变压器油色谱在线监测装置的现场校准技术的研究与应用88

变压器油色谱在线监测装置的现场校准技术的研究与应用
摘要：变压器油色谱在线监测装置弥补了离线色谱试验无法随时监控、及时发
现故障的不足，但目前各类油色谱在线监测装置无统一标准，长时间运行受器件
故障、油路老化等因素影响，造成检测结果不准确。

经统计，电网中该装置仅有15%能够正常工作。

为做好变压器在线监测装置的入网监管、及时诊断发现装置
异常故障，提高装置运行稳定性和检测准确性，必须对运行中的油色谱在线监测
装置进行现场校验及检测，本文详细阐述了一种极具现场应用价值的变压器油色
谱在线监测的现场校验技术，能够持续有效的发挥在线监测功能，保障电力设备
安全运行，创造巨大的的社会经济效益。

关键词：变压器油色谱在线监测；现场校验技术；标准油无损贮存；油样进
样
近年来国家电网公司大力推广变压器油色谱在线监测装置。

但目前各类油色
谱在线监测装置由于厂家型号不一，质量参差不齐，运行中内部器件故障、油样
管路问题、整体性能老化等因素，造成油样气体组分检测的准确性不断降低，甚
至无法正常工作。

目前，我公司所辖电网中共有70余套多组分油色谱在线监测
装置接入输变电设备状态监测系统，从运行效果来看，大多数装置出现误报、漏
报的情况，仅有少数工作正常。

为做好变压器在线监测装置的入网监管、及时诊断发现装置异常故障，提高
装置运行稳定性和检测准确性，必须对运行中的油色谱在线监测装置进行现场校
验及检测，持续有效的发挥在线监测功能。

目前，常用的现场校验方法有三种，一是与传统离线试验数据对比法，该方
法校验时间长、操作繁琐、容易出现人为误差等；二是标准气体对标法，该方法
只能校准在线监测设备的气体采样单元，而不能校准油气分离单元和组分分离单元；三是使用油箱配油对比法，本装置在第三种方法上创新运用自动化配油技术、油样无损转移技术，实现了在线监测装置全部功能单元的现场校验，最真实地反
映了装置运行状况。

一、标准油自动配置技术
标准油是允许的含量自由配比，使气液达到溶解平衡，并通过实验室色谱仪
进行标定，标定值等于配比气体的浓度的油样。

真空脱气和过滤处理是去除油内气体及其他杂质成分的主要方法，使用定量
方式将氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳七种组分气体注入
经过处理的油液中，在恒温、恒压的密闭容器中，使油液与组分气体充分混合，
达到油液中组分气体含量占有固定比例。

真空脱气实现方式是利用主、副油箱通过真空泵、循环泵及相应真空电磁阀、液位传感器控制，实现变压器油在主、副油箱间循环流动，利用真空泵将油中气
体脱除，为更好达到脱气效果，油在主、副油箱循环出油处，设置具有喷淋功能
结构，并给油辅助加热。

油品净化回用实现方式是在设备的进油口处设有过滤器，过滤器两端装有不
锈钢过滤网，中间装填变色硅胶粒，既过滤油中杂质、又去除油中水分，保证了
初始油的质量。

模拟采样过程实现方式是采样过程采用内置恒压气囊，模拟实际变压器底部
油压力，采样油嘴与实际设备相同。

二、标准油无损贮存技术
1.标准油样贮存袋
根据国家标准要求，现场油样采集和分析过程的脱气处理必须采用注射器，本成果研制了一种标准油样存贮袋，，在密封袋上沿长度方向设有一个与其为一体的固定条，在单层密封袋的袋口连接有接口；一个连接两通耐油阀门；另一个连接三通耐油阀门；两通耐油阀门或三通耐油阀门上连接一个注射器接口，绝缘油标样可以方便快捷封装成100mL小包装。

贮存袋内层采用耐油软性材质，袋内外压力平衡，标油中溶解气体不受外界温度、压力影响。

本装置实现油样配置、封装到采样取出全密封操作，使油样无逸散无气泡，有效减少误差，方便进行管路和容器清洗，并且成本低廉，操作简单，运输方便。

2. 标准油样存贮袋的排油器
箱体外壳内设有一个将其一分为二的隔板，隔板一侧设有一个气囊，相对的隔板另一侧设有与气囊相连通的且串联的恒压力控制器、双向气泵；在外壳上设有一个标准油样存贮袋放置入口，入口与放置气囊的空腔连通。

本排油器利用气囊对标准油样存贮袋的挤压，将标准油样存贮袋内的油挤压出来，实现了用于标油密封袋排油，操作简单、单人控制、符合国标标准，油样能全量取出，满足实际需求。

3. 全密封金属储油罐
研制了一种带搅拌功能的全密封金属储油罐，并定做了一套与之配套的便携式恒温箱，能够确保标准油从校验装置转移到变压器油色谱在线监测装置进行比对校验的过程中，不会出现因密封不严，温度、压力变化导致标准油的特种气体发生含量改变。

三、标准油进样技术
由于变压器油色谱在线监测装置的变压器进油管与回油管普遍不具备三通阀，为实现标准油样进样检测，需对管路进行改造，在变压器进油管与回油管处分别加装三通阀门。

进样时，为防止标准油中的特征气体通过变压器进油管或回油管污染变压器本体油，应首先通过调节三通阀，使标准油与变压器油色谱在线监测装置的进油口相通，出油口与大气相通（为保持环境整洁一般接废油桶），再启动在线监测装置强制油循环功能，至少三次排出残余的变压本体油，方可检测标准油。

检测时至少进行两次，并以最后一次结果为准。

五、结语
该技术不仅实现了对变压器在线监测装置的现场校验，而且配套研发了标准油注油罐、标准油样贮存袋及排油器等装置，使变压器油中溶解气体检测这项工作形成了无缝衔接。

它还可用于模拟变压器油品全封闭采样设备配制、故障状态下瓦斯气体采集系统等，可以推广使用在行业技能培训工作，例如运检人员的电气试验/化验岗位员工培训、色谱培训考证、在线色谱校验等方面。

本技术自实施以来，已经完成公司所有的70余套在线监测装置的校验工作，检测出42
套装置试验数据误差值超标，其中36套装置进行现场维修调试后重新达到运行标准，6套装置已经返厂维修，在运装置检测准确率和可靠率全部达到100%，极大提高了对电网运行的安全保障能力。

参考文献
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作者简介
崔川（19858—），男，工程师，硕士研究生学历，长期从事高电压试验方面的工作，cuichuan007@。