Powercor Australia 是維多利亞州的電力分銷商。Powercor 使用安裝式和便攜式油中含水率探頭（包括維薩拉 HUMICAP® 水分測定儀 MM70）對(dui)變(bian)壓(ya)器(qi)運(yun)行(xing)在(zai)線(xian)水(shui)分(fen)監(jian)測(ce)程(cheng)序(xu)。劣(lie)質(zhi)油(you)的(de)絕(jue)緣(yuan)強(qiang)度(du)低(di)，甚(shen)至(zhi)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)絕(jue)緣(yuan)失(shi)效(xiao)。油(you)處(chu)理(li)或(huo)更(geng)換(huan)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)大(da)多(duo)數(shu)油(you)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)，但(dan)當(dang)水(shui)分(fen)存(cun)在(zai)於(yu)繞(rao)組(zu)和(he)繞(rao)組(zu)支(zhi)撐(cheng)結(jie)構(gou)的(de)絕(jue)緣(yuan)紙(zhi)中(zhong)時(shi)，這(zhe)些(xie)水(shui)分(fen)會(hui)迅(xun)速(su)恢(hui)複(fu)。水(shui)分(fen)監(jian)測(ce)為(wei)跟(gen)蹤(zong)這(zhe)種(zhong)恢(hui)複(fu)現(xian)象(xiang)提(ti)供(gong)了(le)方(fang)法(fa)，而(er)通(tong)過(guo)在(zai)線(xian)幹(gan)燥(zao)，可(ke)以(yi)管(guan)理(li)油(you)中(zhong)含(han)水(shui)率(lv)，從(cong)而(er)保(bao)持(chi)油(you)的(de)介(jie)電(dian)裕(yu)度(du)。
油中含水率測量
該水分探頭可測量以下兩種參數：
1.Aw - 水活度，是指“活性”溶解水分的相對飽和度，分數從 0 到 1。
2.T - 油溫度，以攝氏度為單位。
探頭還具有可選的內置算法，可提供以 ppm 為單位的輸出。探頭出廠時默認采用新的油公式，也可將其他已知的公式以編程方式置入探頭。探頭的 ppm 值通常低於用於確定油樣含水量的卡爾費休 (KF) 測試的 ppm 值。這可能是由於卡爾費休測試捕獲的物品中有結合水。在下文中，卡爾費休水分相對飽和度結果被定義為“Rs”。本文中提及的所有變壓器均為 66/22kv 鐵芯式變壓器。
使用探頭進行水分監測
12 台 Powercor 變壓器已安裝了探頭。每個探頭為監控與數據采集 (SCADA) 係統提供兩個模擬輸出：ppm 和(he)溫(wen)度(du)。選(xuan)擇(ze)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)監(jian)測(ce)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)是(shi)那(na)些(xie)已(yi)知(zhi)存(cun)在(zai)油(you)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，通(tong)常(chang)相(xiang)當(dang)陳(chen)舊(jiu)，在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)負(fu)載(zai)很(hen)重(zhong)。大(da)多(duo)數(shu)都(dou)需(xu)要(yao)在(zai)近(jin)期(qi)進(jin)行(xing)油(you)再(zai)生(sheng)或(huo)更(geng)換(huan)。對(dui)於(yu)已(yi)拆(chai)下(xia)散(san)熱(re)器(qi)組(zu)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，探(tan)頭(tou)的(de)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)是(shi)從(cong)散(san)熱(re)器(qi)到(dao)主(zhu)油(you)箱(xiang)的(de)回(hui)油(you)管(guan)路(lu)的(de)下(xia)部(bu)排(pai)放(fang)閥(fa)處(chu)。這(zhe)會(hui)將(jiang)探(tan)頭(tou)置(zhi)於(yu)來(lai)自(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)熱(re)虹(hong)吸(xi)管(guan)的(de)油(you)流(liu)中(zhong)。