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变电站关键设备在线监测技术的研究与工程应用(四)

2020-02-14
作者:中国知网论文查重入口
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变压器油在线监测系统随着智能电网的大力建设已经得到了广泛应用,变压器局部放电在线监测系统也开始逐步应用于全国各地电力变压器的绝缘状态监测,相应的巡检机器人也逐步应用于智能变电站中,本文围绕变压器油和局部放电在线监测系统以及巡检机器人在徐州供电公司的应用开展相关研究工作,主要包括:
1、变压器油在线监测系统在徐州供电公司的安装应用情况。研究分析了变压器油在线监测系统各部分的结构组成与功能作用,深入调研分析了徐州供电公司变压器油色谱在线监测系统的运行情况。
2、变压器局部放电在线监测系统的结构组成及其在徐州供电公司的安装应用情况。针对局部放电在线监测系统的主要构成及模块进行了研究分析,深入调研了局部放电在线监测系统在徐州供电公司的安装状况。
3、徐州供电公司变压器油在线监测系统捕获的故障案例分析。结合工作经验,分析总结了几起变压器油在线监测系统捕获的变压器内部故障案例,验证了变压器油色谱在线监测的可靠性。
4、徐州供电公司智能巡检机器人的安装应用情况。研究分析了智能巡检机器人的软硬件结构组成及其在徐州供电公司变电站中的安装运行情况。
2 变压器油在线监测系统
2.1 变压器油在线监测系统检测流程
变压器油在线监测系统一般通过油样采集、油气分离、气体检测、数据处理及故障诊断、设备通讯等步骤来实时监测油中产生的溶解气体。在这些步骤中包含三大重要技术,分别是油气分离技术、气体检测技术以及故障诊断技术。
 
图2.1 变压器油在线监测系统检测流程图
2.2 油气分离技术
对油中溶解气体进行在线监测的关键部分是油气分离技术。油气分离的核心为脱气过程,若想检测油中的溶解气体,首先需要将油中的气体分离开来,接着再对气体进行检测,这个过程即为脱气过程。现今变压器油在线监测系统常用的油气分离技术一般包括真空脱气法、高分子薄膜透气法以及电磁搅拌脱气法。
2.2.1 高分子薄膜透气法
高分子薄膜透气法一般结合传感器阵列检测系统相互配合应用,它的基本原理是根据高分子薄膜可以选择性地使一种或者更多种气体穿过,但是油与一些其他气体组分不可以穿过薄膜的特点,从而使油气分离开来。高分子薄膜透气法根据实际应用对薄膜特性具有严苛标准:耐油、耐水、耐高温(100到120℃)、耐油压(具备机械强度)、工作寿命长。在这些标准中对选择性要求最高,因为选择性的好坏与检测出待检测气体的灵敏性息息相关;第二要求高的标准是透气率,透气率高意味着薄膜的透气速度够快,就可以使薄膜两侧的油气更快达到平衡。
2.2.1.1 聚酰亚胺膜
聚酰亚胺膜是20世纪80年代初国内在这个领域最初研制的半透膜,由北京国网供电公司等多个相关部门共同研制。聚酰亚胺膜的主要优点是耐高温性能好、选择性好且理化特性稳定,然而缺点是透气性不好,因此现在被逐渐代替淘汰。
2.2.1.2 聚四氟乙烯膜
聚四氟乙烯膜又被称为特氟隆膜,它的主要优点是透气性和选择性均良好,且又有一定的机械强度,同时耐高温和耐油,因此是现今国内外最常使用的透气薄膜。
2.2.2 真空脱气法
真空脱气法的脱气方法原理和离线色谱分析的真空脱气法原理是相同的,通常和色谱柱分离组分相配合应用。真空脱气法主要包括真空泵法、波纹管法以及载气洗脱法。
2.2.2.1 波纹管法
波纹管法进行脱气的工作原理为小型电动机不断作用使波纹管反复地被压缩,从而多次对波纹管实行抽真空操作,这样就实现了变压器油中溶解的气体被分离开来的目标。但是波纹管法得缺陷为在每次脱气处理后少数油会残存在波纹管孔隙中难以尽数排除,这就会导致下一次在检测时影响测量精度,造成实验结果偏差较大。