创新攻关在线监测 提升设备检验效率

来源:国家电网报 作者:田倩倩 发布时间:2022-04-13 12:18 关键词: 监测系统
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4月7日,国网四川省电力公司电力科学研究院电气设备绝缘介质性能检测及设备故障分析攻关团队召开技术研讨会,讨论变压器油中溶解气体在线监测装置检验设备的模块化设计等技术问题,进一步提升装置安装、使用等方面的便捷性。目前,团队正在开展第三代产品研制工作。


变压器在运行过程中因热性、电性故障,内部的绝缘油会裂解产生甲烷、乙烯、二氧化碳等气体(统称为组分气体)。利用变压器油中溶解气体在线监测装置监测变压器油中组分气体变化,分析组分气体与设备故障之间的关联关系能有效判断设备是否发生故障,而对这一装置进行定期检验则有助于提升变压器故障预警的质量。


然而,用于检验变压器油中溶解气体在线监测装置的设备存在性能不佳、操作流程复杂等问题,影响了此项工作高效开展。四川电科院结合多年油色谱在线监测装置检验经验,自主研制出一套精度高、工效高、功能全的变压器油中溶解气体在线监测装置检验设备,使现场检验工作效率较传统方式提高60%以上。


创新思路研发检验设备


2020年年初,四川电科院接到通知,四川电网三大±800千伏特高压换流站计划陆续更换所有变压器油中溶解气体在线监测装置。根据变压器油中溶解气体在线监测装置有关技术规范要求,四川电科院需限期逐台完成抽检、到货验收、现场检验三个环节的工作。按照传统作业方式,在规定时间内完成此项工作难度较大。能否研发一套高效便捷的检验设备,提高检验工作效率?


同年4月,四川电科院高级工程师王杰召集攻关团队分析后发现,影响现场检验效率提升的主要原因是储存检验油样稳定性差、油中组分气体易逸散、检验过程中需反复检测油样组分气体含量。攻关团队将改善存储检验油样稳定性确定为技术难点,开展攻关。


一个月后,攻关团队再次展开研讨。团队成员发现,油中溶解组分气体含量稳定性除与组分气体溶解系数有关,还与存储油样缸体材料、温度、气压等相关。市场上主流检验设备的储油缸体采用不锈钢或铝合金材质,这种材料对油中组分气体具有吸附效应,铝合金还会与油中的酸反应,增加组分气体氢气含量,造成检验结果失真。为此,王杰提出对储油缸体内壁进行特殊工艺处理、缸体外壁增加隔热防护措施、设计排气结构的思路。


随后,团队成员沿着这一思路开始研发检验设备。经过上百次的存储油样准确性、稳定性、影响因素试验,以及对储油缸体结构的不断改进,各个技术难题被逐一攻破。2020年7月,设备原理机面世。原理机存储油样的稳定性达到标准器存储效果,解决了油样稳定性差这一技术难点。


迭代升级设备功能


为了进一步提高现场检验工作效率,王杰带领团队继续探索,将储油与配油技术相结合,实现了油样快速配制。2020年11月,检验设备在±800千伏宜宾换流站变压器油中溶解气体在线监测装置检验现场首次应用。在应用过程中攻关团队又发现,检验后的油样不能二次利用,需重新配样。


队员们继续改进装置,增加了回收舱体。检验人员可将检验后的油样回收至舱体中重新检测、二次利用,减少配油工作量。检验设备具有配、储、回收多项功能,进一步提升现场检验效率。


研发过程中,团队还遇到了其他难题,如用来隔离油与空气接触的隔离结构有时会卡死,储油缸体排气效率低等。团队经反复测试与分析,查找问题原因,创新应用隔离结构移动限位法,解决隔离结构卡死问题;采用负压排气方法,1分钟可快速排净储油缸体内的游离气体。


现场应用提高检验效率


2021年1月,在±800千伏锦屏换流站变压器油中溶解气体在线监测装置的现场检验工作中,由于存储检验油样的稳定性好、功能齐全,检验人员无须重复配制油样和重复检测,6天完成了26台变压器油中溶解气体在线监测装置的现场检验工作。检验人员由原来的至少4人减少至2人,节约了人力、物力成本,工作效率较传统方式提高60%以上。


2020年以来,变压器油中溶解气体在线监测装置检验设备已应用于±800千伏宜宾、复龙、锦屏、雅砻江换流站以及±500千伏德阳换流站、500千伏绵州变电站等,并推广至重庆电网,累计检验210台变压器油中溶解气体在线监测装置,现场应用成效显著,检验出91台不满足A级入网要求的设备,避免了不良产品入网。


变压器油中溶解气体在线监测装置检验设备技术成果已获国家发明专利授权1项、实用新型专利授权2项。2021年11月25日,四川电科院与第三方单位签订成果转化协议,推动产品走向市场。目前,团队正在研制第三代产品,使外观设计更美观、更紧凑;增加可视化功能,进行全自动化控制改进,使操作更便捷。


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