在(zai)未(wei)拆(chai)下(xia)散(san)熱(re)器(qi)組(zu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，出(chu)於(yu)類(lei)似(si)原(yuan)因(yin)，選(xuan)擇(ze)的(de)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)是(shi)下(xia)部(bu)散(san)熱(re)器(qi)排(pai)放(fang)閥(fa)之(zhi)一(yi)。探(tan)頭(tou)具(ju)有(you)滑(hua)動(dong)式(shi)密(mi)封(feng)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)排(pai)放(fang)閥(fa)簡(jian)單(dan)地(di)安(an)裝(zhuang)，無(wu)需(xu)停(ting)機(ji)。
圖 1：水分變化，10 MVA ONAN 變壓器。圖 1 中的變壓器是 10 MVA ONAN 變壓器，該圖展示了負載增加和炎熱天氣帶來的影響。請注意水分是如何在 60 ppm 時達到峰值並且數天都沒有恢複的。最後一次油樣的 KF 水分含量為 30 ppm。在zai炎yan熱re天tian氣qi期qi間jian，該gai裝zhuang置zhi的de持chi續xu高gao負fu載zai可ke能neng會hui導dao致zhi水shui分fen過guo多duo，從cong而er導dao致zhi介jie電dian裕yu度du降jiang低di。在zai線xian監jian測ce表biao明ming，對dui該gai裝zhuang置zhi進jin行xing脫tuo水shui操cao作zuo是shi明ming智zhi的de選xuan擇ze。
圖 2：水分比較示例 (SCADA) - 刻度以 ppm 為單位。永久 SCADA 連接使得用戶可以在負載和條件相同的姐妹裝置之間進行對比分析。顯示最低水分含量的變壓器大約五年前曾在幹燥爐內進行過幹燥。
圖 3：填充新油後的水分恢複情況。刻度以 ppm/°C 為單位。在圖 3 中，20 MVA ONAF 變壓器的油量為 17000 升，於 2005 年 10 月 28 日完成換油，承包商所采集油樣的水分含量為 11 ppm (KF)。在幾天之內，探頭數據
顯示水分含量已恢複，範圍為 16 至 37 ppm。
圖 3：填充新油後的水分恢複情況。刻度以 ppm/°C 為單位。
便攜式探頭
維薩拉便攜式探頭也已麵世，Powercor 已從維薩拉采購了其中的三種。到目前為止，它們已用於 20 台變壓器。這些探頭具有電池電源和足夠的內存，能夠以每小時讀取一次的頻率存儲大約 30 天(tian)的(de)數(shu)據(ju)，基(ji)本(ben)上(shang)相(xiang)當(dang)於(yu)電(dian)池(chi)的(de)壽(shou)命(ming)。同(tong)樣(yang)，選(xuan)擇(ze)的(de)位(wei)置(zhi)通(tong)常(chang)是(shi)散(san)熱(re)器(qi)排(pai)放(fang)閥(fa)，以(yi)確(que)保(bao)油(you)流(liu)過(guo)探(tan)頭(tou)。這(zhe)些(xie)便(bian)攜(xie)式(shi)探(tan)頭(tou)使(shi)用(yong)靈(ling)活(huo)，可(ke)以(yi)監(jian)測(ce)多(duo)個(ge)站(zhan)點(dian)。探(tan)頭(tou)安(an)裝(zhuang)後(hou)可(ke)以(yi)編(bian)程(cheng)為(wei)每(mei)隔(ge)幾(ji)分(fen)鍾(zhong)記(ji)錄(lu)一(yi)次(ci)數(shu)據(ju)。需(xu)要(yao)回(hui)訪(fang)站(zhan)點(dian)以(yi)下(xia)載(zai)數(shu)據(ju)，為(wei)下(xia)一(yi)個(ge)記(ji)錄(lu)周(zhou)期(qi)清(qing)除(chu)內(nei)存(cun)並(bing)在(zai)需(xu)要(yao)時(shi)為(wei)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)。
