杨勇
(云南电网有限责任公司文山供电局）
摘要：电力变压器是电力系统中应用中重要的检测设备，也是电力系统安全可靠运行的一个重要保障。对电力变压器来讲，变压器油色谱检测技术对整个电力系统的供电安全性和可靠性具有深远的影响作用。基于此，需要变压器油色谱检测技术的更新和完善在电力系统中的应用实践就显得格外重要。本文就以变压器油色谱检测技术与实践为研究课题，系统的进行阐述和研究。
关键词：变压器；油色谱检测技术；电力系统
电力系统是发电、输电、配电和用电等诸多环节共同组合而成的电能生产和消费系统，它直接关系到整个区域内所有电器设备的正常运转。为了保证城市当中电力系统的稳定，避免出现供电故障，变压器油色谱检测技术的更新和完善则是必不可免的。同时，为了城市中用电人民获得更加优质、经济的电能，还需要对变压器油色谱检测技术进行具体的应用实践，对其实践结果再进行系统的评价。
变压器油色谱检测技术方法
从整个变压器的监测原理上看，现在的油中气体检测产品的在线监测大部分都是采用气相色谱法、阵列式气敏传感器法以及红外光谱法。
气相色谱检测技术
气相色谱法的检测原理是通过色谱柱中相对不通气体组成成分的亲和力差异以及载气推动下经过气体交换后，分离的气体通过检测变成电信号，之后对电信号进行采集这样就能得出色谱的出峰图，如下图所示。
根据色谱出风图当中的峰高或面积则进行气体浓度研究分析。在大部分的变压器检测产品中，基本上都是采用气相色谱法这种检测方法。但是该检测方法也并不是尽善尽美，气相色谱法在检测需要消耗大量的载气，对周围环境温度的变化异常敏感，并且在色谱柱上的周期较长。
阵列式气敏传感器检测技术
不同于气相色谱法,阵列式气敏传感器法是通过多个气敏传感器组合而成，其检测技术的原理则是根据不同传感器对不通气体的敏感度不一，并且不同气敏传感器之间还有复杂的非线性关系。对神经网络结构采用重复性的离线训练范式就可以建立起各种气体浓度和传感器之间的对应关系，从而消除气敏传感器所受到的交叉影响，这种方式和气相色谱法最大的区别是不需要进行任何的气体分离，就能达到气体检测的结果[1]。该种检测方法的缺点则是传感器的累积飘移会影响到测量的真实结果，其次反复训练的过程较为繁琐，容易出现训练错误，而且需要的样本过多，容易导致检测结果的混乱。
红外光谱检测技术
基于油解中气体分子对红外光的吸收定律，可以采用红外光谱法对气体浓度进行检测。利用红外光谱法对气体进行检测可以发现，气体浓度和光程之间存在着一种线形的关联，根据此关联信息再加上吸光度的定律就可以计算出气体的实际浓度，然后选择其中的10组气体浓度数据进行实验就可以得出其气体更迭次数的最佳数值。采用红外光谱法的优势特点是其具有较高的扫描速度以及测量准确度。其缺点则是价格较为高贵不具有经济性，不适合广泛的应用而且，红外光谱法的检测气体较多，在检测中对油蒸汽异常敏感，加大了检测的难度。
变压器油色谱检测技术分析与实践
变压器油色谱检测的脱气技术
变压器油色谱检测技术的应用是为了促进电气系统的稳定性，保障人们正常的生产和生活。在变压器油色谱检测技术中，油解中的气体浓度检测是变压器油色谱检测中的一个关键环节。针对变压器中油解气体这一环节，国外的研究更加的深入化，并且已经取得了一定的研究成果。其研究成果表明，变压器油色谱检测技术出现测量误差多数是在脱气阶段。为了改善当下的测量误差现象，国内主要是采用真空脱气法和水银真空脱气法，此外在其他检测中还采用机械脱节法等各种形式的脱气技术，从而改善当下变压器油色谱检测中出现的误差现象。随着时代的更替，越来越多的脱气技术应用到变压器油色谱检测气体浓度的分析当中[2]。通过国内外对脱气技术的通力合作，终于研究出自动全脱气的装置设备，这种设备除了能够实现油解气体的自动化脱气分离以外，还可以直接的连接在色谱仪当中，这就逐渐实现了脱气---进样---色谱分析一体化，最大限度的降低了变压器油色谱检测技术的数据误差，从而更好的确定最佳时延。
变压器油色谱检测技术的应用实践案例
云南电网变电站有500KV变电站一座，主变3台，其容量大小为500MVA；220KV的变电站有8座，主变有16台，其容量大小为2310MVA；110KV的变电站有32座，主变有59台，容量大小为2380MVA；35KV变电站3座，变压器为4台，容量大小为23.6MVA。南宁供电局所管辖的断路器为1285台，隔离开关则为2890台，
