变压器油色谱在线监测系统的分析

变压器油色谱在线监测系统的分析
发表时间：2019-03-19T11:05:39.207Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：孙霞陈沛东谷倩倩
[导读] 摘要：随着经济和科技水平的快速发展，线监测技术又可以称为创新型监测手段，其工作原理是通过相应数据的准确提取和分析找出故障产生的原因，进而为后期的维修提供重要的依据。

(国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐市 830000)
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，线监测技术又可以称为创新型监测手段，其工作原理是通过相应数据的准确提取和分析找出故障产生的原因，进而为后期的维修提供重要的依据。

在线检测技术可以对运行中的设备进行实时的动态监测，只要设备运行中出现相应的故障，该系统可以第一时间发现并采取有效的解决措施。

并且在线监测技术能够准确测试机械设备的绝缘参数及泄露电流，保证监测结果与实际相对应，提高真实性。

因此，通过监测变压器油中溶解的故障特征气体便可以实现变压器内部故障在线实时监测。

关键词：在线油色谱；监测；技术分析；智能化
引言
随着我国社会和经济的快速发展，电力能源的重要性越发凸显出来，在日常生活和生产中对电量的需求不断增加，所以，为了满足人们的需求，国家电网也在不断发展和完善。

在科学高速发展的社会背景下，电力供应也逐渐朝智能化发展。

变压器在线油色谱监测装置便是在这一时期发展和完善。

基于此，本文对在线油色谱监测装置运行技术进行分析，希望可以对今后该装置发展有所裨益。

1概述
色谱法(Chromatography)又叫层析法、色层法，它是一种分离技术。

利用试样中各组份在色谱柱中的两相间的分配系数不同，色谱柱的两相:流动相、固定相;色谱柱中一相是不动的，叫作固定相，主要由各种色谱担体、固定液或各类吸附剂等颗粒状物质组成;另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫作流动相。

当气态的试样被载气带入色谱柱中运行时，这种利用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。

2在线油色谱装置的发展现状
变压器在线油色谱监测装置可以对电力网进行综合的把控、测量和分析，对变压器等油浸电力设备进行在线监测，并能够及时精准的反馈各种故障特征气体的浓度及变化趋势，从而对电网运行进行智能化的监控。

油色谱在线监测技术的应用至今也几十年了，这段过程中变压器在线油色谱监测装置也在不断的发展和完善，能够检测和分析的气体也越来越多。

许多相关公司推出了多种在线监测装置，这些装置各有各的长处和不足之处，都应用了先进的技术。

目前油色谱在线监测主要用到的技术有油气分离技术、混合气体分离技术及气体检测技术这三大方面。

3在线油色谱监测装置的工作流程
通过之前变压器在线油色谱监测装置在电网系统的实际应用可以表明，变压器在线油色谱监测装置在变压器的实时监控和故障检测方面可以起到很大的作用。

近几年来由于检测器技术、电气自动化技术及色谱柱技术得到了发展，所以变压器在线油色谱监测装置也更加的敏捷和准确。

在检测过程中自动化程度有所提高，使得人力更加进一步的解放出来，最显而易见的就是由数据处理器取代人工来确定基线。

变压器油色谱在线监测的基本流程是：首先通过变压器放油阀排出油，之后采集样本利用油气分离技术将气体与液体分开，然后利用混合气体分离技术将各种气体分隔开来，将各种气体导入传感单元，通过传感器等各种部件的作用输出响应浓度及含量的信号，然后输出的信号再通过转换，在存储控制模块作用下由通讯模块将数据上传至主控计算机，从而实现人机交互、专家诊断、数据处理、故障诊断、数据存储及历史数据查询等功能，从而实现对变压器的各种数据进行实时监控，使我们充分掌控变压器的运行状况。

