500kV变压器在线监测系统开发与应用

杨志 刘瑞明

摘 要：在电力工程中，实现电力系统设备的在线监测，能够及时的预警设备的运行情况，同时提高电力系统的经济效益和可靠性。基于此，本文从整体设计、油色谱在线监测系统的设计、套管在线监测的设计等方面介绍内蒙古500kV变压器在线监测系统的开发，然后论述了内蒙古500kV变压器在线监测系统在设备控制与监视、检测设备运行情况、设置系统信息中的应用。

关键词：500kV变压器；在线监测系统；开发与应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.183

0 前言

变压器在线监测系统在监测电力系统设备时，是非常可靠的，它具有在线、实时、连续等功能。电网的运行是否安全，很大程度上取决于电力变压器的运行状况。电力变压器在经过长期使用之后，经常会出现温度过高、绕组损伤、局部放电、绝缘子老化等现象，这对变压器的运行产生了极大的威胁，对变压器实行在线监测是十分重要的。

1 内蒙古500kV变压器在线监测系统的开发

1.1 整体设计

在设计500kV变压器在线监测系统过程中，在500kV变压器上设置监测系统的总网关，随后在检测系统下设置一个TRIM-600变压器有色谱在线监测系统即智能控制器。将智能控制器与数据库服务器、厂长办公室浏览器、web服务器、分析诊断服务器、总工办公室浏览器、管理服务器以及各处室浏览器连接在一起。500kV变压器在线监测系统包括油色谱在线监测系统、套管在线监测系统。这样在进行监测过程中可以利用二阶有源带同滤波器的传递函数对微波器输出的信号进行处理，二阶有源带同滤波器的传递函数为：

A（s）= A0s/Qw0/[1+s/Qw0+（s/w0）2]

在将所监测和采集到的数据进行处理之后，监测系统会将数据传输到各个科室，以此来实现对500kV变压器的在线监测。

1.2 油色谱在线监测系统的设计

油色谱在线监测系统主要是对500kV变压器内部油的溶解气体进行监测，以此来判断500kV变压器中的故障。油色谱在线监测系统的设计实现分离油气功能，将油气分离和油循环融合为一体，在监测系统启动之后，待其稳定15分钟，将油循环启动，改变主变压器与分析仪之间油管的油循环，然后在将主变压器中的一部分油样抽取，这样就可以实现油气分离。而油色谱在线监测主要结构是智能控制器和监测部件，系统的物理构成为：工作站内的工控计算机、现场分析仪器组合柜、各个分析仪器与工作站之间的RS485铠装电缆。

1.3 套管在线监测系统的设计

套管在线监测系统主要是由采集设备、电压传感器、无线电流、以及同步控制单元组成。系统利用同步控制单元将电压传感器和无线电流同步启动，然后将监测到的数据信息传送到采集设备中，最后，由采集设备对这些信息数据进行分析传输到输变电设备管理系统服务器中。在设计过程中，首先，将电流传感器安装到套管末屏穿芯引线上，使两者同步。其次，利用数字信号处理技术设计接地电流的大小。套管在线监测系统的结构是在500kV变压器上安装容性设备监测装置通过计算机局域网传输到输电设备管理系统服务器。

2 内蒙古500kV变压器在线监测系统的应用

2.1 在设备控制与监视中的应用

500kV变压器在线监测系统在设备与监视中的应用，是以非常直观的方式进行显示的。其中主机对500kV变压器的各个设备进行现场实施监视，主要工作状态有以下几种：第一，正在进行检测的监控终端显示的是闪烁绿色；第二，系统正常工作，但是没有进行监测显示的是静止的绿色；第三，通讯正常的显示的是静止的红色。所以，500kV变压器在线监测系统在设备控制与监视中的应用是非常重要的。例如：500kV变压器在线监测系统在实行监测过程中，对油气分离装置中的监测帮助非常大。可以显示监控设备的各种信息，设备的名称、色谱柱、安装地址等。当应用油色谱监测系统监测氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔过程中，其测量精度分别为±（10%+1）、±（10%+5）、±（10%+1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1）、±（10%+0.1），能够有效控制设备的正常运行[1]。

2.2 在检测设备运行情况中的应用

500kV变压器在线监测系统在检测设备运行情况时，通过对各类电气设备进行实时跟踪监测，利用密封比较好的末屏盖外扣和末屏盖内扣的方式对个各种气体的组分含量进行分析，然后，将这些数据与预试值进行分析作对比。系统设定的预试相对介损值为0.003；检测装置测量的相对值为0.03；预试电容比率为0.962；检测装置测量比率值为0.964。这些比对值能够充分反应设备的运行情况，监测装置自身的测量值与预试测量值如果是处于相吻合的情况下，而且误差非常小，说明设备是处于正常运行的。反之，如果检测装置测量的相对值大于0.1，那么说明设备运行出现了故障。系统会自动的对这些数据进行对比，这样能够及时的发现问题，并预警。

2.3 在处理系统信息中的应用

500kV变压器在线监测系统在处理系统信息中应用时，用户可以单击在线系统中的设置按钮，然后对系统中的报警、通讯、各个设备的参数等信息进行处理。在处理通讯信息时，进入通讯设置界面，通讯界面会提供系统的端口、波特率、校验位、数据位、停止位等。工作人员可以通过处理这些信息来确定设备的整体运行情况。在处理报警信息时，系统报警界面会提供500kV变压器的各类报警参数。包括警戒报警参数、極限报警参数、警戒报警相对产气率报警参数、极限报警相对产气率报警参数。

3 结论

综上所述，500kV变压器在线监测系统的开发与应用对电气设备的正常运行影响是非常大的。经过上文分析可得，内蒙古500kV变压器在线监测系统的开发需要从设计其整体结构、油色谱以及套管等在线监测系统；在设备控制与监视中的应用，能够有效控制设备的正常运行；在检测设备运行情况中的应用，能够及时的发现问题；在处理系统信息中的应用，可以确保变压器正常运行，因此，积极研究500kV变压器在线监测系统的开发与应用非常重要。

参考文献：

[1]王红亮，庞佳，张鹏.变压器运输过程在线监测系统开发与应用[J].广东电力，2017，30（11）：120-123.

[2]姜伟.变压器在线监测与故障智能辅助判断系统开发与应用[D].华北电力大学，2017.