文献综述
- 格式:doc
- 大小:28.50 KB
- 文档页数:4
变压器油色谱在线监测
一、前言
目前,我国电力系统的设备都是按预防性试验规程定期进行例行检查和试验,所
以设备的缺陷不能即时发现,既浪费人力和财力又不能完全达到预期的效果[1]。近年
来,由于计算机技术、人工智能技术、通信技术和传感器技术的发展,世界上已经开
始把以时间为基础的监测(离线监测、預防性試验)发展为实时的状态监测(在线监
测),尽早的发现设备的缺陷,避免事故的发生,所以状态监测和处理技术已经是电
力技术发展的方向。
在线监测:通过装在生产线和设备上的各类监测仪表,对生产及设备状况进行连
续自动检测,称在线监测[2]。可以实时监测被测装置时时状态。
变压器在线监测技术主要是根据变压器的各种机械和电气特性,采用油中溶解气
体分析、局部放电、铁心接地电流在线分析、绕组变形在线分析和振动分析等方法监
测其运行状态[3]。本论文拟对变压器油中溶解气体分析在线监测方法。
变压器在电力系统中是投资大又很重要的设备,变压器油是变压器的重要组成部
分,它们的安全运行关系到整个电力系统的稳定性和国民经济的发展。我国目前还没
有全面开展变压器油状态监测和处理这方面的工作,但是,状态监测和处理技术既能
即时发现设备的缺陷,又能实时处理,是电力系统降低成本、提高电力系统的稳定性,
保证电力系统安全运行的有效措施之一。
二、主题
1.历史背景
对变压器油的在线监测技术在国外开始于上世纪80年代,国内稍晚开展这类工
作,当年电力部科技司力排众议,召开过全国第一次在线监测会议。在全国电力系统积
极开展在线监测。在电力设备上首先开展在线监测是避雷器的泄漏电流,它相对来说
比较简单,容易实现.在变压器上最先开展在线监测项目是局部放电的超声波定位,对
变压器油最先开展在线监测项目是气相色谱在线监测装置,由于当时科学技术水平的
限制,对电磁环境的强干扰,在软件和硬件方面还没有很好的处理方法[4]。
2.现状
近年来,由于计算机技术、人工智能技术、通信技术和传感器技术的发展,世界
上已经开始把以时间为基础的监测(离线监测、預防性試验),即我国采用多年的计
划检修和试验发展为实时的状态监测(在线监测),由于在线监测具有实时性和连续
性等特点,能及时发现被监测设备存在的故障,尽早的发现设备的缺陷,避免事故的
发生,所以在线监测和处理技术已经是电力技术发展的方向[5]。开始仅能分析氢气的
含量,现在可以监测变压器油中永久性气体和烃类气体等11种组分的含量变化,并
以油中气体总量、可燃气体总量和油各气体浓度显示分析结果。在线监测在变压器上
大多数产品只能监测6—7种气体成分外,现在还有监测油中微水、油温等指标[6]。
随着科学技术水平的进步,不断出现新原理、新材料和新产品,进一步提高产品的可
靠性、准确率、灵敏度和稳定性等。
目前,我国对变压器状态在线监测的研究主要集中在三个方面,即变压器局部放
电、变压器油氢气浓度、变压器油色谱在线监测[7]。电科院、武高所、清华大学、东
北电力研究院、湖南电力研究所、华北电力研究院等单位分别在这几个方面积极开展
了研究并研制了一些性能不错的装置,但由于监测量的局限性,从而未能对变压器运
行状态有一个完整的把握。国内较为典型的同类产品的有宁波理工监测设备有限公司
推出的TRAN—A、TRAN-B型变压器故障在线监测设备,东北电力科学研究院的大型变
压器色谱监测,以及河南的中分仪器仪表厂生产的变压器故障在线监测设备。但是国
内变压器故障油色谱在线监测设备装置普遍存在有监测气体成分单一,故障判据过于
简单化等缺陷。其监测软件系统往往功能简单,故障信息未采用网络化数据库保存而
是以文件的形式存在,不利于数据信息的共享和保密[8]。
基于油中特征气体组分的故障诊断方法:分析油中特征气体的组分、含量与故障
性质之间的关系的常用方法有:特征气体法、三比值法、与三比值法配合使用的其它
