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变压器绝缘油中溶解气体在线监测系统在葛洲坝电站的应用及相关故障分析处理
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1 变压器绝缘油中溶解气体在线监测系统在 葛洲坝电站的应用及相关故障分析处理 摘 要:本文介绍了基于燃料电池和气相色谱两种技术的电力变压器在线监测装置的原理、各自的优缺点 及在葛洲坝电站的应用。最后对一起由气相色谱在线监测装置报警发现的变压器内部高温过热性故障的诊 断和处理过程进行了分析。 关键词:变压器;绝缘油;在线监测;故障分析 随着电网可靠性要求的不断提高以及电力设备 基于运行状态监控的状态检修模式的日益普及,使 用各类监测系统对电力设备运行状态进行连续、在 线的实时监测,是确保电力设备安全运行、状态维 护检修、故障缺陷准确评估及合理高效检修策略制 定的一种重要手段。 变压器在运行过程中,变压器油在过热、放电 和电弧等作用下会产生故障特征气体,而故障特征 气体的成分、含量及增长速率与变压器内部故障的 类型及故障的严重程度密切相关。变压器油中气体 在线监测对变压器或电抗器中气体进行实时分析, 可以早期发现设备异常,弥补试验室气相色谱法的 不足,为设备检修提供依据,是从计划检修向状态 检修过渡,提高其运行可靠性的重要技术手段。通 过分析变压器油中溶解气体诊断变压器内部故障, 其准确和有效性已被几十年来的监测实践所证明。 长期以来,变压器油中气体在线监测的重要性和必 要性在电力系统运行和维护人员中形成共识。因此, 变压器油中溶解的故障特征气体的在线监测已经广 泛应用于电力系统中。 1 葛洲坝电站变压器油中气体在线监测装置原理 1.1 基于燃料电池技术的在线监测装置原理 燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与 一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极 即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。 燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个 催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学 能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料 和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应 物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连 续地发电。一般来说,燃料电池是一种通过电化学 反应直接把化学能(气体或液体燃料)转换成电能, 而无需通过热能或机械能转换的高效能量转换装 置。 燃料电池气体传感器通过检测燃料电池两电极 之间的电流信号(电流强度与气体浓度成正比)监 测变压器油中溶解气体的变化情况。 1.2 基于气相色谱技术的在线监测装置原理 色谱是一种分离技术,当这种分离技术应用于 分析化学领域中,就是色谱分析。它的分离原理是 使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是 不动的,叫做固定相;另一相则是推动混合物流过 固定相的流体,叫做流动相。当流动相中所含有的 混合物经过固定相时,就会与固定相发生相互作用。 由于各组分在性质与结构上的不同,相互作用的大 小强弱也有差异。因此在同一推动力的作用下不同 组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后 不同的次序从固定相中流出。这种借在两相分配原 理而使混合物中各组分获得分离的技术,称为色谱 分离技术或色谱法。作为色谱流动相的有气体或液 体,当用液体为流动相时,称为液相色谱;当用气 体为流动相时,称为气相色谱。

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