高效变压器监测

为何 MSENSE® DGA 2/3 趋势分析恰到好处

变压器与分接开关的监测,对保障运行安全、实现早期故障检测意义重大。虽说多气体溶解气体分析系统,向来被视作最为全面的解决方案,但实际经验显示,采用MSENSE® DGA 2/3这类简易传感器,进行持续的趋势分析,不仅能满足监测需求,成本效益还明显更高。 

当前,油样检测大多仍为每1 - 2年在实验室开展一次,这期间设备状态基本未知。多气体传感器虽能详细分析全气体谱图,但成本高昂。即便使用此类传感器,发出预警或报警信号后,通常还需实验室分析来验证结果。而像MSENSE® DGA 2/3这类在线DGA系统,可持续提供氢气(H₂)一氧化碳(CO)等关键气体的趋势数据,这些气体在热故障、电故障及绝缘纸降解初期就会产生。 

这类趋势分析无需资深专业人员,就能实现早期预警。就MSENSE® DGA 2/3来说,通过H₂、CO、湿度这三项测量,便足以监测设备状态,一旦出现异常,就启动针对性实验室分析。该传感器的重复性在5% - 10%,通常不低于实验室检测数据的重复性。 

还有个优势,单气体或双气体传感器总成本要低很多。国际大电网委员会(CIGRÉ)TB 783技术报告指出,从实验室分析改为用简易传感器做在线趋势分析,效率能大幅提高。这样一来,企业花更少的钱,就能有足够信息,同时监测更多设备。 

表2.5 各类DGA监测技术的成本与收益

DGA监测技术 每年避免的故障数量 每年避免的成本
百万美元
实验室DGA 2 7
监测仪M1, M2 4 13
监测仪M3至M9 5(+0.8) 18(+24)

表 1:CIGRÉ D1/A2 技术报告 TB 783《DGA监测系统》第 2.7 章 

值得注意的是

在线溶解气体分析(DGA)传感器全生命周期预估总成本,对单气体或双气体系统更有利,这类系统的总成本与投资成本之比更佳。

MSENSE® DGA 2/3 嵌入式安装示意图

MSENSE® DGA 2/3新推出嵌入式安装法,给现有系统改造带来便利。用简单的双螺纹连接,传感器能装在离变压器油箱外部不超20厘米的地方。既不用额外装球阀,测量精度也不受影响。

  1. 变压器箱壁
  2. 闸阀(或其他类型阀门)
  3. 双螺纹连接
  4. MSENSE® DGA 2/3
  5. 变压器内部油对流
图 2:MSENSE® DGA 2/3 嵌入式安装示意图
图 3:MSENSE® DGA 2/3 双螺纹连接示意图

结论

采用 MSENSE® DGA 2/3 进行趋势分析,是设备状态监测与早期故障检测实用、高性价比且可靠的方案。它能提供有效监测所需的全部核心功能,无需承受多气体系统复杂操作与高昂成本。 

两项案例研究,结果振奋人心

400 kV单相发电机升压(GSU)变压器,容量 267 MVA

400 kV单相发电机升压(GSU)变压器,容量 267 MVA

检测结果:

  • 氢气浓度上升
  • 已采集油样。实验室分析确认氢气浓度升高,且乙炔浓度也升高
  • 局部放电测量表明,套管高压侧存在故障

调查结论: 套管高压侧的一个潜在连接点存在缺陷。

图 4:在线DGA传感器数据记录 —— 氢气(H₂)浓度上升

380 kV单相发电机升压(GSU)变压器,容量 600 MVA

380 kV单相发电机升压(GSU)变压器,容量 600 MVA

检测结果:

  • 氢气与其他烃类组分浓度持续上升
  • 各气体浓度超出《IEEE C57.104标准》中“状态4”的限值
  • 已采集油样,经实验室分析,上述浓度上升趋势得到验证

调查结论:变压器铁芯与油箱机械接触,引发接地故障。故障处形成热点,致使接地电缆熔化。

图5:在线DGA传感器数据记录 —— H₂与其他烃类气体浓度上升

案例研究结论:

单气体或双气体传感器监测H₂含量,就能达到相近的趋势监测效果,获取同等价值信息,且成本大幅降低。

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联系作者

Dr. Jürgen Schübel

电话 +49 617 1639 8691
电子邮箱 J.Schuebel@reinhausen.com
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