变压器油色谱在线监测装置的研究与应用
变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果
变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果【摘要】变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，在变压器故障和诊断中单靠电气试验方法往往很难发现某些特殊局部部位的故障和发热隐患，色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。
本文论述了变压器故障诊断及色谱分析诊断的原理，阐述了MGA2000—6系统的工作原理和技术特点及应用情况。
【关键词】在线监测变压器绝缘油色谱分析1引言在现代电气设备的运行和维护中，变压器是电力系统的主要设备之一，因结构复杂，影响安全运行的因素较多。
变压器在线监测系统通过油色谱分析、微水分析、温度的热效应等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题。
与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，信息量的处理和识别依靠有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。
2变压器故障诊断变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，对检测结果进行综合分析和评判，根据DL/T596—2005《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目，各种介质损耗因数的测量作为作为设备状态诊断和检测项目的关键具有重要意义。
目前，电力系统中采用了大量的充油电气设备，采用电气试验的方法对电气设备的绝缘情况进行检测是一个有效的方法。
由于有一些设备的早期潜伏或局部故障，如变压器铁心多点接地，变压器内部线圈轻微匝间短路和比较轻微的放电等故障，受试验条件所限，采用电气试验的方法常常检测不出来，但是，如果采用色谱分析方法，对这些设备的绝缘油中溶解的气体进行检测分析，就可以检测出设备故障的所在。
色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。
色谱分析检测技术能在设备不断电的环境中进行，受外界其它电气环境影响很小，可以定期临测设备的运行状态，保证设备安全运行，还可以连续跟踪有疑问和有故障的设备，并且能分析故障的进一步发展情况。
变压器油色谱在线检测装置概述及在方家山核电站的应用
变压器油色谱在线检测装置概述及在方家山核电站的应用汤杰【摘要】变压器的安全运行是核电站平稳发电的保证。
变压器油色谱在线检测装置是利用油中色谱分析原理（定性，定量分析溶于变压器油中的气体来实现）来检测变压器的潜伏性故障，而对判断充油设备电器内部故障有价值的气体，即氢气，甲烷，乙烷，乙炔，乙烯，一氧化碳，二氧化碳等称为特征气体。
本文对现在市场上主要的在线监测设备原理及运行效果进行了简单的总结。
根据方家山核电调试及运行阶段遇到的问题，对方家山核电所使用在线检测设备给出了运行评价，希望能给相关从业人员一定的参考。
%The safe operation of transformer is the assurance of smooth plant power generation. Transformer oil chromatogram on-line detection device is the use of oil chromatographic analysis principle (qualitative and quantitative analysis of the gases dissolved in transformer oil) to detect transformer latent fault. For judging oil-filled equipment electrical internal fault valuable gas, hydrogen, methane, ethane and acetylene, ethylene and carbon monoxide, carbon dioxide and other gases called characteristics. Now in the market, the author of this paper is mainly the online monitoring principle and effect has carried on the brief summary. According to some problems in Fang jia shan nuclear commissioning and operation stages, I gave my evaluations to Fang jia shan nuclear power plant by using the online testing equipment, hoping it can give certain reference related professionals.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2016(023)008【总页数】3页(P73-75)【关键词】特征气体;在线监测;运行评价【作者】汤杰【作者单位】中核核电运行管理有限公司，浙江海盐 314300【正文语种】中文【中图分类】T变压器油色谱在线检测系统可在线监测运行设备，准确发现变压器内部的缺陷并通过数据反映缺陷的变化情况。
变压器油色谱在线监测系统的应用分析
变压器油色谱在线监测系统的应用分析变压器油色谱在线监测系统是一种用于监测变压器油中化学成分变化的技术。
它通过分析变压器油中的气体和溶质，可以及时检测到变压器内部故障或异常情况，提前采取维修或更换的措施，从而保证变压器的正常运行。
下面将对变压器油色谱在线监测系统的应用进行分析。
首先，变压器油色谱在线监测系统可以实现实时监测。
传统的变压器油检测方法通常需要将油样送至实验室进行分析，时间周期较长，无法及时获得检测结果。
而变压器油色谱在线监测系统可以直接在变压器设备内部进行监测，实时获取数据，并通过报警系统提醒运维人员。
这样可以及时掌握变压器工作情况，减少故障的发生。
其次，变压器油色谱在线监测系统可以实现多种故障的检测。
变压器内部可能存在多种故障，如放电、过热、短路等。
这些故障会导致油中的气体和溶质成分发生变化，通过变压器油色谱在线监测系统的分析，可以判断出故障类型和严重程度。
同时，系统还可以对油样中的微量故障进行检测，提前发现潜在的问题，避免严重故障的发生。
另外，变压器油色谱在线监测系统具有较高的准确性和可靠性。
该系统使用先进的色谱分析技术，可以对油样中的不同成分进行定量和定性分析，准确判断其含量。
同时，系统采用高灵敏度的传感器，可以检测到很低浓度的气体和溶质，提高了故障的检测率。
此外，系统还可以对油样进行连续监测，实时跟踪变压器油的变化情况，帮助判断问题的严重程度。
此外，变压器油色谱在线监测系统具有自动化和智能化的特点。
系统通过传感器实时采集数据，并通过数据处理和分析算法进行判断和预测。
系统还可以与变压器智能监控系统进行联动，实现故障的自动诊断和报警。
这大大降低了运维人员的工作负担，提高了监测的效率和准确性。
最后，变压器油色谱在线监测系统的应用有助于延长变压器的使用寿命。
通过及时检测变压器油中的化学成分变化，可以避免油中污染物的积累和变压器内部故障的进一步发展，延长变压器的寿命。
同时，系统还可以提供变压器的工作状态和油质情况的统计数据，供运维人员参考和分析，优化变压器的使用和维护方案。
变压器油色谱在线监测系统的应用
