的狀態(tài)分析和診斷，然后將分析得到的數據與系統數據庫數據對比，從而對變壓器故障類(lèi)型及狀態(tài)進(jìn)行判斷。
2.3變壓器在線(xiàn)監測系統的運行分析
利用在線(xiàn)監測系統對水電站的變壓器設備進(jìn)行監測時(shí)，系統油色譜監測單元將利用氣相色譜測定法對變壓器絕緣油中的溶解氣體組分含量進(jìn)行測定。在此之前，系統主機將完成開(kāi)機自檢。在系統整機穩定后，監測設備采集的絕緣油將進(jìn)入到脫氣裝置，而油中的各組分將得到多次反復萃取。完成油中氣體的收集后，氣體將被輸送至捕集器中濃縮，然后被吹掃至色譜柱中。經(jīng)過(guò)色譜柱分離，氣體將一次進(jìn)入固態(tài)微橋式檢測器，從而將樣品濃度信息轉換成電信號。完成電信號采集后，在線(xiàn)監測單元會(huì )通過(guò)監測網(wǎng)絡(luò )將信號發(fā)送至系統。系統完成所有監測數據收集后，則可以利用立體圖示法、三比值法和產(chǎn)氣速率計算等方法完成數據的分析，并且給出相應的診斷結果。因此，使用在線(xiàn)監測技術(shù)進(jìn)行變壓器監測，不僅能夠完成對變壓器狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，還能夠為變壓器維護和管理提供指導和依據。此外，使用該技術(shù)也能使經(jīng)過(guò)取樣檢測的變壓器油經(jīng)油路重新回到變壓器內部，所以能夠減少變壓器的油耗，并且也能夠使變壓器油色譜分析的周期得到縮短，繼而使變壓器得到更好的管理[4]。
2.4在線(xiàn)監測技術(shù)的應用效果
某水電廠(chǎng)擁有多臺變壓器，為加強變壓器管理，該水電廠(chǎng)為所有變壓器配備了在線(xiàn)監測裝置，并且同時(shí)建立了相應的網(wǎng)絡(luò )管理集成系統，從而對監測裝置采集的數據進(jìn)行處理和分析。利用該系統，可以利用軟件對每臺變壓器油中的氣體含量進(jìn)行監測，并且完成24h、30d和15min變壓器氣體含量的增長(cháng)曲線(xiàn)圖的記錄。利用本地連接、局域網(wǎng)和遠程撥號，系統都可以實(shí)現與現場(chǎng)監測單元的通訊，并且完成現場(chǎng)監測單元報警設置。在實(shí)際進(jìn)行系統管理時(shí)，技術(shù)人員將監測單元的采集周期設定為8h一次，可以完成一氧化碳、氫氣、甲烷等氣體濃度和水的含量的檢測。經(jīng)過(guò)一年的使用，監測系統的運行一直較為穩定，監測數據也未發(fā)生大的異常。為驗證系統采集數據的準確性，技術(shù)人員使用手動(dòng)實(shí)驗的方法對一臺變壓器油中溶解氣體進(jìn)行了檢測分析。而在線(xiàn)監測得到的氫氣、一氧化碳和甲烷的濃度分別為8.2uL/L、515.3uL/L和56.2uL/L，手動(dòng)檢測得到的氫氣、一氧化碳和甲烷的濃度分別為6.9uL/L、432.1uL/L和50.8uL/L。因此通過(guò)比較可以發(fā)現，在線(xiàn)監測的特征氣體濃度與手動(dòng)檢測得到的結果差別不大，所以可以認為在線(xiàn)監測系統運行狀態(tài)良好。
3結論
總之，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水電站的運營(yíng)管理也將向著(zhù)“無(wú)人值守”的方向發(fā)展，從而實(shí)現水電站的高效率運營(yíng)。而利用在線(xiàn)監測技術(shù)進(jìn)行水電站變壓器的管理，則能夠及時(shí)發(fā)現變壓器故障，所以能夠為變壓器的檢修和維護提供便利，從而為水電站的管理提供更多的支持。
參考文獻
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[3]饒海偉，林巧紅.淺談變壓器在線(xiàn)監測技術(shù)的應用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2011（21）：62-63.
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