油浸式變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、500kV及以上三相一體變壓器是未來超大型變壓器的發(fā)展方向，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)重要的設(shè)備，其運(yùn)行狀況關(guān)乎整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。變壓器油中微水和油中溶解氣體是反映變壓器運(yùn)行狀況好壞的重要指標(biāo)，是電力部門監(jiān)測變壓器的重要依據(jù)。本文闡述了變壓器油在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，對(duì)變壓器油中微水及油中溶解氣體分析的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作有:
　　 (1)研究了油中微水產(chǎn)生的機(jī)理和危害，根據(jù)油中水含量與聚酰亞胺薄膜的介電常數(shù)相關(guān)的原理，推導(dǎo)了微水含量

2、與相對(duì)濕度、溫度之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了基于相對(duì)濕度的微水在線檢測方法，并采用溫濕度傳感器MMT162、高性能ARM7處理器及高精度AD轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)了變壓器油中微水在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)在半小時(shí)內(nèi)微水含量漂移在±1ppm，溫度漂移在±0.2℃。
　　 (2)論證了色譜柱及SOFC傳感器穩(wěn)定的工作環(huán)境溫度的重要性。根據(jù)溫度控制對(duì)象的特性，設(shè)計(jì)了基于時(shí)間最優(yōu)的增量式PID雙溫控系統(tǒng)，并將該溫控系統(tǒng)應(yīng)用于變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)

3、測系統(tǒng)，得到的基線電壓波動(dòng)小于200μV，色譜柱70℃溫控精度在±0.1℃，SOFC傳感器700℃溫控精度在±0.5℃。
　　 (3)研究了變壓器油的產(chǎn)氣機(jī)理，特征氣體與變壓器故障之間的關(guān)系;根據(jù)高分子聚合物薄膜的透氣機(jī)理，通過選型實(shí)驗(yàn)，確定了用特氟隆PTFE半透膜進(jìn)行油氣分離，并結(jié)合微型磁力油泵、氣體真空泵和微型氣室，使得油氣分離僅需1小時(shí);研究了氣相色譜法的原理，采用十二通閥加雙色譜柱聯(lián)用的方式使油中混合氣體分離度達(dá)到1.2

4、;研究了固體氧化物燃料電池(SOFC)的原理，使用SOFC傳感器對(duì)氣體進(jìn)行檢測，C2H2的檢測精度達(dá)0.1μL/L;綜合考慮了系統(tǒng)安全措施及流程控制，對(duì)油氣分離、混合氣體分離、氣體檢測及控制等4個(gè)單元進(jìn)行集成，完成了變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)裝置。
　　 (4)從變壓器油在線監(jiān)測軟件功能，整體框架、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)流程等方面設(shè)計(jì)開發(fā)了在線監(jiān)測軟件平臺(tái)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷變壓器運(yùn)行狀況。根據(jù)現(xiàn)場施工和設(shè)備安裝過程中遇到的問題，提出了