变压器油色谱在线监测系统的应用发布时间：2022-10-14T01:14:18.730Z 来源：《科技新时代》2022年8期作者：潘云[导读] 在电力系统运行压力不断增加的大背景下，潘云贵州电网有限责任公司凯里供电局贵州凯里556000摘要：在电力系统运行压力不断增加的大背景下，对于保障电力系统的安全与稳定成为了当前线路维护与管理的重点问题，特别是在变压器的调控过程中，需要通过油色谱监测方式来规避线路故障问题，在提升电路负载与容量的同时有力地提升了变压器调压输配的稳定性。
本文将分析变压器油色谱在线检测系统的运行原理和优势，讨论其应用过程当中的技术要点。
关键词：变压器；油色谱；在线监测系统引言：随着社会经济的不断发展，电力事业也在迅猛进步，特别是在供电的安全性与稳定性上有了一定的技术性突破。
在进行输配线路的变压器故障分析过程中，通过油液气体的色谱分析方式可以较好地获取其运行信息和故障情况，是许多电力系统当中必不可少的模块之一。
一、变压器油色谱在线监测系统的运行概述在电力资源应用不断扩张与发展的影响之下，对于线路当中的变压器监测是保障其运行安全与稳定的重要前提，特别是在一些石油化工等电力资源消耗较大的行业当中，会通过开展油色谱在线监测的方式来分析变压器设备的运行状态。
油色谱在线监测系统在运行过程中主要是依靠进行气体采集、分析和监控等方式来进行色谱图的绘制，其中变压器的油液会直接同如刀其题材及设备当中，经过有效萃取来获得其中溶解的气体部分，确保了色谱图绘制的精准可靠。
在进行色谱柱信息转换时实现了气体向电信号的过程，这也和变压器的故障分析与检测形成了有效的连接，帮助技术人员有效掌握变压器故障的实时信息。
二、变压器油色谱在线监测系统的应用优势分析（一）信息分析全面由于在变压器的油液当中可以溶解许多种不同类型的特征性气体，在通过采集器进行萃取、捕捉的过程中可以更加全面地进行变压器运行信息的分析，最终形成的色谱图也更加可靠。
变压器油色谱在线监测装置的应用与运维管理
变压器油色谱在线监测装置的应用与运维管理摘要：变压器作为供电企业生的核心设备系统，保证生产工作顺利开展的关键所在。
而变压器油色谱则是变压器运行中判断电力设备是否存在安全隐患、保证系统运行安全的关键仪器，在线监测装置更是其系统运行的关键所在。
本文从变压器油色谱在线监测装置实际应用着手，对其应用价值进行深入剖析，总结其基本结构组成以及应用特征，以此为基础，对其运维管理策略展开全面研究，为新时期的电力企业安全建设提高保障。
关键词：变压器油色谱；在线监测装置；应用；运维管理变压器油色谱在线监测装置是基于现代自动化技术系统以及信息技术研究而出的实时监测系统工具，能够实现对充油电力设备运行状态以及运行隐患的实时监测，以降低充油电力设备的故障发生概率，保证其系统运行稳定，为电力企业生产发展安全提供监测保障。
随着时代自动控制技术的逐渐发展完善，变压器油色谱在线监测装置也成为了变压器系统结构的重要组成部分。
一、变压器油色谱在线监测装置的应用价值变压器油色谱仪是以色谱法为原理，对变压器有种溶解气体的组分含量加以测定，以此判断电力企业充油电力设备运行状态，是否存在过热、放电等故障问题或者故障隐患的安全仪器，对于电力企业的安全生产发展有着重要意义。
而在线监测装置则是利用现代自动控制技术、信息技术以及通信技术共同构成的系统监测装置，能够实现对电力企业生产中电力系统运行状态的实时监测，这对于电力企业生产发展有着重要价值[1]。
首先，经济价值。
变压器油色谱作为对充油电力设备故障监控的主要手段，一旦变压器充油电力设备发生故障，就容易造成电力系统安全故障发生，不仅会增加电力企业的设备维护成本，更会由于电网系统安全问题导致更大的无形经济损失。
而通过在线监测装置的使用，就能够在充油电力设备的运行过程中，采集其的运行数据信息及其气体组分信息，一旦充油电力设备运行状态发生变化，就能够及时进行系统预警，避免充油电力设备故障发生，以此降低电力企业经济成本的损耗。
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析摘要：变压器是电力源系统中非常重要的部分，其正常使用可确保电力源的安全运行。
社会经济的进步对家庭和工业用电的供电设备提出了更高的要求。
变压器作为电力源的重要组成部分，必须升级和改进变压器技术。
同时，在电力运行过程中，有关人员应保障对变压器的维护和检查，尤其要注意变压器油能技术试验，并利用检查结果来明确目前的运行情况。
以数据的形式及时检查变压器的状态，防止严重事故的发生。
关键词：电力；变压器；色谱1 变压器油属性简介从化学角度看，变压器油是一种衍生自石油的产品，其主要化学成分是芳族不饱和烃和烷烃，可以用作优良的矿物油。
变压器油的密度非常低，因此可以有效分离以去除沉积物中的杂质，但是与密度相比，变压器油通常在140℃以上具有很高的闪点。
同时，为了满足变压器的日常运行条件，变压器油的粘度必须适度，粘度太小会散热不均，而粘度太大会降低闪点。
在正常氧化条件下，正常运行中，变压器油中的水溶性酸通常高于4.2。
我国现行运行的变压器油标准为GB/T 7595—2008，变压器油的类型通常根据油的倾点进行分类。
例如，所使用的变压器油包括10号、25号和45号。
根据加油设备的类型，可以选择IEC60296∶2003变压器和开关矿物绝缘油等标准。
无论选择哪种标准，取决于电压水平，新油的击穿电压必须大于35～60 k V范围内的相应值。
2 变压器油性能变化对变压器的影响2.1 化学性质的变化酸性物质，无论是改变p H值的酸性物质还是增加变压器油中水分的酸性物质，都可能对设备造成重大影响，从而可能导致设备损坏。
如果酸值超过0.1，则最好停止使用设备并进行系统维护，以减少对设备的损坏；如果p H值低于0.4，则变压器油中可能会有很多不溶性杂质，安全效果也各不相同[1]。
2.2 电气性能的变化通常情况下，大多数新的变压器油纯度高，介质损耗很小（小于0.01%）。
随着变压器工作时间的不断增加，由于各种因素（例如水分，杂质和中等程度的损坏），变压器油的质量将逐渐提高。
油色谱分析法在变压器油油质监督中的应用
油色谱分析法在变压器油油质监督中的应用发布时间：2023-02-23T03:29:14.248Z 来源：《工程管理前沿》2022年19期作者：刘艳芳孙志宇[导读] 随着电能需求的增加，电网结构变得越来越庞杂。
刘艳芳孙志宇内蒙古超高压供电公司内蒙古呼和浩特市 010000摘要：随着电能需求的增加，电网结构变得越来越庞杂。
大部分中小型电厂也已经加入到大电网当中，导致电网的运行难度提高。
变压器是保证电网正常运行的重要设备，变压器的运行和维护被广泛关注。
变压器油质量是影响变压器工作质量的主要因素之一，变压器油质量的有效控制至关重要，油色谱分析法是变压器质量控制的最有效方法之一。
关键词：油色谱分析法;变压器;油质监督;运行故障;应用形式电力结构近年来成倍增长，随着设备运行时间的延长，变压器油会出现一系列的化学变化，出现故障时，主要由于油中气体的变化，其特点更加明显。
因此变压器油的质量控制和溶解气体对于及时检测变压器可能出现的故障尤为重要。
有关专业人员利用油色谱分析并解决变压器可能出现的内部故障，以确保电网设备稳定运行，提高电网的安全性。
一、变压器油类型及基本功能1.类型。
变压器油是指适用于电抗器、变压器、套管、互感器等充油电气设备中，起冷却和绝缘作用的一种绝缘油品。
是石油提炼的分馏产物，油号主要为10、25和45号。
2.基本功能。
变压器油的主要功能是:功能绝缘的绝缘强度高于空气，当油浸变压器充满绝缘油时，可通过增加纤维绝缘和油隙来提高设备绝缘性能。
散热功能:变压器运行所产生的热量转移到油中，并通过对流或强制的油道通过冷却器和罐壁分布以完成传热。
执行信息载体功能：它反映了基于介质效应的气体含量变化。
运维人员获取信息，以评估可能的故障。
变压器油分离空气和水，可与铁芯、线圈和其他相关内部设备接触使用，以避免受潮。
二、油色谱分析法在变压器油质监督中的具体分析1.变压器油分析。
某些变压器的分析包括油气样品中氢、甲烷、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳。
变压器油色谱在线监测装置的研究与应用
变压器油色谱在线监测装置的研究与应用摘要：变压器是电力系统中最重要的设备之一。
变压器油溶解产生气体成分、含量和产气率，可以反映变压器绝缘老化或故障程度，已经成为电力部门应用相对成熟、有效、广泛的方法之一。
