色谱在线检测装置在大型电力变压器的应用

发布时间：2007年01月17日
作者：胡永年
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目前运行中的电力变压器多为充油式变压器，以绝缘油作为绝缘和散热介质。在实际运行中，变压器绝缘油和有机绝缘材料在电场及磁场(即电和热)的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等气体，并大量溶解在油中。当存在潜伏性过热故障或放电性故障时，这些气体的产生速度和溶解在油中的数量也会增加，即故障气体的组成和含量与故障类型的严重程度有密切关系。为此，检测变压器中的绝缘油的色谱情况是监视变压器安全运行的重要手段之一。

　原电力部颁布的《变压器油中溶解气体和判断导则》中，规定了检测周期、检测种类和判断不同故障类型溶解在油中气体组分的注意值。1995年11月颁发的《电力变压器运行规程和检修导则》，对绝缘油的处理和监视又分别提出了高标准的要求。近年来，有关电力科研单位研制的油色谱在线检测装置是一种对变压器绝缘油进行实时、有效、精确、快速的检测装置。它克服了人工取样、送样、检测、分析、判断过程中的离散情况，在检测周期、检测精度、及时性等方面远优于离线检测，并且经智能化专家系统诊断，能迅速判断故障类型并发出警示。从而为采取消除故障的措施而赢得时间，把故障消灭在萌芽之中。

　为了使油色谱在线检测装置可靠运行，首先必须注意的是，装置的安装位置、管线的选材及安装验收等问题。抚顺供电公司对此采取了以下措施。

1 合理选择“检测装置”的安装位置抚顺供电公司河北变电站2台主变压器分别为220 kV/180 MVA和220 kV/120 MVA，对连接地区电网分配负荷起到至关重要的作用。2台主变压器现场实际位置距离约60 m，为了有效地对2台变压器同时检测，将该装置布置在2台变压器的中间位置，使2台变压器新装的外油循环管路长度基本相等，既保持了“检测装置”采样的准确性，又使油管布置较为方便。

2 可靠地安装绝缘油循环管路油色谱在线检测装置能否正确地采集油样，是保证检测结果真实有效的必要条件。而大型变压器装设绝缘油外循环管路，又给变压器增加了渗漏点和故障点，油管路的安装是否可靠对变压器来说非常重要，否则，将会给变压器带来发生故障的机会，不利于变压器的安全运行。为此，必须对外循环管路的选材、与变压器的接口、管路的结构、布置等做如下考虑。

2.1 油管路与变压器的接口选择

2.1.1 1号变压器的冷却器为集中式结构，与本体分离布置。即6台潜油泵分成2组，每3台冷却器分别利用上下母管将冷却器进出口连接起来，再经固定油管路与变压器相连，形成强油循环，达到冷却的目的。而上下母管的油压在油泵的作用下形成压差，利用这一压差，在上下母管的端部法兰上钻孔后焊接管接头，可构成一油循环管路给油色谱在线装置供油，见图1。

图1 1号主变压器“在线装置”安装图

2.1.2 2号主变压器冷却器为独立的工作方式，与变压器相连，实现强油循环散热，具有独立性。在潜油泵出口的管道上没有合适的管接头安装位置。安装时将潜油泵泵体蜗壳上的排气阀作为外管路进油的接口，并在排气孔堵上钻一个?0的孔，焊一个1/2 管路接头，与外循环管路相接。将变压器上部套管升高座连通管端部封盖，作为外循环管路的回油接口，以构成闭合管路，满足油循环的需要，见图2。

2.2 外循环管路的布置及选材

2.2.1 由于每台变压器外循环管路长约60 m，必然给变压器密封增加了渗漏点，增加了发生跑油的不利因素。因此，管路安装布置和选材是否合理，对变压器的安全运行是至关重要的。由于2台变压器间有电缆沟相连，并且油色谱装置就布置在其电缆沟旁，所以油循环管路的最佳布置位置是在电缆沟内，因为有电缆沟保护，管路不易被破坏。这就为变压器的安全运行和“装置”的可靠使用提供了良好的条件。图2 2号主变压器“在线装置”安装图

2.2.2 根据潜油泵的功率和变压器散热的要求，该管路用3/4 镀锌管制作，接头采用了8 mm厚的焊接法兰，用胶垫对接，并用螺栓相连，以确保接头牢固、密封可靠。

2.2.3 为防止冬季管内油温降低较快，不利于油的循环及采样，全线管路采用了石棉保温。

2.2.4 在“装置”及冷却器与管路的接口处采用波纹管，形成柔性连接，以避免由于“装置”及冷却器在运行中产生震动对油管路各焊口造成的损坏。管路与变压器外引时可以固定。这样，既克服了震动给管路带来的影响，又为管路安装提供了方便条件，同时，又消除了温度变化给管路带来的影响。 2.2.5 为了防止油外循环管路万一发生跑油，对变压器安全造成威胁，在外管路与变压器接口处安装可靠的真空阀门，确保万无一失。

2.2.6 采用外接油泵对管路进行加压检漏和冲洗、排气，以防止管路渗漏和气体及杂物进入变压器。外循环管路安装验收后，将油色谱在线检测装置正式投入工作，使用效果表明，外循环管路对“装置”能正常工作提供了保证，并且不影响变压器冷却器的冷却效果