【正文】 電業(yè)局變壓器加裝油色譜在 線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可行性研究報(bào)告電業(yè)局變壓器加裝油色譜在 線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 可行性研究報(bào)告一．工程概述 編制依據(jù)依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司《變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》要求，基于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展水平、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果以及變電設(shè)備重要程度，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置原則為750 千伏及以上電壓等級(jí)油浸式變壓器、 電抗器應(yīng)配置油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置； 177。 400 千伏及以上電壓等級(jí)換流變壓器、 500 千伏油浸式變壓器應(yīng)配置油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置； 500 千伏（ 330 千伏） 電抗器、 330 千伏、 220 千伏油浸式變壓器宜配置油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置； 對(duì)于 110 千伏（ 66 千伏） 電壓等級(jí)油浸式變壓器（電抗器） 存在以下情況之一的宜配置油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置：① 存在潛伏性絕緣缺陷；② 存在嚴(yán)重家族性絕緣缺陷；③ 運(yùn)行時(shí)間超過 15 年；④ 運(yùn)行位置特別重要。根據(jù)此配置原則的規(guī)定作出某電業(yè)局變壓器加裝油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可行性報(bào)告。 工程現(xiàn)狀目前某電業(yè)局所轄的220kV老滿城變電站3主變、米泉變電站2主變、三宮變電站3主變、頭屯河變電站2主變、八戶梁變電站2主變、龍崗變2主變、鋼東變電站4主變；110kV北京變2主變、旭日變2主變需要加裝變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總計(jì)19臺(tái)。 項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)、依據(jù)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則大型變壓器是整個(gè)發(fā)供電系統(tǒng)重要核心的設(shè)備，其安全運(yùn)行至關(guān)重要，由于大型變壓器設(shè)計(jì)、制造、材料質(zhì)量和運(yùn)行等諸多方面的原因，設(shè)備的惡性故障時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)絕緣油中溶解氣體的測(cè)量和分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型變壓器內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)控，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障，隨時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，彌補(bǔ)了試驗(yàn)室色譜分析的不足，為保證變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和狀態(tài)檢修提供了技術(shù)支持，是保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，可以給電力行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本期對(duì)我局所轄的部分變電站加裝19臺(tái)變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成后城區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行狀況將得到明顯改善，有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展提供保障。1) 國(guó)家電網(wǎng)公司《變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》2) 國(guó)家電網(wǎng)科〔2009〕1535號(hào)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》Q/GDW 3832009。3) 國(guó)家電網(wǎng)科[2010]112號(hào)《變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范》Q/GDWZ4142010 。4) 國(guó)家電網(wǎng)基建〔2011〕539號(hào)《智能變電站優(yōu)化集成設(shè)計(jì)建設(shè)指導(dǎo)意見》。5) 其它相關(guān)的規(guī)程、規(guī)范及反措要求。 可研范圍和規(guī)模 可研的內(nèi)容和范圍本期對(duì)我局所轄的220kV老滿城變電站3主變、米泉變電站2主變、三宮變電站3主變、頭屯河變電站2主變、八戶梁變電站2主變、龍崗變2主變、鋼東變電站4主變；110kV北京變2主變、旭日變2主變加裝變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總計(jì)19臺(tái)。加裝了變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置后可對(duì)各站的變壓器進(jìn)行狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)控，通過分析油中特征氣體濃度，隨時(shí)可掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障，為實(shí)時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)提供了重要數(shù)據(jù)，從而提高設(shè)備的管理水平。