但是实验室色谱检测手段存在一定的局限性，一是检测周期较长，二是对需要跟踪分析其发展状况和产气增长速率的大型变压器不能连续监测，难以捕捉两次色谱分析之间发生的故障，对发展较快的故障不能充分掌握其发展，且实验室气相色谱检测结果分散性较大。
因此引入了变压器油色谱在线技术。
本文主要阐述了色谱在线监测装置分类及原理，并简要分析了色谱在线监测装置的应用，希望能够给有关人士提供一些参考内容，以促进变压器的正常运行。
关键词：变压器；油色谱；在线监测装置；应用1色谱在线监测装置分类目前，国内外现有的变压器油中溶解气体在线监测装置按测试对象的不同可以分为两类：一类是：检测单组分氢气和可燃气体含量。
一般使用渗透膜进行油气分离，气皿元件做传感器，该装置只能作为故障的初期警报，不是真正意义上的色谱在线。
优点是脱气方式简单，对氢气平衡快，对烃类气体平衡慢。
缺点是油气分离平衡周期长，需十几到几十个小时，渗透膜一般安装在油路不循环的死油区，容易造成故障监测滞后。
二类是：检测多组份含量在线色谱。
可以测量4—7种组份的含量，一般采用动态顶空脱气法或用空气做载气的中空纤维膜渗透法等。
其特点是流程简单，时间短，脱气率高，可实现多组分的精确定量，灵敏度高，能达到接近实验室色谱的灵敏度和准确度。
2色谱在线监测装置的原理一般情况下，油浸变压器内的油纸绝缘材料在热和电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳和一氧化碳等气体，图1是绝缘油故障特征气体产生机理。
若存在潜伏性过热和放电故障时，不同气体会随着故障的严重程度产生的量不同，它们大部分溶于油中。
色谱在线装置就是通过检测油样中故障气体含量及产气速率来判断变压器是否存在故障。
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析发布时间：2023-03-06T02:23:10.666Z 来源：《工程管理前沿》2022年第20期作者：孙志宇刘艳芳[导读] 变压器的安全运行对电力系统至关重要孙志宇刘艳芳内蒙古超高压供电公司内蒙古呼和浩特市 010000摘要：变压器的安全运行对电力系统至关重要，必须防止和减少变压器故障和事故。
但是变压器运行后可能会出现故障和事故，变压器油色谱在线监测能够及时检测其潜在故障，变压器控制安全运行。
油色谱在线监测装置在变压器故障只有运行正常且正确数据时分析才能正确。
为有效避免变压器故障，保证了安全持久的运行，本文详细描述和分析了油色谱在线监测装置的故障。
关键词：电力变压器；油色谱；线监测装置变压器是发电的重要工具，特别是在内部故障无法事先检测和处理的紧急情况下。
油中异常的气体含量往往会造成灾难性后果。
油色谱分析技术能够快速分析和评估电气设备中的潜在干扰，不同的故障导致气体成分和气体量不同，同一故障类型导致的气体数量取决于故障严重性。
变压器故障在一定程度上油气体含量反映了其性质，如绝缘老化，并可作为变压器故障状态的指标，用以确定变压器故障的类型、严重程度和位置。
一、现状分析1.电网检修络状态的智能管理。
近年来，智能变电站日益扩散，任务变得越来越复杂。
根据我国电网公司的要求，进一步提高了用户的供电可靠性。
变电站无人值守是66KV及上电压。
传统的每周、每月、每季度和临时检测过程再也不能满足智能电网维护测试。
改进油色谱监督和管理，确保充油运行的可控、能控、在控，在新形势下油色谱试验新的挑战提出。
变压器在线监测装置在油色谱试验促进应用，改进其在线过程结构监测，支持状态检修。
2.传统的长期测试方法效率低。
传统的测试方法要求将现场采集的油样品送回实验室进行测试。
耗时的工作、分析和数据收集、长试验周期、应急处理不足以及故障原因；变压器油色谱在线监测应用提高生产率，省下维护成本提高质量，应用新技术是基于取代传统运行模式的先进管理实践，鼓励员工工作，提高诊断故障的准确性二、油色谱在线监测装置应用情况分析以下气体成分的主要目的是O2，了解N2的脱气程度和密封率，明显存在严重H2降低氮气饱和度，了解热源温度或局部放电或湿度，C2H6和C2H4、C2H2温度，无热分解CO2确定是否存在固体绝缘，确定固体绝缘老化或高温；通过观察上述气体和数值分析主变压器的运行状态。
主变压器油色谱分析应用研究
主变压器油色谱分析应用研究佛山市地铁运营有限公司 528000摘要：作为我国城市公共交通的重点发展方向，地铁在城市公共交通中有着重要的地位。
其中，电力变压器是地铁供电系统中最主要的设备之一，主变压器的正常运行是整个地铁供电系统能够安全运行的保障。
因此，主变压器的运行状态诊断与绝缘故障在线监测技术的作用越来越重要。
变压器油色谱分析技术通过对变压器油中溶解气体成分浓度的监测来反映变压器的运行状态。
本文先从变压器油老化机理方面进行阐述。
油浸式变压器使用的绝缘结构是油-纸绝缘结构，当存在潜伏性故障或者内部故障的时候，变压器油以及有机绝缘材料会老化并产生相应的特征气体，不同类型的故障对应于不同的特征气体成分与浓度。
然后分析了油色谱在线监测装置的工作原理。
关键词：变压器；油色谱分析（一）研究背景与意义110kV三相三绕组油浸式有载调压变压器是地铁主变电所的主要设备之一，一旦发生故障会给地铁运营带来严重影响，因此保证地铁主变压器的安全运行是保证地铁供电系统稳定运行的前提。
油浸式变压器,主要通过交流变压器油的循环系统进行散热。
在热能和电场的共同作用下,电力变压器油和绝缘材料中会生成少量的烃族气体和二氧化碳、一氧化碳等废气。
这些气体大部分溶解在油中，但在潜伏性过热或放电故障的情况下，这些气体的产生速率会加快。
当故障发展到一定程度，产气量大于气体溶解量时，一部分气体将进入气体继电器。
变压器内部故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重程度有密切关系。
因此，为了确保充油电气设备的安全运行，需要在线实时监测主变压器运行过程中变压器油的各项理化、电气性能，并确保变压器油的质量标准满足安全运行要求。
油色谱分析技术能够对变压器油中溶解气体进行分析，从而诊断运行中的变压器内部是否正常。
通过及时发现变压器内部存在的潜伏性故障，能够为设备状态检修提供技术支持。
该方法的优点是不需要停电就可进行检测，为变压器状态检修提供了重要的技术支持。
变压器加装油色谱在线监测系统可行性研究报告
项目名称：变压器加装油色谱在线监测系统项目单位：XX电业局编制单位：2011 年 11 月 11 日一．工程概述1.1 编制依据依据国家电网公司•变电设备在线监测系统技术导则‣要求，基于在线监测技术的发展水平、在线监测系统应用效果以及变电设备重要程度，在线监测系统配臵原则为750 千伏及以上电压等级油浸式变压器、电抗器应配臵油中溶解气体在线监测装臵；± 400 千伏及以上电压等级换流变压器、 500 千伏油浸式变压器应配臵油中溶解气体在线监测装臵； 500 千伏（ 330 千伏）电抗器、 330 千伏、 220 千伏油浸式变压器宜配臵油中溶解气体在线监测装臵；对于 110 千伏（ 66 千伏）电压等级油浸式变压器（电抗器）存在以下情况之一的宜配臵油中溶解气体在线监测装臵：①存在潜伏性绝缘缺陷；②存在严重家族性绝缘缺陷；③运行时间超过 15 年；④运行位臵特别重要。
根据此配臵原则的规定作出XX电业局变压器加装油色谱在线监测系统可行性报告。
1.2 工程现状目前X电业局所辖的220kV老满城变电站1#、3#主变、米泉变电站1#、2#主变、三宫变电站1#、2#、3#主变、头屯河变电站1#、2#主变、八户梁变电站1#、2#主变、龙岗变1#、2#主变、钢东变电站1#、2#、3#、4#主变；110kV 北京变1#、2#主变、旭日变2#主变需要加装变压器油色谱在线监测系统总计19台。
1.3 项目预期目标、依据及经济技术原则1.3.1项目预期目标大型变压器是整个发供电系统重要核心的设备，其安全运行至关重要，由于大型变压器设计、制造、材料质量和运行等诸多方面的原因，设备的恶性故障时有发生，严重影响了电网的安全稳定运行。
