大型变压器在线检测装置的应用

从近年来大型变压器的事故情况看，许多事故形成很快，在几天，十几天内就形成恶性破坏事故。

这从一个侧面证明了目前常规试验项目和试验周期仍存在一定的局限性，一些事故先兆信息不能及时捕捉到。

因此，对大型变压器增加有效及时的在线监测在安全上显得十分重要，在经济上也能得到丰厚的回报。

珠海电厂有2台3×260 MVA主变压器(为分相变压器)、2台50/30-30 MVA启动备用变压器、4台50/37.5/37.5 MVA 高压厂用变压器。

8台油浸变压器分别安装了在线监测装置，型号为
H201R，共12套。

1 油浸变压器故障气体的产生分析
1.1 产生故障气体的主要原因
(1) 电晕和火花放电；
(2) 局部或大面积过热。

1.2 故障气体的来源
(1) 纤维过热分解产生CO、CO2和H2O；
(2) 纤维的热解产生焦碳和H2O、CO2和CO；
(3) 变压器油过热时释放CO2和H2O，超过500℃时，释放乙烯、乙烷、甲烷。

当油承受极大的电应力(如电弧)作用时，则释放下列气体：氢、乙炔、甲烷、乙烯。

其中，H2和CO是重要的故障气体，随温度的变化最明显，溶解度较低，在气相色谱分析取样过程中若密封不良，会产生很大的误差。

在线测量则可以避免这个问题。

H201R原理及应用 2.1 工作原理
H201R仪器分传感器和电子箱2部分，传感器直接安装在变压器本体的阀门上，通过传感器内部高分子膜的选择性透过特征，同传感器内部的燃料电池产生电化学反应，输出的电信号经整流放大后，以体积分数1×10-6为单位显示在电子箱显示屏上，根据高分子膜的选择性及燃料电池对不同气体的敏感程序，电子箱显示屏显示读数值等于：H2×100%＋CO×15%＋C2H2×8%＋
C2H4×1%。

2.2 性能
(1) 检测范围(体积分数)：0～200×10-6；
(2) 传感器尺寸：*67×95；
(3) 输出：模拟0～1 mA电流输出，4～20 mA电流输出作为选件；
(4) 警报水平：2级可调，从0到满量程，调整间隔为体积分数10×10-6；
(5) 报警延时：0，1，4，8 min可调；
(6) 警报位置：每级警报含常闭、常开触点各
一个(交流250 V/125 W或直流220 V/60 W)。

假如气体浓度达到报警后，灯发亮，报警条
件消失后，手按报警灯，灯熄灭。

2.3 使用
为了使H201R使用效果最佳并能成功地检出变压器的早期故障，H201R的读数必须记录，即使没有达到第一报警限，记录数据也可以使用户清晰地了解油中可燃性气体的变化趋势。

手写记录是最简单的记录方法，记录数据可使操作者了解变压器设备的变化规律。

2.4 使用注意事项
(1) 保证安装处的变压器油循环良好，在变压器运行温度不高情况下，也要投入潜油泵运行，从而保证其及时、准确捕捉到数值；
(2) 传感器处的油温<70℃；
(3) 传感器最好水平安装，禁止将渗透膜朝下安装；
(4) 每个传感器对应一个电子箱，禁止随意更换，在安装前确认传感器和电子箱的序列号一致；
(5) 在安装之前禁止拧开传感器开口端的蓝色塑料保护盖，以免碎屑和尖物损坏传感器的渗透膜；
(6) 禁用手指或其它物体触碰传感器的渗透膜；
(7) 禁止堵塞传感器上的呼吸孔或损坏渗透膜；
(8) 禁止漆刷传感器；
(9) 禁止将传感器置于烃类化合物附近；
(10) 禁止用溶剂清洗传感器；
(11) 在变压器大修时，应将传感器从阀门上拆下，以免由于变压器抽真空使传感器透气膜处于负压状态而损坏，如遇排油、注油或热油循环时应将传感器前的阀门关闭；
(12) 在拧松放油螺钉前禁止拆卸传感器；
(13) 禁止用管钳子紧固传感器，必须使用专用扳手；
(14) 电子箱处应无振动，否则应加防振垫圈；
(15) 禁止在电子箱上开附加孔。

3 H201R的技术特点
(1) 传感器是无源元件，无传动部件，且所分析的气体正是传感器需要的燃料，因此无需任何试剂或其它材料。

(2) 传感器的安装也十分方便，通过一个阀门与变压器箱体或油管连接，使变压器与传感器的渗透膜接触。

传感器应安装在油循环良好的地方，如冷却器回油管。

(3) 可连续在线监测故障气体；具有对不同时间段内的气体变化率(产气速率)报警和报警记录功能以及传感器及系统的自我监测及判断功能。