圖 4：低水分 -66KV 調節器。在圖 4 中，油樣顯示出異常高的水分和低絕緣電壓，22 C 下 KF 測試結果為 43 ppm (Rs =0.7) 絕緣電壓 = 36 kV。這(zhe)很(hen)出(chu)乎(hu)意(yi)料(liao)，因(yin)為(wei)該(gai)裝(zhuang)置(zhi)最(zui)近(jin)在(zai)幹(gan)燥(zao)爐(lu)中(zhong)幹(gan)燥(zao)過(guo)。隨(sui)後(hou)，工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)快(kuai)速(su)安(an)裝(zhuang)了(le)便(bian)攜(xie)式(shi)探(tan)頭(tou)，得(de)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)顯(xian)示(shi)很(hen)低(di)的(de)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)。第(di)二(er)個(ge)油(you)樣(yang)證(zheng)實(shi)了(le)這(zhe)一(yi)點(dian)：15 C 下 KF 測試結果為 9 ppm (Rs =0.2) 絕緣電壓 = 82 kV。最初的油樣很可能被汙染了。
圖 5：水分急劇減少。
圖 5 顯示的是 10/18 MVA ONAF 變bian壓ya器qi的de數shu據ju。水shui分fen減jian少shao恰qia逢feng觀guan測ce站zhan調tiao試shi新xin變bian壓ya器qi，這zhe降jiang低di了le該gai裝zhuang置zhi的de負fu載zai。總zong之zhi，便bian攜xie式shi探tan頭tou為wei監jian測ce在zai適shi當dang位wei置zhi裝zhuang有you閥fa門men的de變bian壓ya器qi提ti供gong了le一yi種zhong方fang便bian且qie經jing濟ji高gao效xiao的de方fang法fa。
沒(mei)有(you)此(ci)類(lei)配(pei)件(jian)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)也(ye)可(ke)以(yi)在(zai)主(zhu)油(you)箱(xiang)排(pai)放(fang)閥(fa)或(huo)采(cai)樣(yang)閥(fa)中(zhong)安(an)裝(zhuang)探(tan)頭(tou)。不(bu)過(guo)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)油(you)流(liu)過(guo)探(tan)頭(tou)，結(jie)果(guo)可(ke)能(neng)不(bu)準(zhun)確(que)或(huo)不(bu)能(neng)代(dai)表(biao)總(zong)體(ti)油(you)況(kuang)。使(shi)用(yong)分(fen)子(zi)篩(shai)裝(zhuang)置(zhi)進(jin)行(xing)幹(gan)燥(zao)。Powercor 有兩台分子篩在線幹燥機。這些裝置安裝在手推車上，隻需將油泵入含有分子篩材料的濾芯即可去除水分。
它們裝有一個水分探頭，可以監測進油或出油（取決於旁通閥的位置）。當出口油水分等於（或超過）rukouyoushuifenshi，lvxinkenengyidadaobaohe，biaomingyinggenghuanlvxin。meigelvxinlilunshangkeyirongnayishengshui，meitaiganzaojiyousigelvxin。lvxinanggui，muqianmeiyoukeyongdehuishouxuanxiang。zhexiezhuangzhishejiyongyucongdibudezhuyouxiangxirujinyou，bingjiangyoufanhuidaochuyouqi。
這種設計的優點是可以避免空氣進入係統時出現瓦斯繼電器（壓力突變繼電器）問題。它的缺點是會使新的幹燥油接觸到油枕的頂部空間。對 Powercor 來說，這個頂部空間與大氣相通。迄今為止，這些幹燥機已用於九個變壓器，結果總結如下。
表 1：從部分變壓器分子篩幹燥機收集的結果
請注意：油參數來自油樣（即 KF 和介電擊穿測試），但後期油參數“S3”和“L2”例外，它們來自探頭。估計去除的水分基於濾芯更換次數以及幹燥機入口和出口的水分讀數。盡管濾芯的額定容量為 1 sheng，danrenmenrenwei，suizheshuifenhanliangdejiangdi，tamenhuizaidadaogairongliangzhiqiantingzhiquchushuifen。weilezhengmingzheyidian，gongzuorenyuanpeizhilechengzhongguan，bingjiangxinlvxinhe“滿”濾芯浸沒在油中進行稱重。得到的平均增重為 641 克，表明水分含量為 0.641 升。據估計，每組過濾器在 10-20 ppm 的水分含量下可去除 2.6 升(sheng)水(shui)分(fen)。