变压器油色谱在线监测系统，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现了对大型变压器内部运行状态的在线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况，弥补了试验室色谱分析的不足，为保证变压器的安全经济运行和状态检修提供了技术支持，是保证变压器及电网系统安全经济运行的重要手段，可以给电力行业带来巨大的经济效益和社会效益。
电力变压器的光声光谱油色谱在线监测
摘要：本文介绍了电力变压器光声光谱和油色谱两种在线监测技术原理,并介绍了这两种在线监测技术相关的诊断方法,关键词：变压器油色谱光声光谱在线监测0引言变压器是电网系统的核心设备之一,它的运行状态对系统安全具有重要影响;随着对变压器运行维护要求的不断提高,变压器故障在线诊断技术的研究工作得到了越来越多的关注;近年来,随着电力变压器在线监测技术得到迅速发展,加上计算机技术和通信技术使得电力变压器检测数据可以及时的处理与传输,并得到实时的运行状态数据,令在线监测技术成功应用于实际的工程中去;然而,由于检测技术尚有一定的局限性,以及电力变压器内部故障存在的复杂性,当前应用中的在线监测系统的可靠性和稳定性仍显不足;本文着重分析了电力变压器的光声光谱和油色谱在线监测技术,阐述了两种技术的原理,以及相应的诊断方法等;1两种在线监测技术原理变压器是电力系统中的重要设备之一 ,其安全运行状态直接关系到系统的安全稳定;油浸电力变压器在正常运行中和发生故障后,在热、电的作用下,其绝缘油及有机绝缘材料会分解出H2,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2等气体,这些气体可用于判断故障类型及故障部位;对特定油中溶解气体进行定性定量分析,可以直观、高效地预判出电力变压器的潜伏故障;1.1电力变压器光声光谱在线监测原理1.1.1光声光谱技术光声光谱Photo-acoustic spectrometry 技术是基于光声效应来检测吸收物体积分数的一种光谱技术;该技术的优势为：①可实现非接触性检测,对气体无消耗；②无需分离气体,不同气体的成分和含量可直接通过光谱分析确定；③各器件的性能稳定,可实现在长期使用中免维护；④能够对气体吸收光能的大小进行直接测量,且比傅里叶红外光谱技术灵敏度更高；⑤测量的精度高,范围广,同时检测速度快,具有重复性和再现性;一般情况下,多数气体分子的无辐射跃迁主要处于红外波段,因而光声光谱技术对气体的定性定量分析,是通过对气体对相应于特征吸收峰的特定波长红外光的吸收量的测量来实现的;1.1.2光声光谱应用于油中溶解气体检测在特定波长红外光的照射下,气体分子由基态跃迁至激发态,由于处于激发态的分子与处于基态的分子相互碰撞,经过无辐射弛豫过程,气体吸收的光能转变为分子间的动能,进而增强分子间的碰撞,造成气体温度的升高;在气体体积一定的条件下,气体压力随着温度的升高而增大;如果对光源的频率进行调制,分子动能便会随调制频率发生同样的周期性变化,从而引发气体温度和压强也随之周期性变化;在此过程中会产生周期性变化的压力波,可以利用微音器对其进行感应,并以电信号的模式输出;气体无辐射弛豫传能过程所需时间决定于气体各组成部分的化学和物理性质;气体分子由激发态的振动动能经无辐射弛豫转变为分子碰撞的平动动能的时间,远小于光的调制周期,所以一般不考虑传能过程所用的时间;此时,光的调制相位即为光声信号的相位,光声信号强度同气体的体积分数及光的强度成正比;当光的强度一定,气体的体积分数可由分析光声信号的强度得出;在故障气体的分子红外吸收光谱中图1,有不同化合物分子特征谱线交叠重合的现象,因此应选择相对独立的特征频谱区域,从而避免检测过程中不同气体间发生干扰,以满足检测要求;图1 故障气体分子红外吸收光谱图1.1.3在线监测单元工作原理图2演示了光声光谱技术应用于在线监测装置中的原理;通过抛物面反射镜将光源聚焦,形成入射光;入射光的频率通过转动速率恒定的调制盘后,其频率得到调制,然后由一组滤光片进行分光,只有某一特定波长可以通过,滤光片的允许通过波长,同光声室内某特定气体的吸收波长相对应;波长经过调制后的红外线,在声光室内对某特定气体分子,以调制频率进行反复激发;气体分子被激发后,以辐射或非辐射的方式回到基态;就非辐射驰豫过程而言,分子动能体系能量转化结果为分子动能,从而导致局部气体温度升高,在密闭光声室内引发周期性机械压力波,随后由微音器对其进行检测;在此原理过程中,调制频率确定了光吸收激发的声波的频率,可吸收该窄带光谱的特征气体的体积分数体现于声波的强度,因此,通过明确气体体积与声波强度的定量关系,就可以得出气池中各气体准确的体积分数;在上述过程中,通过更换不同滤光片,就可以明确光声室内气体的种类以及相应的体积份数;图2 光声光谱在线监测装置原理简图1.2电力变压器油色谱在线监测原理分析电力变压器绝缘油中溶解气体的组分含量,是大型变压器故障诊断的最有效的方法之一;传统的实验室油色谱分析有周期长、从取样到运送测量环节多等缺点,而在线监测技术很好地弥补了这个缺点,能够在线持续地测量变压器油中的气体情况、长期储存测量结果、提供变压器某一时间段的油中气体的趋势,对于及时发现变压器潜伏性故障,避免发生电力系统重大事故有重要作用;目前,国内外生产的变压器油色谱在线监测设备大体分为2类：一种是监测某种单独气体或以某种气体为主的几种气体综合浓度的单组分油色谱在线监测设备；一种是测量油中多种气体的多组分油色谱在线监测设备;1.2.1色谱简介色谱是一种分离技术,当这种分离技术应用于分析化学领域中,就是色谱分析;它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的,叫做固定相；另一相则是推动混合物流过固定相的流体,叫做流动相;当流动相中所含有的混合物经过固定相时,就会与固定相发生相互作用;由于各组分在性质与结构上的不同,相互作用的大小强弱也有差异;因此在同一推动力的作用下不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出;这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术,称为色谱分离技术或色谱法;色谱法有许多化学分析法无可与之比拟的优点：1 选择性好,分离效能高;2 速度快;用几分钟或几十分钟就可完成一项含有几个或几十个组分的样品分析；3 样品用量少;对气体样品一般只须 1～3ml 甚至更少,即可完成一个全分析；4 灵敏度高;通常样品中有十万分之几或百万分之几的杂质也能很容易地鉴别出来；5 适用范围广;作为色谱流动相的有气体或液体;当用液体为流动相时,称为液相色谱：当用气体为流动相时,称为气相色谱;对色谱固定相而言,也有两种状态：即固体吸附剂和在固体担体上载有液体的固定相;综合两相的状态,可把色谱进一步分为四类：气固色谱、气液色谱、液液色谱、液固色谱;1.1.1气相色谱法气相色谱法是目前多组分在线监测设备中最常用的气体检测方法,也是目前发展最为成熟的方法;它与实验室油色谱原理相同,通过色谱柱中的固定相对不同气体组分的亲和力不同,在载气推动下,经过充分的交换,不同组分得到了分离；分离后的气体通过检测转换成电信号,经A/D采集后获得气体组分的色谱出峰图,根据组分峰高或面积进行浓度定量;目前常用的经分离的混合气体进行气体含量检测的传感器主要有热导式传感器TCD、氢焰离子化传感器FID和半导体传感器等;在这几种传感器中,FID传感器由于需要氢气作为载气,在线设备安装现场条件很难满足,故很少采用;因此,目前在线监测设备较常采用的是TCD和半导体传感器;在TCD传感器和半导体传感器中,TCD传感器测量精度较半导体传感器低,但测量的线性度却比半导体传感器好,检测速度也较半导体传感器快;2两种在线监测技术诊断方法1.1光声光谱在线监测诊断方法1.1.1基于光声光谱法的变压器在线检测系统的结构设计根据光声光谱法的检测原理,基于光声光谱法的变压器在线监测系统主要由油气分离模块,光声模块,信号处理模块,油路及气路系统,PLC 