方法[9]。
3.发展方向
在线监测技术的发展方向是进入数字化的一次设备,再进一步与数字化的二次设
备共同完成信息处理,同一通道,最后形成数字一体化的设备。成为管理和维护变压
器的状态监测和处理系统。
故障诊断方法智能化,现有的特征气体法、三比值法、无编码比值法等故障诊断
方法,虽在一定范围内都有其较好的性能,但都太绝对化,既不能对故障进行定位分
析,又不能够有效地处理不精确性、不完全性和不确定性信息。因此,近几年来,人
们相继引入模糊数学、神经网络、灰色理论、小波分析等数学方法,积极探索能够快
速、准确判定具体的潜伏性故障的智能化诊断方法[10]。
由对单台的设备进行监测向整个系统的在线监测延伸,并根据系统设备的运行情
况,由专家系统判定最优化的运行计划;实现设备的远程监测;状态监测系统和其他
系统联网,增强系统的安全性和可操作性。
变压器的在线监测和处理装置已经有了长足进展,但是它还有很长的路要走。变
压器油在线处理装置也属于状态监测和处理的范围,它应该与世界上对状态监测和处
理的要求同步。
4.评述
虽然包括变压器在线监测在内的电力设备在线监测技术已经发展了几十年,但在
线监测系统的选型、日常运行、判据分析、状态评价等方面仍缺乏相应的标准、规范
和导则,运行单位对在线监测系统按电力设备的日常管理、维护工作有待规范。还有
抗干扰等技术问题、设备的可靠运行和维护问题、经济效益问题等。随着科学技术的
不断发展进步,国内外标准的发布执行,电力设备的在线监测必将是未来高电压设备
检测研究的重点。
三、总结
本文主要介绍了变压器油色谱的在线监测技术的发展以及其应用。油色谱的在线
监测主要是通过油中溶解的气体来分析判断变压器的故障类型及故障点。
我们国家由于种种原因起步较难,近几年来,由于科学技术的发展,国外这方面
的先进设备也先后被引进,促进了在线监测技术在我国的发展。但是,要推进这项技
术会遇到传统观念的挑战,在线监测技术本身在电力系统中具有特别重要的意义,最
终会受到好评和推广。
由于油中溶解气体与故障之间并没有确定的对应关系,因此,通过油中溶解气体
了解设备的实际状况的问题实际上是一个原因和结果都不确定的问题。为更好地解决
此问题,目前已使用了模糊数学、人工神经网络、知识工程以及专家系统等多种科学
方法,并倾向于结合2种或多种方法,使用综合人工智能,以克服单一方法的缺陷,
获得更准确的诊断结论。如果将故障诊断专家系统与在线监测系统融合,将极大地提
升在线监测系统的效能。
四、参考文献
[1]周武仲.电力设备维修诊断与预防性实验[M].北京:中国电力出版社.2008.
[2]吴广宁.电气设备状态监测的理论与实践[M].北京:清华大学出版社.2005.
[3]林朝晖,张彼德,李彦瑞.基于油气分析的电力变压器故障诊断.变压器,2009,
46(10):54~56
[4] 别朝红,王秀丽.复杂配电系统的可靠性评估[J].西安交通大学学报,2000,
134(8) :26-29.
[5]薛伍德. 变压器油中溶解气体的现场监测和故障诊断. 变压器,1996, 33(5):
28-31.
[6]郑朝晖.油中溶解气体气相色谱法诊断变压器内部故障[J].华北电力技术,
2003,30(8):34—37.
[7]孙才新等. 电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M]. 北京:科学出版社,
2003
[8]高文胜,严璋,谈克雄. 基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法.
电工电能新技术. 2000,(1):22-26
[9]赵家礼等,变压器故障诊断与修理[M]. 北京:机械工业出版社,2000.
[10] 朱利.智能变配电系统[J].电气时代, 2001,9:17.