人(ren)們(men)還(hai)發(fa)現(xian)，在(zai)過(guo)濾(lv)器(qi)夾(jia)緊(jin)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)添(tian)加(jia)額(e)外(wai)的(de)密(mi)封(feng)墊(dian)圈(quan)，幹(gan)燥(zao)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)會(hui)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)。幹(gan)燥(zao)機(ji)不(bu)是(shi)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)，而(er)是(shi)關(guan)閉(bi)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)以(yi)便(bian)讓(rang)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)恢(hui)複(fu)。確(que)定(ding)何(he)時(shi)停(ting)止(zhi)過(guo)濾(lv)的(de)一(yi)般(ban)經(jing)驗(yan)法(fa)則(ze)是(shi)當(dang)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)始(shi)終(zhong)保(bao)持(chi)低(di)於(yu) 20 ppm 或 0.2 Aw 時。事實證明，維薩拉監測探頭在進行這種評估方麵很有價值。
圖 6：監測幹燥。圖 6 顯示了“L2”變壓器上的永久探頭在 10 個(ge)月(yue)幹(gan)燥(zao)期(qi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)。注(zhu)意(yi)幹(gan)燥(zao)機(ji)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)減(jian)少(shao)，以(yi)及(ji)隨(sui)後(hou)由(you)於(yu)纖(xian)維(wei)素(su)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)和(he)油(you)中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)達(da)到(dao)新(xin)的(de)平(ping)衡(heng)而(er)出(chu)現(xian)的(de)水(shui)分(fen)恢(hui)複(fu)。另(ling)請(qing)注(zhu)意(yi)，隨(sui)著(zhe)水(shui)分(fen)含(han)量(liang)的(de)降(jiang)低(di)，每(mei)個(ge)日(ri)負(fu)荷(he)周(zhou)期(qi)內(nei)的(de)水(shui)分(fen)變(bian)化(hua)程(cheng)度(du)也(ye)會(hui)隨(sui)之(zhi)降(jiang)低(di)。
紙質濾芯幹燥機
Powercor 最(zui)近(jin)購(gou)買(mai)了(le)另(ling)一(yi)款(kuan)帶(dai)有(you)紙(zhi)質(zhi)濾(lv)芯(xin)的(de)在(zai)線(xian)幹(gan)燥(zao)機(ji)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過(guo)軸(zhou)向(xiang)泵(beng)送(song)油(you)，使(shi)油(you)流(liu)過(guo)濾(lv)紙(zhi)卷(juan)來(lai)去(qu)除(chu)水(shui)分(fen)。隻(zhi)要(yao)紙(zhi)比(bi)油(you)幹(gan)燥(zao)，水(shui)分(fen)就(jiu)會(hui)從(cong)油(you)遷(qian)移(yi)到(dao)紙(zhi)上(shang)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)有(you)一(yi)個(ge)可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)器(qi) (PLC) 控kong製zhi係xi統tong，可ke以yi在zai每mei個ge過guo濾lv周zhou期qi後hou重zhong新xin幹gan燥zao濾lv紙zhi。該gai裝zhuang置zhi在zai進jin油you口kou和he出chu油you口kou處chu裝zhuang有you水shui分fen探tan頭tou，並bing具ju有you數shu據ju記ji錄lu和he遠yuan程cheng監jian測ce設she施shi。幹gan燥zao機ji裝zhuang有you水shui分fen捕bu集ji器qi，因yin此ci可ke以yi收shou集ji實shi際ji去qu除chu的de水shui分fen。