控制模块,计算机通信及故障诊断模块等构成;文献3给出了4种设计方案;这四套系统具有共同的运作流程,即首先从变压器中提取少量油样,流入到油气分离室内,然后经过油气分离室的油气分离处理后将分离出来的气体导入到光声腔内,同时在气体循环泵的循环抽动下,使得故障气体在光声腔与油气分离室间循环流动,同时用微音器监测故障气体里的各种气体成分的含量,微音器检测到的信号首先经过差分放大处理后然后再输入到锁相放大器里进行锁相放大,从噪声中提取出微弱的有用信号,然后将信号经过数据采集卡输入到计算机中去,进一步对故障的类型进行诊断;四套系统的区分就在光声模块的不同;图3 结构设计图方案一在线式应用如图3a所示,其光声模块图中虚线框的主要特征在于,一个波长覆盖 1-20μm 的带球面反射镜的红外光源,6 个滤光片的特征波长分别为对应变压器油中溶解的 6 中故障气体的特征吸收波长,即μm,μm,μm,μm,μm,μm;将他们分别嵌套在一个滤光盘上,这个光盘的中轴将与一台步进电机相连接,并且可以在步进电机的带动下旋转,而机械斩波器在另一台步进电机的驱动下工作;光声腔则采用差分式的,各个部件的连接方式如图所示;基本工作原理为：红外光源发出的红外光,首先经过滤光片滤光,选出与某种故障气体成分相对应的红外光,然后在机械斩光器的调制作用下将连续的红外光变为断续的红外光,经过透镜将红外光会聚成更小的光斑,然后射入到光声腔的谐振管内,整个装置涉及到的机械结构偏多,控制较复杂,引入的干扰也更多,体积也偏大,但是由于其成本低廉,技术相对成熟,从而成为目前现有光声光谱技术应用的首选;方案二如图3b所示,调制采用电源直接调制,即设计一个频率脉冲发生器,然后在该频率脉冲电源的作用下使得光源与直流电源不断地接通与关断,从而实现红外光源的脉冲调制;但是,滤光片还是不可省去,仍然需要将红外光源经过滤光片分光,并提取出所需波长的红外光,经透镜聚集后射入到光声腔的谐振管中;由于这个光源独特的工作特性,导致可以采用直接的电源调制光信号,从而可以让我们省去机械斩波器的设计,一方面可以减少机械振动噪声的干扰,另一方面使得控制更加简单,只需要设计对应的一个频率发生器即可,控制精度相对有了进一步的提高,成本又可以降低一些;然而,这种方案所存在的问题是：首先由于光源自身特性所决定的,在这种工作方式下,光源的调制频率不能太高,不超过 100Hz,由于该型号光源的调制深度随着电源调制频率的增加而衰减;而且,这种调制方式下,红外光源的寿命相对较短,从而造成整套故障检测系统的寿命的缩短;方案三如图3c所示,采用可调谐级联反馈式二极管激光器,此时,我们则可以将上述方案中的单一红外光源替换为对应 6 个不同波长的二极管激光器,这样就省去了机械斩光器和滤光片,机械结构从而大大简化;将 6 个激光器固定在一起,然后将它们与光纤准直器相连,通过光纤准直器,可以将各个二极管激光器所发出的红外光准直到光声腔中;调制则采用电源直接调制,并且专门设计时序切换开关,在 6 个管子之间切换;由于省去了机械斩光器和滤光片的机械结构,一方面大大缩小了光声模块的体积,另一方面大大抑制了机械噪声的干扰,同时由于二极管激光器的高单色性等优良特征,使得检测精度也得到了进一步的提高;然而唯一的不足是：成本相对较高,由于目前激光器的价格很昂贵,从而导致整套设备下来的成本的提高,但是它的优良特性必然是今后光声光谱设备发展的趋势;方案四如图3d所示,是基于微机械化MEMS光声传感器和近红外激光二极管的在线式电力变压器故障监测系统;前三种方案中的光声传感器的体积相对第四种 MEMS 光声传感器都比较大;半导体微机械技术的快速发展,为光声传感器的设计指引了方向,那就是 MEMS 化;采用 MEMS 化的光声传感器可以批量生产,降低成本,同时由于其更小的体积,更有利于提高检测精度,同时采用 MEMS 化,我们甚至可以将红外激光光源,微音器以及光声腔三者有机结合在一起;美国麻省理工采用半导体激光器作为红外光源,通过微机械技术加工制成微型光声腔,同时实现了对微量气体成分的检测,检测灵敏度可达 10ppm.同时制作了金属黄铜腔体,并且利用实验数据比较分析了两者的优缺点;具体结构如图所示;具体结构设计为,去掉机械斩光器,去掉滤光片,去掉激光合束器,将每一个 MEMS 光声腔都镶嵌一个对应波长的红外激光二极管,并且将二者集成化;将混合气体依次通入每个 MEMS 光声腔,从而完成各种气体浓度含量的实时监测;由于,明显少去了复杂的机械调制措施,光声模块整体的体积和重量也大大减小,更方便于安装和应用;1.1.2油气分离装置图4 油气分离装置结构示意图文献3给出了一种油气分离装置的结构示意图;该油气分离装置的基本工作过程为：①抽真空：首先,关闭注油阀,关闭回油阀和回油泵,开启气体止回阀1,2,同时关闭电磁阀1,开启电磁阀2,同时启动真空泵,开始抽取气体排出到外界空气中去,形成一个负压的环境;②注油：关闭回油泵和回油止回阀以及气体止回阀,开启注油阀,向油气分离室中注油,同时经过流量控制器进行计量,当注入的油量达到一定量时,关闭注油电磁阀,作为油位高度的后备保护,我们还在油气分离室 1/3 高度处设置有油位液面传感器,当油位高度达到这个高度时,将触发传感器,强制关闭注油电磁阀,停止注油;③振荡脱气：启动超声振荡器,气体止回阀1,2,开启电磁阀1,关闭电磁阀2,启动真空泵用作气体循环泵,同时将脱好的气体输入到被检测光声腔内;④回油：当脱气检测完毕时,关闭气体止回阀1,2,关闭真空泵,关闭超声换能器,开启回油阀,开启回油泵,将已经脱气完毕的油注回到变压器中去;回油完毕后,就相当于一次脱气过程完毕;质量控制阀,可以控制气体的流量速度,为了更好的满足光声腔对该气体的检测效果,一般将气流速度限制为 20ml/min;1.1.3光声池的设计4光声光谱检测系统中,光声池作为光声信号的信号源,是系统中最为关键的部分,其特性很大程度上决定了系统的分辨力、信噪比和检测极限等关键性能;不同形式的光声池具有不同的特点;①非谐振气体光声池如果入射光均匀的分布于整个光声腔中,调制频率ω低于腔体的最低阶的简正频率时,光声池就工作在非谐振状态,这时池内的光声信号几乎是同相的;非谐振式气体光声池结构简单,体积较小,调制频率低,在仪器小型化时具有自己的优势,但信噪比较低,且不能对流动状态的试样进行检测;②谐振气体光声池当入射光的调制频率ω正好等于光声腔的某一谐振频率时,光声池工作在此谐振模式;谐振式光声池的原理是声波在腔体中传输,通过调制光源照射频率使其与声波在腔室中传播的本征频率重合形成共振,这样可以将光声信号进行共振放大;在谐振光声池中,对声波进行放大可以采用两种方式;一种是基于赫姆霍兹Helmholtz共振原理,使用共振腔放大光声效应激发出的声波；基于Helmholtz共振原理设计的光声池称为Helmholtz光声池,它一般由一根细长圆柱形管道连接两个不同体积的空腔组成;Helmholtz光声池工作时,光束透过下端空腔端面的窗口片入射到空腔中,以激发起光声效应,而微音器则安装于上端空腔,以检测气体的压力变化;Helmholtz光声池的主要优点是,只要简单地改变管道的面积和长度,共振频率便有相当大的变化,适当地设计管道的大小,即可获得总气体体积较小而 Q 值相当高Q~100的共振条件;但是由于管道中气体振子的摆动幅度很小,Helmholtz光声池对光声信号的放大能力有限;另一种放大声波的方式是：通过合理设计光声池,使光声效应产生的声波在光声池中形成驻波,利用驻波放大作用使光声信号得到共振增强,在此称这类光声池为空腔式光声池;空腔式共振光声池具有以下优点：1光声池的共振频率一般在1kHz以上,因此,随着光声池共振频率的升高,系统的低频噪声将显着降低；2声场在光声池中呈简正模式分布,因而可以将气体的进出口设置在声波波节处,以减弱气体流动对声场的干扰,这就解决了非共振光声池不能检测流动气体的问题；3利用光强分布I r ,ω和简正模式Pjr之间的耦合关系,可以增强光声信号并抑制噪声信号,从而提高系统的信噪比;1.1.4锁相放大器图5锁相放大器结构示意图锁相放大器的基本结构如图所示,包括信号通道、参考通道、相敏检测器phase-sensitive detection, PSD和低通滤波器Low-pass