摘要：变压器是高压输送过程中一个重要的部件，变压器的平稳、高效运行对长距离输电有着至关重要的作用。随着科学技术的发展，越来越多的技术应用到变压器故障检测中，为了确保变压器可以合理、有效运行，现阶段通常利用原油中的溶解气对变压器进行故障检测。本文介绍了变压器油色谱技术的气体色谱分析法及在线监测系统组成部分，并对监测系统存在的问题进行分析与展望，希望可以对现场实践工作有一定的帮助。
关键词：变压器油色谱；在线监测；故障处理
1、引言
随着我国科学技术的不断发展，直流电输电系统也进入了发展的快车道，作为高压转换成低压的重要一环，变压器发挥着越来越重要的作用。平稳运行的变压器不仅可以提高电力转换效率，同时也可以减少人工维修成本。定期安排相关技术人员对变压器进行检测不仅可以防止变压器出现故障，而且可以确保电力系统能够平稳、安全的运转。
一般情况下，采用局部放电对变压器进行检测，指的是依靠局部放电过程中产生的脉冲信号、波、光和热，采用物理学手段进行定量描述。目前采用的最为可靠的方式是气相色谱法，气相色谱法不仅具有较高的可靠性，同时气相侧色谱法由于操作简便已广为流传，成为检测变压器时必须采用的方式。本文基于变压器油色谱检测分析法及其应用实践，阐述如何采用变压器油色谱检测法进行检测、判断变压器是否存在问题。
2、变压器油中气体色谱分析法
当变压器发生故障时，其内部会放出一定电量，变压器油中会分解出来一氧化碳、二氧化碳、氢气、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷等气体，他们当中有些气体会溶于油，与油中某些物质进行反应，可根据反应现象判断变压器存在何种故障。
变压器一旦发生故障，产生气体的组分与变压器的故障类型及损坏程度有很大关系，因此，通常通过检测变压器中气体的组分来对变压器故障进行判断。例如：（1）油过热会产生大量甲烷、乙烯气体，会伴有少许氢气、乙烷；（2）油和纸过热会产生大量甲烷、乙烯、一氧化碳、二氧化碳，会产生少许氢气、乙烷；（3）又和纸绝缘处过热会产生氢气、乙炔、一氧化碳、二氧化碳，会产生部分甲烷、乙烷、乙烯；（4）油中火花放电会产生大量的氢气、乙炔；（5）油中产生电弧会产生大量氢气、乙炔，会伴有少许甲烷、乙烷、乙烯；（6）油与纸中带电弧会产生大量氢气、乙炔、一氧化碳、二氧化碳，会产生少量甲烷、乙烷、乙烯；（7）变压器进水或者变潮会产生大量氢气。
3、在线监测系统的组成部分
在线监测系统主要有三部分组成，分别是油循环和油气分离系统、色谱分离系统、监测采集及数据传输系统。在利用变压器油色谱法进行检测时，首先，油样通过循环系统进行提取，然后进入真空机进行油气分离，将脱气后的油输送到色谱柱中进行分离、检测，最后将上述数据与结果进行分析诊断，判断变压器是否存在故障，如果存在故障，根据气体组分进行故障识别，从而尽快采取相应措施进行有效处理。
3.1 油循环和油气分离系统
在线监测的终端平台是通过油循环系统进行管理、控制，油循环系统和油气分离系统可以实现油脱气处理，因此使得输送至变压器的油不含气体，避免了变压器中油的损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统中油气分离装置不仅具有脱气时间短、脱气效果强的特点，其重复利用率非常高，节约成本的同时提高了检测效率。脱气流程为：首先利用泵抽取一定量的油，然后对油样进行抽真空处理，抽真空处理到符合脱气程度95%停止，之后把气样送入色谱分离系统。
3.2 色谱分离系统
色谱分离系统采用色谱柱将气体按照时间先后顺序进行分离、排列，没根色谱柱可实现七样气的分离。色谱分离系统通常由色谱柱构成，标准混合气体主要有一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、氢气等气体构成。
3.3 检测采集及数据传输系统设计
如果气敏传感器的材料是半导体的话，则将无法精确检测到二氧化碳的含量，那么系统将使用固体电解质进行检测与收集。
4、问题及展望
变压器油色谱在线检测过程中，最重要的一部是对油气进行有效分离，但在目前变压器油色谱在线监测问题上，仍然存在以下几个问题：（1）目前使用的高分子膜，由于其采样时间较长，因此易使测试结果与实际结果偏差很大，难以准确表述油中气体的真实含量；（2）在进行变压器设计时，一般要求变压器的寿命在三十到五十年之间，而在进行油色谱在线检测时，监测装置的寿命普遍较短，色谱柱的寿命大约两年，这与变压器的寿命差别巨大，如何进一步提高监测设备的寿命成为科技工作者研究的主要课题；（3）在监测设备中所使用的气敏传感器，其灵敏度以及监测的准确性与实验室条件相比存在一定差距，这样容易造成现场实际情况与理论不相符，在分析问题时，不仅浪费人力、物力，更重要的是降低了工作效率。
5、结论
变压器油色谱在线监测技术是一种可以连续、准备监测变压器运行状态的一种技术，虽然该技术起步较晚，但是其有着广阔的发展空间。如何进一步的延长设备的相关寿命，如何进一步使测试结果更加准确是每个科技工作者所共同关心的课题，我们不仅需要对该技术加以重视，另一方面，政府需要加大投入，只有这样，才能更好的发展变压器油色谱在线监测技术。
参考文献
[1]黄皓炜．变压器油色谱在线监测系统的应用[J]．浙江电力，2011，33(3):25－27．
[2]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．
[3]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．
[4]罗建军．基于AＲM嵌入式技术的变压器油气状态监测系统设计[J]．科技视界，2012，2(16):197－198．
[5]王昌长，李福祺．电力设备的在线检测与故障诊断[M]．北京:清华大学出版社，1996．
[6]孙才新，廖瑞金，陈伟根，等．变压器油中溶解气体的在线监测研究[J]．电工技术学报，1996，11(2):58－64．
作者简介
王波（1989.7.29）；性别：男，籍贯：山东新泰，学历：本科，毕业于吉林化工学院；现有职称：助理工程师；研究方向：变压器配套设备试验。
论文作者:王波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/23
标签：变压器论文; 色谱论文; 在线论文; 气体论文; 氢气论文; 乙烷论文; 脱气论文; 《电力设备》2017年第24期论文;