嘉峪关330kV变电站油中气相色谱在线监测的应用研究

重庆大学硕士学位论文嘉峪关330kV变电站油中气相色谱在线监测的应用研究姓名：李国海申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：唐炬;贾东辉2001.10.12晕庆人学Ｔ程坝ｌ：学位论文摘要摘要』变』Ｋ器作为电力系统最主要的供电设备，其可靠运行程度直接关系到电力系统电网的安全运行。

迪虫渣鲢氢佳气相色谱分析是变压器内部故障的季要检测手段。

随着电网的发展和运行电压的提高，油中溶解气体气相色谱分析技术也不断改进，由常规的色谱分析方法到目ｄ口采用的在线监测，从根本上发生了质的飞跃。

卜厂本文针对嘉峪天３３０ｋＶ变电站ｌ二变压器汕ｒｊ】气相色谱在线监测的应用进行了研究。

论义住对幽内外往线监测及诊断技术的现状深入分析的基础上，充分论述了油中溶解气体产生的机理及油中气相色谱组分与故障类型的关系。

就常规的检测原理与在线监测原理进行了比较，认真研究了产生误差的原因，并提出了相应的解决办法。

结合现场实际，做出了在线监测系统在嘉峪关３３０ｋＶ变电站安装实施方案，完成了以气体检测单元、油气分离单元、控制单元等组成的在线监测装置的安装、调试及运行。

考虑到３３０ｋＶ变电站的电煺等级、地理环境及气象条件等特点，认真分析了现场干扰对在线监测系统的影响，提出了系统采用软硬件结合的方法来提高抗干扰的能力，并在系统安装中采用，达到了良好的效果。

变压器现场运行工况分析及丝隍途竖盱口实测数据分析也是本文的主要任务，对安装设备检测的数据与常规检测法数据进行比较，结果表明本装置运行可靠、测量数据稳定。

陋过一年的运行考验，发现了存在的不足，提出了需要完善改进的地方。

总之、本装置能蟹俨确综合反映变压器的绝缘状况，系统运行稳定，对电网的安全运行具有重要的作用。

局、７／关键词：气相色谱分析《原母？误差分析；系统抗干扰措施；现场检测墨堕查兰！堡丝！兰竺堡兰垒！！！！！塑ＡＢＳＴＲＣＴＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓａｒｅｍａｊｏｒｄｅｖｉｃｅｓｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌｉａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｌｙｃｏｎｃｅｒｎｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ．ＧａｓｓｏｌｖｅｄｉｎｏｉｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍａｎａｌｙｓｉｓｉＳａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｉｎｎｅｒｆａｕｌｔｓｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆＧａｓｓｏｌｖｅｄｉｎｏｉｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍａｎａｌｙｓｉｓｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙ，ａｎｄｓｔｒｉｄｅｓａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｓｔｅｐ，ｖａｒｙｉｎｇｆｒｏｍｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｌｕ‘ｏｍａｔｏｇｒａｍａｎａｌｙｓｉｓｔｏｐｒｅｓｅｎｔｏｎ－ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｎ。

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为了克服常规油色谱分析方法繁琐而复杂的作业程序，人们研制出了油中气体自动分析装置，即将常规色谱分析仪的脱气和气体浓度检测过程两部分置于变压器安装现场，在技术上实现了自动化分析。

显然．这种分析装置的功能与常规油色谱分析方法相仿，结构上未发生根本变革，仅仅是作业流程上实现了自动，从技术经济比较来看，限制了它的推广应用。

因此、人们丌始着丁．研究住原理结构有所变革的在线监测装置。

在变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中，首先提出的是在油气分离上做出变革。

通过科研人员的努力，仅使气体分子透过的高分子透气膜组成的油气分离单元诞生了，从而大大简化了油中气体自动分析装置的结构，而且实现了在线监测。

其次在气体检测单元上做出变革，不用复杂的色谱仪，而用气敏传感器对分离气体进行检测。

由于气敏传感器的敏感度与所添加的贵重金属有关，技术上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度，因此、人们最初研究成功的在线监测装置是检测变压器油中的氢气量。

不论变压器内部故障种类如何，氢气总是设备故障产生气体的主要成分，在线监测油中的氢气量能够判断变压器有无异常，然后通过常规色谱分析法来进一步判断故障种类和程度。

虽然这种只能判定有无异常而不能诊断故障类型的在线监测装置功能有限，但比常规色谱分析法迸了一步而得到了广泛的应用。

在线监测单一氢气的装置被运行单位采用后ｔ以在线监测为基础的状态检修在生产实际中逐步开展起来，这种装置检测的气体种类太少和不具备诊断能力的缺点也暴露出来，迫切需要在线监测至少能按三比值法进行诊断的ｃ２仍、ＣＩ乜、Ｃ２Ｈ６、ＣＨ４、１４２五种气体的装置。

思然、需对上述装置的结构、智能化程度进行全面的改进，才能在监测多种气体的基础上，对故障进行智能化诊断，状态检修工作爿’能全面展开。

１．２３３０ｋＶ变压器油中气相色谱在线监测分析的目的及意义变压器是组成电力系统的重要设备之一，对变电站来说，高压网中电能只有通过变压器降压／ｊ能进入低压电网，供给用户。

因此，变压器又是变电站的大型关键设备，尤其３３０ｋＶ枢纽变电站中运行的主变压器，运行的安全可靠性直接关系到电网安全及企业的经济效益和社会效益。

嘉峪关３３０ｋＶ变电站一台１５万千伏安的主变压器系西安变压器厂的产品，１９９５年投产。

在１９９６年・这台主变出现了总烃含量超标严重的问题，最高时超过１０００ｐｐｍ，且一直居高不下，计算分析结果是变压器内部存在高于７００℃的过热故障，虽然经过停电处理，效果都不明显，经省电力公司同意孥持运行，增加油取样化验次数，后来配合厂家技术人员进行现场大修，吊芯检金发现主要原因是厂家制造工艺太差，硅钢片叠加，墨鏖盔兰三堡塑主兰丝堡塞一—————————————————墨二里——！量坠穿缆外绝缘受损与外壳放电，内部金属杂质太多引起。

现场大修处理后，运行情况才转好，但停电检修使供电单位花费了大量的人力、物力，损失了相当大的供电量。

基于以卜这种情况，对于嘉峪哭电业局来说，目的采取的是加强监视运行，增加化验次数，观察总烃含量的变化情况，旦由Ｊ二热作用引起绝缘老化向发展成为绝缘故障，损失将是不可估量的。

因此，研究一种油中气体色谱在线监测装置，从而避免停电事故发尘，随时了解到变压器内部热作用情况，从而在绝缘故障形成以前进行必要的处理，具有重要的观实意义和广泛的实刖价值。

甘肃省ｆ【三力公。

副・九九几年度ｌ：☆｝乜Ｊｆ、ｌ作会议卜提ｔｌ；并讨论通过了“关于实施发供电设备状念检修细则”，提出高电胍Ｉ：作今后的任务要侧重于为从计划检修向状态检修过渡做好前期准备工作，主要是在线检测和状念诊断，进行相应的技术改造。

目前嘉峪关电业局采用的方法是预防性维修，是根据电力部颁布的《电气设备预防性试验规程》对刁ｉ同设备规定不同的试验项目和试验周期。