filter,LPF等;信号通道由低噪声前置放大器、各种特性的无源或有源滤波器、宽带放大器等部分组成；它的作用是对调制正弦信号输入进行交流放大,将微弱信号放大到足以推动相敏检测器工作的电平,并且滤除部分干扰和噪声,以提高相敏检测的动态范围;参考通道是锁相放大器区别于一般放大器的一个重要组成部分,它的主要作用是对参考输入进行放大或衰减,为相敏检测器提取被测信号的频率特征提供一个适合幅度的与被测信号频率相关同步的信号;参考输入一般是等幅正弦信号或方波开关信号,它可以是从外部输入的某种周期信号,也可以是系统内原来用于调制的载波信号或用于斩波的信号;相敏检测器又称相关解调器,它是锁相放大器的核心单元;相敏检测器是基于互相关检测原理,利用噪声信号与周期信号不存在相关性的特点,通过直接计算待检信号与参考信号在零点的相关值的方法来抑制噪声并提取有效信号;在原理上,相敏检测器相当于一个乘法器和积分器的组合;低通滤波器的主要作用是改善锁相放大器的信噪比,其时间常数RC 越大,锁相放大器的通频带宽越窄,抑制噪声的能力越强;1.2油色谱分析诊断方法1.2.1油色谱法在线监测系统基本结构图6油色谱法在线监测系统结构示意图系统的基本工作原理是：油气分离单元安装在变压器放油阀上,油中的故障气体通过透气膜进入气室;载气把气室中的故障气体吹入色谱仪中进行检测,气体检测器输出模拟信号；数据采集板把模拟信号变成数字信号,进行处理后,把数字量传送给工作站中的在线监测信息系统；在线监测信息系统对数据作进一步的运算,并根据处理结果进行故障诊断;1.2.2电力变压器油色谱分析诊断方法电力变压器油色谱分析诊断方法主要有三比值法、气体组分分析法、TD 法、四比值法、模糊理论法、神经网络法和专家系统法等5;1.2.2.1气体组分谱图法该种方法实质是一种直观的表现形式;将变压器每次的油色谱数据分别画在直角坐标系上;纵坐标表示各种气体的浓度比或浓度百分比,横坐标表示气体组分;利用这个图形,有助于确定故障类别;图7气体图形法故障例图1.2.2.2TD图法这种方法是基于三比值编码;当变压器内部存在高温过热和放电性故障时,绝大部分的C2H4/ C2H6>3,则选择三比值中的其余两项构成直角坐标系,以CH4/H2作为纵坐标,C2H2/ C2H4作为横坐标,形成TD分析判断图;该方法主要用于判断是过热故障还是放电故障;图8 一台 220kV 变压器油色谱分析结果的 TD 图1.2.2.3总烃安伏曲线法本方法仅仅适用于过热故障;按变电运行日志提供的电流、电压数据,得到每日变压器电源电压、电流的平均值,再加上每日的总烃含量为纵坐标,日期为横坐标,三条曲线进行分析判断,可以得出过热故障发生在导电回路还是非导电回路;判断依据为：1、取油样较为密集时,当 C1+C2 曲线的变化形式与电压曲线的相近时,为磁路故障；与电流曲线相近时,为电路故障,其中甲烷简写为 C1、乙烷、乙烯、乙炔简写为 C2；2、若电压升高,C1+C2 上升速度加快,电压降低,C1+C2 上升或下降速度变缓此时与电流关系不大,则为磁路故障；3、若电流增大,C1+C2 上升速度加快,电流降低,C1+C2 上升或下降速度变缓此时与电压关系不大,则为电路故障；4、特别注意电压与电流变压趋势差别比较大时,C1+C2 的变化;这是判断的关键,在发生此类情况时,进行重新取油样进行离线试验;在使用过程中,也有一定的注意事项：1、故障点可能出现缓慢发展,且受产气规律、油运行方式的影响,色谱试验存在一定的误差；2、取样不少于 3 次；3、精确计算平均值,作图时要尽量将单位长度线段取长,便于比较；4、此方法仅适用于过热型主变本体故障回路的判断；5、适用该方法进行故障判断后,还要进一步进行电气试验;1.2.2.4四比值法四比值法是将五种特征气体两两相除,得到四个数据编码,编码与判断结果如下：图9四比值法编码表。
关于变压器绝缘油色谱在线监测装置应用的探讨
关于变压器绝缘油色谱在线监测装置应用的探讨摘要：本文主要讲述了变压器绝缘油色谱在线监测装置的结构特点，以及绝缘油中溶解气体的主要来源，并对一起变压器绝缘油油中溶解气体色谱异常情况进行了案例分析，可供维修人员进行参考。
关键词：电力变压器；油色谱；监测技术前言：目前，变压器绝缘油色谱在线监测装置是一种应用愈来愈广泛的绝缘油油中溶解气体在线监测设备。
但是普遍存在一些缺陷，例如购置费用较高、检测设备灵敏度较低等。
因此本文分析了绝缘油中溶解气体的来源，绝缘油色谱在线监测装置的原理和结构特点，并对一起总烃超标的案例进行了分析，证明了变压器绝缘油色谱在线监测装置对变压器安全稳定运行具有一定现实意义。
1油色谱在线监测的基本原理依据国内外现有变压器油中溶解气体的在线监测装置普遍特点，得到了变压器油中溶解气体在线监测装置的原理图，如图１所示。
启动测量时，气体的分离阀门首先由控制装置启动，静置一段时间之后，便将气体样本通入阀门中，在这个时间段便能完成电路运行、测量等。
随后，便要关闭自动阀门，机器需处于待机状态。
此指令由ＣＰＵ发出，控制工作由继电器完成，确保装置的速度。
变压器油中溶解气体的检测单元主要有：油气分离单元、气体检测气体单元、数据处理单元、数据分析单元、以及控制系统。
图１变压器油中溶解气体在线监测装置原理图2研究在线监测装置的核心技术2.1油气分离单元的原理变压器油是由不同分子量的碳氢化合物组成的混合物，一旦变压器发生故障或潜伏性故障，就会在变压器内部相应部位周围产生特征气体。
根据特征气体的组成与含量可以尽早的发现变压器内部的异常状况。
一般来说，故障越严重的位置，所产生的特征气体的成分越复杂。
不同的外部条件下会产生不同的动态平衡，此时合理分离混合气体十分重要。
油气分离一般采用膜分离技术，在此过程中，高分子膜的选择是十分关键的。
实际操作中，常常会使用渗透系数较大的高分子膜。
生产过程中，使用的油气检测设备分为分离气体部位和检测气体部位。
油色谱在线监测装置在换流站中的应用及运维管理
油色谱在线监测装置在换流站中的应用及运维管理摘要：特高压变电站变压器、换流变、高抗等注油设备众多，变压器油作为绝缘和散热介质，在运行过程中，变压器油和设备中的绝缘材料在电场与磁场的作用下，会逐渐老化和分解，产生一氧化碳、二氧化碳、氢气以及少量低分子烃类等气体，并溶解于绝缘油中。
当存在隐患或者故障时，这些气体会迅速产生，通过油色谱在线监测系统的定期检测，运行人员可根据微小的气体含量变化以及新增的气体，来判断设备的运行状况，并结合带电检测等手段合密切监视气体发展情况，做好综合分析处理。
本文通过对油色谱在线监测技术的分析和它在换流站中的应用，结合油色谱在线监测装置运行过程中出现的问题，提出有效的改进方案，使换流站能更加安全稳定的运行。
关键词：特高压换流站；油色谱；在线监测装置1油色谱在线监测原理变压器油色谱在线监测系统是指在不影响变压器运行的条件下，对其安全运行状况进行连续或定时自动监测的系统。
变压器油色谱在线监测系统主要分为单组分、多组分气体在线监测两大类，目前使用较多的是多组分气体在线监测。
1.1系统组成变压器油色谱在线监测系统由在线色谱监测柜（内带10L载气钢瓶）、后台监控主机、油色谱在线分析及故障诊断专家系统软件、变压器阀门接口组件以及不锈钢油管几部分组成；主要包含了气体采集模块、气体分离模块、气体检测及数据采集模块、图谱分析模块等。
1.2工作原理气体采集模块实现变压器油气分离的功能。
在气体分离模块中，气体流经色谱柱后实现多种气体的分离，分离后的气体在色谱检测系统中实现由化学信号到电信号的转变。
气体信号由数据采集模块采集后通过通讯口上传给后台监控系统，该系统能进行色谱图的分析计算，并根据集体标定数据自动计算出每种气体的浓度值。
故障诊断系统根据气体浓度值，用软件系统内的变压器故障诊断算法自动诊断出变压器运行状态，如发现异常，系统能诊断出变压器内部故障类型并给出维修建议。
2换流器状态检修的必要价值2.1换流器的基本特征从结构角度来讲，换流器本身与普通电力变压器在结构上表现相同，但是其运行过程会受到换流器所造成的非线性影响，所以容易出现漏抗、谐波、绝缘、直流偏磁、调压试验等多方面问题，导致自身与普通电力变压器也呈现出某些不同之处，具体可以总结归纳以下6点：第一，在限制阀臂以及直流母线短路中的短路电流过程中，其短路阻抗必须较大才能保证换流器正常运行。
探究变压器油色谱在线技术及应用
探究变压器油色谱在线技术及应用摘要：变压器是电网稳定运行的关键环节之一，而对变压器油进行分析可以及时发现变压器的运行异常故障，从而针对性的采取措施及时消除故障隐患，保障电网稳定运行。
本文从变压器的故障机理、变压器油色谱分析在线技术入手，研究了变压器各类故障的油色谱诊断原理和方法，并结合实际案例对变压器油色谱在线技术进行了应用案例分析，为变压器稳定运行提供可借鉴的参考内容。
