油色谱在线监测装置在变压器油中含气量异常下的分析研究

许家凤 张伟平 廖肇毅 张新忠 李汉钊

摘要：油色谱在线监测装置直接在变压器本体实现油色谱的定时在线智能化监测及故障诊断，但装置长时间运行可能会发生漏气、载气串气、油管密封不严等现象，在运行过程中可能吸入空气，则会影响到主变油中含气量。为了更好的了解油色谱在线监测装置在运行中对主变油中含气量的影响，以及更全面的分析油中含气量超标的原因，在一起500kV主变油中含气量超标处理中对在线监测装置机型、载气压力、油路、油样数据对比分析等多方面开展了技术研究。

关键词：油色谱在线监测装置;含气量;载气压力;油路

引言

变压器作为输变电的枢纽设备，其运行质量及安全可靠性对电网的安全运行有着直接影响。为了加强电力设备的技术监督，对高压设备加装油色谱在线监测装置，直接在变压器本体实现油色谱的定时在线智能化监测及故障诊断。但由于油色谱在线监测装置长时间的运行，可能会发生装置缺陷，如发生装置漏气、载气串气、油管密封不严等现象，在运行过程中可能吸入空气，则会影响到主变油中含气量。变压器油中含气量超标可能会导致主变油中产生气隙放电，削弱变压器绝缘性能，增加老化速度，严重威胁主变安全运行。为了更好的了解油色谱在线监测装置在运行中对主变油中含气量的影响，以及更全面的分析油中含气量超标的原因，在一起500kV主变油中含气量超标处理中对在线监测装置机型、载气压力、油路检查及不同部位取油样数据对比分析等多方面开展了技术研究。

1运行概况

某500kV变电站#4主变A、B相、#5主变A相变压器，型号为ODFS-334000/500，于2014年6月27日投运，绝缘油为克拉玛依25号变压器油。本体安装的油色谱在线监测装置均是由河南中分仪器股份有限公司出厂，装置型号是中分3000。自主变投运后，因油中含气量超标在2017年2月至2017年4月期间陆续更换3台主变出厂时的原厂胶囊。在更换胶囊运行一段时间后，于2018年5月11日发现#4主变A、B相、#5主变A相油中含气量再次异常，油中含气量已超过3%，已不满足GB/T7595-2017《运行中变压器油质量》中500kV变压器在运行中油中含气量小于等于3%的要求。

2在线监测装置检查

2.1机型检查

#4主变A、B相、#5主变A相本体安装的油色谱在线监测装置均为死油循环机型。死油循环机型从理论上可排除装置载气串入油路的可能性，原因是：死油循环机制发生在油气分离之前，主机此时未通载气;主机开始做样后回油电磁阀关闭不进行回油操作，油样直接排到废油桶中，载气通过放空口在主机内直接放空;若出现载气电磁阀失灵，载气会在一周内消耗完;若电路板问题造成流程紊乱，主机会响应报警机制，跳出流程进入值守模式;若二级稳压阀失控会造成油流量过大，油路反串造成色谱柱污染，出现这种情况主机将出峰异常，数据中断或者失灵，并且会在进样口有明显油渍;油路循环和气路循环是相互独立存在的，即便载气电磁阀失灵也不会串到油路中进入变压器本体，载气会经过气路模块进行放空。

2.2载气压力检查

现场安装的3台油色谱在线监测装置没有直接显示载气钢瓶压力表，需通过安装的压力传感器来监测载气压力，并从系统后台中获取装置运行期间载气压力数据。对#4变A相的压力数据分析，装置在2017年2月1日投运，2018年5月19日退运，运行期每天记录载气压力，2017年12月26日更换载气。钢瓶起始压力15MPa，退运前剩余5MPa。观察载气压力变化趋势下降呈阶梯状，没有出现压力跳变。但钢瓶的压力传感器精度较低，压力数据仅作参考。可判断#4变A相油色谱在线监测装置载气在正常消耗范围内没有出现漏气。在同一时期该主变油中含气量从更换胶囊后测到的0.750%增长到3.628%。#4变B相、#5变A相装置压力变化均下降呈阶梯状，也没有出现压力跳变，在线色谱数据正常，运行稳定。

为了进一步确认是否因所安装的油色谱在线监测装置的载气串入导致油中含气量异常。2018年10月16日再次对油色谱在线监测装置进行了验证性检查。拆开#4主A相装置废油箱连接管路，并启动正常工作，观察油路电磁阀运行情况。装置工作后直接将废油排到废油箱，不再进入主变循环，同时将取样电磁阀逆向导通进行排查，采用捏球反相施压，试验结果压力正常，说明不存在气体反串。

2.3油路检查

在3台装置取油阀、回油阀、取油管、回油管连接处以及仪器内部油路连接处都没有发现渗油、漏油痕迹，管路密封良好。检查工作主要有：拆除在线装置连接到主变的回油阀，检查油管回油时的气密性，气密性良好;打开回油阀后观察无明显气体溢出，出油正常;拆开回油阀强制进行死油循环，油路中没有发现气泡;观察回油管内部油样，油样外观偏黄，其原因是进油管油路长度不足5米，主机在做样前无需启动循环机制，通过正常进油量就可以将进油管中死油体积排出，一般油路超过30米或者整个油路弯道过多导

致油速过低就会启动死油循环机制，该站油色谱在线监测装置从投运后没有进行过死油循环操作，回油管内油样长期未流动导致颜色偏黄，这也从侧面验证了不存在气体从回油管中串入变压器本体的可能性。

2.4油样数据对比分析

在3臺油色谱在线监测装置退运后，分别对#4变A、B相、#5主A相本体中、下部取样口、在线监测装置回油阀及在线监测装置回油管循环处的油样取样对比，测试结果相差不大。#4变B相、#5变A相在线监测装置回油管循环处的油中含气量比对应变压器本体中、下部取样阀及在线监测回油阀处的油样测试结果稍大，分析原因是装置回油管油流速较慢，油流呈快滴状，没有形成稳定的油流，预试在取样中用时过长，油样在流出后与空气接触时间较长导致。

3在线监测装置退运后

油色谱在线监测装置退运后主变油中含气量跟踪趋势图中可明显看出：持续一年多跟踪试验，含气量仍呈缓慢上升趋势。

图1在线监测装置退运后#4主变A、B相、#5主变A相油中含气量跟踪

趋势图

4结语

变压器油中含气量异常时应全面分析原因，不仅应考虑变压器的密封情况，也应排除是否由油色谱在线监测装置影响。在研究分析油色谱在线监测装置对主变油中含气量的影响时，可以从在线监测装置的机型原理、历史运行载气压力变化、油路回路气密性以及不同部位的取油样数据等多维角度去分析判断。在运行维护中，油色谱在线监测装置载气钢瓶更换为带载气压力表头压力表，便于运维人员现场查看载气压力，观察压力变化。为后期检验性研究，可选取任一台油色谱在线监测装置，将其载气更换为氮气，便于对比分析主变油中含气量超标处理措施的有效性。

参考文献：

[1]GB/T7595-2017[S]，《运行中变压器油质量》.

[2]黎晓淀，刘湘平.中分3000色谱在线监测系统的应用[J].广东电力，2009（7）：43-45.

作者简介：许家凤（1987-），女，工程师，硕士，主要从事电气试验研究。