变压器油色谱在线监测装置有以下几种特征：①油气分离效率高且较为精准，这样可以使得样品分离的气体在组成成分的检测上更加准确。

②变压器油色谱在线监测装置其数据处理更加的智能化、便捷化及自动化，提高了样品中气体检测的水平。

③变压器油色谱在线监测装置能够适应较为恶劣的检测环境，这样可以确保变压器油色谱在线监测装置在不同检测环境下检测结果的稳定性。

4在线油色谱监测装置关键技术分析
4.1在线监测故障诊断方法
用气相色谱分析法得到变压器油中气体成分及含量后，再对气体种类和含量作深层次的分析可以初步判断出当前变压器的运行状态。

通过三比值法和大卫三角形法对变压器油中气体进行诊断和分析，可以确定变压器是否存在故障隐患及隐患类型。

三值比较法源于国际电工委员会，是一种利用C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6三种气体含量比值作为诊断的依据。

气体比例范围为小于0.1、大于0.1且小于1、大于1且小于3、大于3，在范围内用气体比率代码表示，形成编码规则，然后对照三比值法与变压器的对应关系表，可以初步判断变压器状态：无故障、低能量密度的局部放电、高能量密度的局部放电、低能量的放电（火花）、高能量的放电（电弧）、低于150℃的热故障、150~300℃低温范围的过热故障、300~700℃中温范围的过热故障、高于700℃高温范围的过热故障，然后再用大卫三角形法进行补充诊断。

大卫三角形法是通过CH4、C2H4、C2H2三种故障分析诊断，对特征气体三比值法的编码规则进行进一步的补充，在三比值法初步判断故障类型的基础上，用三角形表示故障区域极限值，三种放电故障和三种热故障都能在大卫三角形中找到对应的区域，中间带为放电故障和热故障的混合区。

通过这种方法对三比值法进一步分析，精确判断故障类型，便于及时采取针对性的措施。

4.2检测器、色谱基线跟踪及谱峰识别技术
利用气相色谱法来对变压器气体进行检测时，首先要保证检测器的灵敏度较高，现如今一般采用的是广谱型半导体气体检测器，为了能够增加其灵敏度，会在该检测器上面加上纳米晶材料，我们可利用纳米晶独有的颗粒结构来提高气体的检测效率。

变压器在线油色谱监测系统中利用色谱基线跟踪来提升定量精准度，而一般色谱基线跟踪技术会采用小波变换技术，利用这种方法对基线进行提取，可以尽可能防止色谱曲线基线出现较大的漂移，从而提高基线跟踪提取的精度。

在变压器在线油色谱监测系统的谱峰识别上，现如今已经广泛采用了智能谱峰识别技术，这种技术可以在获取的色谱数据与谱图进行对比时，自动将干扰峰及数据清除，这样可以很好的提高谱峰识别的准确性。

结语
随着经济和电力行业的快速发展，变压器油色谱在线监测系统是在智能化电网以及状态检修技术的平台上发展起来的，它在电力输送
中的应用，为变压器的高效稳定运行提供了有力的保障。

随着科学技术的不断发展，变压器油色谱在线监测技术也在持续发展和完善。

它的应用使得供电公司更加的高效、经济运行，从而让人们用电更加快捷方便，进而促进社会和经济发展，由此可知这一技术未来应用前景一定更加广泛。

参考文献:
[1]朱瑞凯.电力变压器在线监测应用技术研究[D].北京：华北电力大学，2015.
[2]王维，王秋鹏.变压器油中溶解气体色谱在线监测[J].中国科技纵横，2016（7）：196~197+199.
[3]葛晖，谢红福.安徽电网变压器油中溶解气体在线监测系统的研制与建设[J].工业控制计算机，2017（7）：33~34.
[4]彭琳峰，刘小玲，周舟，等.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用与管理[J].湖南电力，2016（z1）：55~60.
［5］操敦奎．变压器油中气体分析诊断与故障检查［M］．北京:中国电力出版社，2005．
［6］江倩，张黎琳，宋蓓华．变压器油色谱在线监测在状态检修中的应用［J］．华东电力，2009，37(7):1195-1197． [7]李佳佳，王思雨.变压器油色谱在线监测在状态检修中的应用［J］．华东电力，2018.1234-1235.。