关键词：变压器；油色谱分析；在线技术引言我国经济的飞速发展离不开能源的供给，其中电网的稳定运行对电能的稳定供给起着重要的作用。
其中变电站的变压器是电网可靠运行的关键[1]。
故需要对变电站的变压器稳定运行开展研究，本文从变压器的故障提前辨识入手，通过油色谱在线技术的应用，提前预判变压器的问题，并通过案例检验在线监测设备检测对照故障判断的准确度，从而为变压器故障的快速诊断、保障变压器的长久稳定运行提供可靠的方法。
1变压器故障机理目前在电网中主要应用的变压器类型为油浸式变压器，由铁芯、绝缘材料、油箱、绕组和变压器油共同组成，其中绕组和铁芯作为核心元件，整体浸泡在变压器油中，变压器油是由芳香烃、环烷烃等烃类物质组成的混合物，起到绝缘、、烃类等异常气体，为通过冷却的作用，一旦出现放电、发热等故障，会出现H2色谱分析诊断变压器故障提供了技术基础。
1.1故障致因及类型1.11变压器故障致因概况目前常见的变压器故障致因主要有以下三种[2]：1、本质设计和制造致因变压器在最初设计选材时，没有选用质量较好的硅钢片或纸板等品牌材料，在变压器制造过程中，制造精度不够、加工技术不良，造成铁芯耗损、绕组防潮密封不足，影响了变压器的质量。
2、安装维保不到位致因变压器安装不规范，保护零部件失效，长期运行变压器油外漏或流通不畅影响了整体降温效果，维护保养时没有执行到位，易出现变压器长期满载、高负荷带病运行，最终出现故障。
3、偶发故障致因由于电路突然异常放电、偶发极端恶劣天气、地震等不可抗拒的外因，以及部分绝缘区域的材质寿命超期老化导致短路等情况，导致变压器突发故障。
变压器油色谱在线监测装置的应用
变压器油色谱在线监测装置的应用摘要：通过对油色谱载气量监测系统的改造，实现对载气瓶中的载气余量进行监测，并将监测数据上传至监控主站。
这样可以避免因载气欠压导致装置掉线，进而影响在线率指标。
通过提前了解载气剩余情况，可以计划性地进行换气，并制定载气批量更换计划，从而避免油色谱设备出现无气告警和工作中断的情况。
油色谱载气量监测系统的应用对提高在线率、预防设备中断以及解决设备死机问题具有重要意义，为变电站的运行和维护提供了便利。
关键词：在线监测；变压器；油色谱引言电力变压器在电力系统中承担着变换电能的任务，变压器能否正常工作，直接影响电网的稳定运行。
随着运行电压的不断提高，电力的需求逐渐增加，油色谱技术也在不断改进，目前通过提取变压器油中溶解的气体，利用气相色谱分析是分析确定变压器内部故障类型的重要手段。
在智能化电网的背景下，开始逐步推广在线监测油色谱技术，但是由于无法对装置的载气量进行监控，若不在运维周期时开展现场运维，运维人员无法提前发现载气欠压，导致装置掉线的缺陷频发，影响在线率指标，随着现代科技的快速发展以及远程传输处理器的引入，在线监测装置正不断更新换代，大部分变电站已经实现了安装试运行，是智能化电网的初步展示。
1色谱在线监测装置的分类当下处理变压器油溶解气体的监测装置主要分为两种。
一种为监测单组分氢气及可燃气体含量的传统色谱装置，多采用渗透膜实现油气分离，以气敏元件作为核心传感器，该装置可对故障作初期警报，且装置脱气简单，可快速平衡氢气。
但是该装置也有一定不足，其油气分离的平衡时间较长，往往需要10～100h，并不能实现真正的色谱在线监测。
如渗透膜位于油路不循环的死油位置，容易导致故障监测严重滞后。
另一种为监测多组分气体含量的在线色谱装置，采用此装置可对4～7种组分的气体含量详细测试，测试采用动态顶空脱气法，也可利用空气为载气实现中空纤维膜渗透。
采用该装置，整体操作流程简单，对操作环境及技术要求不高，脱气效率高、耗费时间较短，可达到传统实验室色谱装置的灵敏度、准确度。
变压器油色谱在线监测方法研究
（一）油气分析法
什么是油气分离方法？油气分离是指将变压器中的气体从油中给抽离出来，目前我国主要的油气分离技术有三种，即是薄膜透气法、顶空脱气法和抽取真空取气法。首先是薄膜透气法，这种方法是以气体的扩散为原理，然后在使用的时候只能渗透气体分子而不能渗透油的高分子膜，并利用膜两侧（变压器油和气室）气体压力的特点（不平衡性），将气体自动从油中向气室中扩散，最终实现油气分离。其次是顶空脱气法。顶空脱气法的主要是油样进入脱气模块以后，把载气通入油中，并在持续的气流吹扫下，将样品中的组分随载气而逸出，并通过装有吸附剂的装置进行浓缩，最后在又切换阀将捕集器中的组分切换到色谱柱中完成分离。最后是抽取真空取气法，它的缺点就是是积存在波纹管空隙中的残油很难排除出去。
一、变压器油色谱在线监测的发展现状分析
首先就是在单组份的在线监测设备中。单组份在线监测设备在监测的过程中是不能够及时的反映出故障的类型的，尤其是检测的气体是氢气的时候，单组份的在线监测设备是无法判断设备中是否存在故障问题的，当然也就无法判断故障的类型。可是这是什么原理呢？虽然对于氢气来说，大部分都是由电气缺陷和油品高温裂解而产生的，而且在变压器在运行中，金属材质也会吸附一定量的氢，然后才会在设备工作的过程中进行很好的扩散，这个时候单组份在线监测设备就会出现误报警的情况发生，最终导致在线监测的准确性降低；其次，关于多组份的在线监测设备分析。多组份的在线监测设备时可以进行多重分析的，而二氧化碳是在多组份检测设备中非常重要的指标。对检测的过程和结果都是非常重要的，起着关键性的因素。最后再根据氢气的变化，最终就能准确的分析出设备是否存在故障的问题，以便能够及时的预防生产过程中发生的事故，并及时的做到维修设备处理。
二、变压器油色谱在线监测系统的原理分析
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析李雨恩
电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析李雨恩发布时间：2021-10-25T08:13:44.601Z 来源：《电力设备》2021年第7期作者：李雨恩[导读] 主变油色谱在线监测装置对变压器油中气体含量进行实时监测，将监测数据进行分析，最终将分析结果通过通信装置反馈到后台，智能评估变压器内故障缺陷，保障变压器安全运行的高效辅助装置。
其关键技术已成熟，油色谱在线监测装置已大量投入使用，但很少有文献探讨过在线监测装置在使用中存在的故障情况，本文油色谱装置中传感器的有效性评估，探讨了传感器故障导致不同类型的数据问题。
李雨恩（重庆鼎兴电力工程有限公司重庆 400039）摘要：主变油色谱在线监测装置对变压器油中气体含量进行实时监测，将监测数据进行分析，最终将分析结果通过通信装置反馈到后台，智能评估变压器内故障缺陷，保障变压器安全运行的高效辅助装置。
其关键技术已成熟，油色谱在线监测装置已大量投入使用，但很少有文献探讨过在线监测装置在使用中存在的故障情况，本文油色谱装置中传感器的有效性评估，探讨了传感器故障导致不同类型的数据问题。
关键词：电力变压器；油色谱；在线监测；应用1变压器油色谱在线监测原理某电站500kV变压器采用强迫油循环水冷却方式。
油型为新疆克拉玛依25号变压器油，油重22T。
油色谱在线监测装置采用mt6000系统，由主站系统、现场监测单元和通信系统组成。
现场监测单元是变压器油中溶解气体在线监测系统的核心部分，主要由油循环、真空除气、气体取样、组分气体分离、气体检测、数据采集、数据处理、专家诊断和通信协议组成；采用真空脱气法从变压器油中提取故障特征气体（氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙炔和乙烷），用气相色谱法监测特征气体的成分和含量。
该系统的主要功能是定期监测变压器的特征气体和总烃含量，实时分析和诊断变压器的工作状态。
同时依托在线监测数据平台，提供浓度、相对产气量、绝对产气量等数据的查询，并提供列表、单组分显示、多组分同时显示、直方图、大卫三角形、三比值立方图、趋势图等，等进行分析。
油色谱在线监测装置准确性校验方法的研究
油色谱在线监测装置准确性校验方法的研究摘要：变压器内部故障诊断的重要手段就是变压器油中溶解气体分析，油色谱在线监测装置可以监测油中溶解故障特征气体的浓度及变化趋势，文中分析油色谱在线监测装置数据准确的必要性，根据传统校验方法提出一种智能数据准确性校验方法，以保证装置数据的准确性。