云南电网的有效运作，则是依赖于变电运行管理人员对各个变电站有效监督和管理，而保持电网的稳定运转则需要借助于变压器油色谱检测技术对变压器内的故障进行诊断以及维修，从而解决变压器运作中的内部隐患，而这些故障设备的具体维修则是变电维护管理进行负责。根据南宁电网公司的总体部署，推广期变压器油色谱检测技术，逐步的达成南宁电网设备的维修检测目标，自变电站安装之日就安装了变压器油色谱检测设备，随时随地的进行变电站的状态监测，并且根据定期的检测对变电站进行及时的维修，与此同时，变压器油色谱检测技术在具体的实践应用中也得到了不断的完善更新。例如采用变压器油色谱检测技术对220KV的变电站进行检测，该变压器油色谱检测的技术原理为通过对油解气体的成分对变压器的故障和老化程度的进行判断。气象色谱分析具有良好的气体分离性，较高的灵敏性而且其适用范围较为广泛，不会对周围的油蒸汽和湿度产生敏感反应，因此具有较高的诊断功能。在脱气技术上则是采用“鼓泡脱气技术”以及“渗透膜”脱气技术，“鼓泡脱气技术”脱气原理类似于当下色谱分析法中的机械振荡法[3]。“渗透膜”脱气技术相比于“鼓泡脱气技术”而言更加的高效快捷，它的原理是利用渗透膜的高分子透气性，就可以直接进行油解气体分离，免去了因气体分离的复杂工序，这样既能节省大量的检测时间还能减少测量误差，而且更具有经济性。以下则是变压器油色谱检测流程的示意图。
变压器油色谱检测技术的革新建议
通过以上对变压器油色谱检测技术的应用实践，可以看出当下的变压器油色谱检测技术虽然对变压器中的油解气体有一定的检测功效，但在实际的应用中还存在一些变压器油色谱检测上的缺陷，这些不足之处很容易导致测量数据的误差无法准确判断油解气体的浓度变化，这就影响了最佳时延的判断。鉴于此，还需要对变压器油色谱检由此可以计算得知，嵌入位数为5。根据计算结果得出最佳时延为5，变压器油色谱在线监测周期就可以调整为5，就可以使线监测的周期一直处在平稳的状态，进而延长变压器油色谱在线监监测装置的使用寿命，使其更具有经济性。此外，这种调整还能减少油蒸汽对油色谱柱的污染，使其具有更高的安全性能。
针对气体浓度的预警调整变压器油色谱在线监测周期
与上述案例统一选择某一电气公司的变压器油色谱在线监测装置的总烃气体的浓度数据，根据已获知的浓度数据，选择其中的前十组数据以嵌入维数为5进行分析构造，选取后两组的数据为测试集，最后进行统一化的管理，得出最佳的变压器油色谱在线监测周期动态调整结果，并根据具体的实况进行适当的调整，使得变压器油色谱在线监测周期一直处于较为稳定的状态[3]。具体如下图所示。
根据以上数据可以从图表中看出当EMAPE经历20此的更迭后发现其保持在1.28%，并在之后逐渐的趋于稳定，可以得知变压器油色谱在线监测周期动态的是在20此的更迭之后逐渐的趋于稳定。通过对总烃气体浓度数据的采集和验证，得出变压器油色谱在线监测周期动态调整应在EMAPE经历20此的更迭之后，这样总烃气体的浓度才不会过度的消耗油色谱监测装置的监测时间。同时，相空间的重构技术也应该在找出变压器油色谱在线监测周期时间序列的最佳时延τ=5，EMAPE经历20此的更迭之后进行，这样的变压器油色谱在线监测周期动态才能达到最佳效果，使其更具有一定的经济性。
结语：
综上所述，变压器油色谱在线监测周期动态变化是建立在变压器油色谱在线装测装置寿命的基础之上，并根据油色谱在线监测周期的时间序列采用相空间重构技术对其进行再次的重构，并寻找出最佳的时间延隔和嵌入维数。然而，要想达到以上目的还需要对变压器油色谱在线监测短周期的数据进行搜集分析，并且找出有规律的时间序列，然后选择较为稳定的时间序列数据进行实验，从实现中找出最佳的时延以及气体浓度的更迭次数，再进行变压器油色谱在线监测周期动态调整，才能达到最佳的调整效果，延长变压器油色谱在线监测装置的使用寿命，更具有经济性。
参考文献：
[1]梁永亮,李可军,赵建国等.变压器油色谱在线监测周期动态调整策略研究[J].中国电机工程学报,2014,(9):1446-1453.
[2]黄娟.浅谈变压器油色谱在线监测的若干问题[J].广东科技,2013,(22):63-64.
[3]何强,傅海仙.变压器油色谱在线监测数据转换探究[J].消费电子,2014,(22):102-102.
论文作者:杨勇
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/2
标签：色谱论文; 变压器论文; 在线论文; 脱气论文; 气体论文; 检测技术论文; 浓度论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;