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本工程靜態(tài)總投資： 萬元。二、 項(xiàng)目的背景及意義大型變壓器作為電力生產(chǎn)和輸送的主要設(shè)備，是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其安全性能至關(guān)重要。由于諸多方面的原因，設(shè)備的惡性故障時(shí)有發(fā)生，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重故障，必須停電檢修，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必將造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，為確保大型變壓器的安全運(yùn)行，變大型變壓器的定期檢修為狀態(tài)維護(hù)，是今后變壓器維護(hù)方式的發(fā)展方向。變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置可對(duì)大型變壓器進(jìn)行狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)控，通過分析油中特征氣體濃度，隨時(shí)可掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室色譜分析方法不能及時(shí)迅速監(jiān)測(cè)的缺憾，為實(shí)時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)提供了重要數(shù)據(jù)，從而提高設(shè)備的管理水平，因此是保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。該成果推廣后，能夠大幅度提高大型變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛伏的內(nèi)部故障。以一臺(tái)三相220KV、180MVA變壓器為例，如發(fā)生故障，維修費(fèi)用為數(shù)十萬元，停電一天直接損失可達(dá)百萬元（24小時(shí)120103千瓦）。變壓器及系統(tǒng)安全運(yùn)行，關(guān)系到電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和工農(nóng)業(yè)及人民生活用電的可靠性，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活用電造成的間接損失更大。由于油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)的重要意義，國(guó)內(nèi)外都對(duì)此做過大量的研究開發(fā)工作。早期的技術(shù)一般是檢測(cè)單組分氫氣和測(cè)可燃?xì)饪偭?。使用氣敏元件做傳感器，該裝置只能起報(bào)警作用，不能明確故障狀況，作為故障的初期警報(bào)，不是真正意義上色譜在線。隨著色譜分析技術(shù)和油氣分離技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了可測(cè)量47種組分含量的色譜在線分析技術(shù)，油氣分離采用薄膜滲透法，然后通過色譜柱分離，熱導(dǎo)或氫焰檢測(cè)器分析。該技術(shù)存在分析周期長(zhǎng)，分析結(jié)果誤差大等缺陷。隨著電力經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行給予了極大重視，對(duì)在線監(jiān)測(cè)提出了更高的要求。當(dāng)前該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：①能檢測(cè)國(guó)標(biāo)中規(guī)定的變壓器油中全部七種組分，數(shù)據(jù)與試驗(yàn)室分析結(jié)果基本一致；②具有智能專家診斷功能，能對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)及故障發(fā)展趨勢(shì)；③分析周期短，能在幾小時(shí)內(nèi)檢測(cè)一次；④具有遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)功能；⑤性能穩(wěn)定可靠。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)本技術(shù)的研究的主要有重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)，采用催化燃燒傳感器，可以檢測(cè)六種組分（不能檢測(cè)二氧化碳），目前主要是以科研成果形式為主，沒有形成成熟產(chǎn)品。美國(guó)的GE公司開發(fā)的光譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能較為先進(jìn)，分析速度快，只需要幾分鐘，耗油少，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，唯一的缺點(diǎn)是靈敏度不夠高，最低檢測(cè)限1μL/L，有效檢測(cè)限5μL/L。三、變壓器油色譜分析原理變壓器油在變壓器內(nèi)主要起絕緣作用因此又稱絕緣油。絕緣油是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，分子中含有CHCH和CH化學(xué)基團(tuán)，并由C—C鍵結(jié)合在一起。在正常情況下，充油電氣設(shè)備內(nèi)的油/紙絕緣材料，在熱和電的作用下，會(huì)逐漸老化和分解，產(chǎn)生少量的各種低分子烴類及二氧化碳、一氧化碳等。若存在潛伏性過熱或放電故障時(shí)，就會(huì)加快這些氣體的產(chǎn)生速度。當(dāng)產(chǎn)氣速度慢，產(chǎn)氣量小時(shí)，氣體大部分溶于油中。隨著故障的發(fā)展，產(chǎn)氣量大于溶解量時(shí)，便有一部分氣體以自由氣體的形態(tài)釋放出來。乙烯是在高于甲烷和乙烷的溫度（大約為500186。C）下生成的（雖然在較低的溫度時(shí)也有少量生成）。乙炔一般在800186。C～1200186。C的溫度下生成，而且當(dāng)溫度降低時(shí)，反應(yīng)迅速被抑制，作為重新化合的穩(wěn)定產(chǎn)物而積