关键词：在线监测；油中溶解气体分析；校验方法引言在多数变压器中，绝缘油与绝缘油纸都是主要的绝缘材料，并在过热及放电的作用下，会发生老化现象、分解现象，产生低分子婭类气体。
这些烘类气体无论是在组成上，还是在含量上都与变压器的故障有着密不可分的联系。
在变压器运行过程中，对产生的不同气体含量进行实时监测，能够及时解决变压器内部存在的故障，从而提升变压器运行的稳定性与可鼎性。
因此，必须做好在线监测装置的应用。
结合个人的实践匚作经验，对在线监测系统的实际组成与基本原理展开粗浅的探讨，提出变压器故障诊断中在线监测装置的应用。
1变压器故障类型判断⑴特征气体法:特征气体法判断故障类型的原理是各种故障类型与生成的气体之间的联系，只要检测出各特征气体的比重就能判断出故障类型及故障发生部位的方法.例如检测到氢气含量很高而引发的故障时，此时一般为绝缘油中有潮湿气体或者水混入;若是碳氢化合物含量很高时，表示故障部位是在固体绝缘物质部分，因为碳氢化合物主要是山于绝缘部位故障所分解产生的气体.严重时变压器内部可能出现电弧放电现象。
（2）浓度谱图法:使用各类气体主导的故障类型用图形直观给出，能看出气体变化趋势下故障类型的变化趋势，把各气体用直线链接得到的图形来判断故障类型.①电弧放电:线圈层间短路、线圈导线熔断、开关接头飞弧、循环电流引起弧光放电。
②C2H2、CH4主导型:线圈短路，分接开关级间电弧放电。
③C2H 4主导型:导电部分接触不良，当发展到部分放电或电弧放电时，H2和C2H2比率增大.例如:开关接触不良、接头部分松脱、绝缘损伤、多点接地等。
（3）综合判断和相应的技术措施在检测变压器故障类型时，仅仅使用单一的一种方法如特征气体法或者浓度图谱法都不能够准确得出结论，需要结合设备运行时间和检修过程综合概括，这样有利于准确定位故障类型及部位。
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变压器油色谱在线监测装置的研究与应用
发表时间：2019-07-08T09:23:11.133Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：皇剑冯程
[导读] 摘要：变压器是电力系统中最重要的设备之一。
（云南电网有限责任公司玉溪供电局云南玉溪 653100）
摘要：变压器是电力系统中最重要的设备之一。
变压器油溶解产生气体成分、含量和产气率，可以反映变压器绝缘老化或故障程度，已经成为电力部门应用相对成熟、有效、广泛的方法之一。
但是实验室色谱检测手段存在一定的局限性，一是检测周期较长，二是对需要跟踪分析其发展状况和产气增长速率的大型变压器不能连续监测，难以捕捉两次色谱分析之间发生的故障，对发展较快的故障不能充分掌握其发展，且实验室气相色谱检测结果分散性较大。
因此引入了变压器油色谱在线技术。
本文主要阐述了色谱在线监测装置分类及原理，并简要分析了色谱在线监测装置的应用，希望能够给有关人士提供一些参考内容，以促进变压器的正常运行。
关键词：变压器；油色谱；在线监测装置；应用
1色谱在线监测装置分类
目前，国内外现有的变压器油中溶解气体在线监测装置按测试对象的不同可以分为两类：一类是：检测单组分氢气和可燃气体含量。
一般使用渗透膜进行油气分离，气皿元件做传感器，该装置只能作为故障的初期警报，不是真正意义上的色谱在线。
优点是脱气方式简单，对氢气平衡快，对烃类气体平衡慢。
缺点是油气分离平衡周期长，需十几到几十个小时，渗透膜一般安装在油路不循环的死油区，容易造成故障监测滞后。
二类是：检测多组份含量在线色谱。
可以测量4—7种组份的含量，一般采用动态顶空脱气法或用空气做载气的中空纤维膜渗透法等。
其特点是流程简单，时间短，脱气率高，可实现多组分的精确定量，灵敏度高，能达到接近实验室色谱的灵敏度和准确度。
2色谱在线监测装置的原理
一般情况下，油浸变压器内的油纸绝缘材料在热和电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳和一氧化碳等气体，图1是绝缘油故障特征气体产生机理。
若存在潜伏性过热和放电故障时，不同气体会随着故障的严重程度产生的量不同，它们大部分溶于油中。
色谱在线装置就是通过检测油样中故障气体含量及产气速率来判断变压器是否存在故障。
国内大部分油色谱在线监测装置主要由五大部分组成：油气分离、组份分离、气体检测、数据处理及传输、专家诊断。
装置先从变压器中提取油样，然后通过某种脱气方式进行油气分离，将脱出的气体通过色谱柱再进行组分分离，分离后的气体一次被气体检测器检测出，再进行数据处理转换成气体含量，最后通过专家诊断判断变压器是否出现故障。
其中，油气分离和组分分离部分是色谱装置的核心所在。
2.1油分离技术
脱气的好坏直接影响到对变压器内特征气体检测的有效性。
变压器油色谱在线监测系统的油气分离装置要求能够自动、高效地分离出溶解在变压器油中的微量故障气体，而且要求寿命长、无污染且不消耗变压器油。
目前主要的脱气方法分为薄膜渗透法、动态顶空脱气法和真空脱气法，实验室主要应用振荡脱气法，而在线监测设备主要应用后几种方式。
图1绝缘油故障特征气体产生机理
2.1.1薄膜渗透法
利用一些合成材料薄膜的透气性，使油中气体通过此膜透析到气体室里，当渗透时间足够长，气室中的浓度就会达到平衡，通过检测气室中的气体组分浓度，就可以根据平衡方程计算出油中所含气体浓度。
这种薄膜容易老化，而且达到平衡的时间较长，一般需24h以上，不能满足实际需要。
2.1.2真空脱气法
在恒温状态下，将油气分离装置抽为真空，然后将油样导入脱气装置，在气泵作用下对油样进行鼓泡，待油中气体浓度与气相浓度达到平衡时，停止鼓泡。
该方法的优点是脱气率高、重复性好，不消耗，不污染变压器油，油气分离速度较快，可以实现连续脱气，对不同浓度变压器油真空鼓泡所得浓度相对偏差及与机械振荡所得浓度的相对误差均在10%以内。
宁波理工的油色谱在线监测装置使用了这种技术，能够在20分钟内完成一次高效脱气过程。
2.1.3动态顶空脱气法
动态顶空脱气法的原理是油样进入脱气模块后，把载气通入油中，在持续的气流吹扫下，样品中的组分随载气逸出，并通过一个装有吸附剂的捕集装置进行浓缩，在一定吹扫时间之后，样品中的组分全部或定量进入捕集器，由切换阀将捕集器中的组分迅速切换到色谱柱中进行分离。
这种分离技术具有脱气速度快（一般仅需15～30分钟）、效率高、重复性好等优点，但油样与气样之间没有隔离，脱出的气样中会含有少量的油蒸汽，从而造成对色谱柱的污染，降低色谱柱的使用寿命。
2.2组分分离技术
组分分离是一种高效的物理分离技术，即色谱法，是利用样品中各组分在流动相和固定相中分配系数不同而进行分离的。
组分分离由色谱柱来完成，固定相装在色谱柱中，流动相是能够使油气分离出来的气体进入色谱柱的载气，当两相作相对运动时，气体各组分在两相间进行反复多次分配，分配系数小的组分先流出色谱柱，分配系数大的后流出色谱柱，这样当流经一定柱长后各组分得到分离，通过传感器检测出各组分气体含量。
色谱柱组分分离的好坏则影响到各种特征气体含量测量的准确度。
3色谱在线监测装置的应用
3.1安装简便
在线监测装置安装只需预先做一个地基将仪器放置上面，再通上电源，预留下油路管道即可。
一台仪器的安装与调试只需半天就可完
成，耗时较短，且变压器无需停电。
3.2油路连接
将变压器的放油阀更换成由阀体和截止阀组成的取样阀，安装好之后既可以通过截止阀给色谱在线提供油样，又可以通过前部的放油口的位置进行全密封取样，以供给实验室进行其它项目的分析。
从变压器底部采样，中部回油，且每次运行前进行一次油路循环，避免对死油进行分析而造成分析的误差及故障监测的滞后
4结语
总而言之，变压器油色谱在线监测装置已经广泛投入使用，以实时监测变压器的运行情况，但实际应用情况并不那么理想，还存在很多装置准确性和装置故障影响正常生产的众多问题。
在以后，还需要有关人员对相关方面的内容进行深探讨和研究。
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作者简介：
皇剑（1988.01），男，云南玉溪人.单位：云南电网有限责任公司玉溪供电局，研究方向：电力设备化学试验方向。