該gai裝zhuang置zhi的de優you點dian是shi過guo濾lv器qi壽shou命ming比bi分fen子zi篩shai裝zhuang置zhi長chang得de多duo。幹gan燥zao機ji與yu主zhu油you箱xiang底di部bu排pai放fang閥fa的de進jin油you和he頂ding部bu放fang油you閥fa的de出chu油you相xiang連lian。到dao目mu前qian為wei止zhi，已yi經jing對dui三san台tai變bian壓ya器qi進jin行xing了le幹gan燥zao，第di四si台tai正zheng在zai進jin行xing中zhong。表biao 2：從采用紙質濾芯的幹燥機收集的結果。
請注意：油參數來自油樣（即 KF 和介電擊穿測試）。由於這些幹燥操作是最近進行的，因此尚未進行後續油監測。預計水分含量會有所恢複。該幹燥機還具有在“分析”模mo式shi下xia運yun行xing的de設she施shi，在zai該gai模mo式shi下xia，過guo濾lv器qi會hui被bei繞rao過guo，油you將jiang會hui循xun環huan並bing通tong過guo其qi中zhong一yi個ge水shui分fen探tan頭tou得de到dao監jian測ce。這zhe不bu僅jin提ti供gong了le監jian測ce功gong能neng，還hai提ti供gong了le幹gan燥zao功gong能neng。圖tu 7：典型過濾數據。請注意：左軸 (Aw) 刻度為 0 到 0.250；右軸（入口油溫）刻度為 0 到 45 攝she氏shi度du。此ci示shi例li顯xian示shi了le過guo濾lv器qi充chong滿man水shui分fen並bing重zhong新xin幹gan燥zao時shi的de鋸ju齒chi狀zhuang特te征zheng。注zhu意yi入ru口kou油you水shui分fen的de穩wen定ding減jian少shao。本ben示shi例li中zhong的de過guo濾lv時shi間jian已yi設she置zhi為wei長chang於yu所suo需xu時shi間jian（12 小時），因為出口水分超過了入口水分。
持續的努力必不可少
在zai線xian水shui分fen監jian測ce可ke以yi為wei存cun在zai水shui分fen問wen題ti的de變bian壓ya器qi提ti供gong一yi種zhong有you價jia值zhi的de狀zhuang態tai監jian測ce工gong具ju，也ye可ke以yi用yong於yu揭jie示shi可ke能neng存cun在zai常chang規gui油you樣yang采cai樣yang無wu法fa檢jian測ce到dao的de水shui分fen問wen題ti的de變bian壓ya器qi。一yi種zhong常chang見jian現xian象xiang是shi，單dan次ci嚴yan重zhong過guo載zai超chao溫wen事shi件jian會hui迅xun速su增zeng加jia油you中zhong含han水shui率lv，因yin為wei水shui分fen是shi通tong過guo纖xian維wei素su傳chuan導dao的de，顯xian然ran，水shui分fen恢hui複fu到dao早zao期qi水shui平ping可ke能neng需xu要yao相xiang當dang長chang的de時shi間jian。但dan是shi，僅jin靠kao監jian測ce並bing不bu能neng解jie決jue任ren何he問wen題ti。可ke以yi改gai善shan狀zhuang況kuang的de是shi根gen據ju監jian測ce結jie果guo采cai取qu的de相xiang關guan措cuo施shi。在zai線xian幹gan燥zao通tong常chang可ke以yi快kuai速su改gai善shan油you的de質zhi量liang，但dan這zhe種zhong改gai善shan可ke能neng無wu法fa永yong久jiu保bao持chi下xia去qu。進jin行xing後hou續xu監jian測ce才cai是shi明ming智zhi之zhi選xuan，而er這zhe通tong常chang會hui產chan生sheng又you一yi次ci幹gan燥zao循xun環huan。要yao實shi現xian有you效xiao的de在zai線xian幹gan燥zao，需xu要yao付fu出chu持chi續xu的de努nu力li，而er且qie可ke能neng需xu要yao持chi續xu數shu月yue的de時shi間jian。
本文最早發表於維薩拉新聞 175/2007（澳大利亞墨爾本市 Powercor 公司工廠維護工程師 Colin Feely）。