朱荣华
云南电网有限责任公司文山供电局
摘要：为了能够提升对变压器中油中溶解气体的监督和监测的精确度，弥补传统监测方法存在的不足，本文对随动式多组分油色谱在线监测装置进行了研究开发。经设计该装置具有体积小、安装方便、可以随时拆卸等方面的优点，并且经过长期的实际运行分析，表明该装置运行状态非常的稳定，监测的数据也比较准确，满足了相关标准要求。
关键词：随动式；分油色谱；在线监测；开发
随着我国经济社会的不断发展，对电力行业的需求变得越来越迫切，很多电力系统一直处在高负荷运行状态。为了能够对电力系统中的主变压系统以及其它类型的充油电气设备进行运行状态下的监督，保证它们能够一直处在安全运行的状态下，各个电力公司一直在尝试推出各种不同监测方法，实践表明气相色谱法进行监测是非常有效的监测方法。经过研究者多年不懈的努力，终于发现多组分油色谱在线监测技术更能够对油中的分解物质进行精确监测，成为了当前最为有效的方法。
一、多组分油色谱在线监测装置原理分析
变压器油中溶解气体在线监测技术主要可以分为两大类别，其中一种是单组分在线监测技术，另外一种便是多组分在线监测技术。这两种不同的监测技术，所检测气体是有所不同的，前者监测技术主要监测的是变压器油中是否含有氢气、甲炔、微水等具有某一种特殊特征的混合气体含量，以及以这些混合气体为主的气体浓度，而后者是按照国家的相关要求，对油中溶解的气体进行分别检测，最终确定里面七种气体的含量，这七种气体分别为：氢气、一氧化碳和二氧化碳、甲炔、乙炔、乙烷、乙烯。随着我国科技的不断发展，以及对现场使用的要求，多组分监测装置得到越来越多的使用，已经成为目前的热点，因为这种监测装置所检测的气体分数量和实验室利用色谱法监测结果相同，所以这种装置也被称为多组分油色谱监测装置。多组分油色谱在线监测装置的工作原理如下所示：变压器中的油→进行油和气体分离→进行气体分离→气体检测→数据采集、记录和分析。一般的多组分监测装置都需要经过上述的几个过程，它的技术实现难度，以及产品的构造都比单组分气体在线监测装置要复杂的多，相应的它的制造成本也会高出很多。随着色谱技术以及电子信息技术的不断发展，气体分离技术已经逐渐趋于成熟，并且也具有了很好的抗干扰能力。当前在线监测装置中的关键技术主要集中在油气分离和气体检测两个方面。
二、技术特点和关键技术
（一）技术特点分析
第一、在线监测装置它对仪器的可靠性要求比较高，并且设备装置还需要能够保证长期稳定的运行；抗电磁干扰的能力要非常的强；它不允许在运行过程中出现误报警，由于装置的特殊性，决定了它不可能有专人对它进行经常的维护，设备需要自身带有自检功能。
第二、在线监测装置要尽可能靠近油流动处进行安装，保证变压器内因为故障所产生的气体能够尽快被检测。如果不能够对气体进行及时的检测，很可能等一段时间之后气体成分就会发生变化，对故障原因就会分析不准确。
第三、在线监测装置需要自身具有全自动的控制系统，并且还需要具有专门的数据分析软件，能够对监测的数据进行记录和分析，甚至还需要能够根据测试的结果，对设备状况进行全方位的判断。
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（二）关键技术
第一、油气分离技术。当前我国并没有能够直接检测变压器油中气体含量的技术，所以不管是利用在线监测技术还是借助离线监测技术，都需要将油和气体进行分离，在对气体进行测量。在变压器色谱在线监测装置中的油气分离装置，还需要能够具备自动分离、快速以及寿命长等的特点，并且进行油气分离的效率一定要高效。当前国内主要的油气分离技术主要有：真空脱气法、动态顶空法、高分子透气膜法以及载气洗脱法等。
第二、气体检测技术。在经过油气分离之后，接下来需要用到的技术就是气体检测技术，如果从检测原理上对气体检测装置所含的元件进行分类，大致可以分为三大类，分别为：热导池、气敏传感器、红外光学传感器。从工作机理上来讲，它们都是将气体含量信号，通过一定的方式转变为电信号。
三、随动式多组分油色谱在线监测装置设计
（一）装置的技术特点
随动式多组分油色谱在线监测装置和传统的监测装置相比，主要具有四个方面的创新，首先，随动式多组分在线监测装置要能够对油中的溶解气体进行多组分测量；其次，它的安装位置是经常变动的，它会根据监测的需要随时的发生变动；然后，随动式多组分在线监测装置在信号传输方面不再依靠标准接口，而是利用无线网络和控制计算机进行通信；最后，由于监测地点经常发生变换，所以这种装置连续运行时间可以适当缩短。
（二）装置技术要求
为了能够让这种装置在实际监测工作中发挥效用，就需要保证能够满足一下要求：
第一、对七种气体含量的测量精度一定要达到实验室色谱分析的要求，装置一定要保证能够安全可靠的运行。
第二、在线监测装置需要设立专门的防震设施，并且还要进行加固处理，装置由于需要经常变换安装位置，就需要装置体积要小、质量要轻。
第三、安装的时候一定要方便。可以专门配置一组能够和多组变压器相连接的油路接口，让油路连接过程更加迅速、可靠。
第四、随动式在线监测装置可以设置多种报警值，能够通过多种方式进行报警。
四、随动式多组分油色谱在线监测装置样机的应用
在样机设计制造完成之后，在某变电站的变压器上面进行了试运行。按照工作计划，对装置运行状况一直进行监测，并且根据现场的记录情况，我们了解到在变电器中安装这种装置的时候所用的时间大约为3个小时左右，其中利用一个小时固定装置的主机，一个小时用来连接油路，最后的一个小时引入电源，另外十几分钟左右的时间进行现场调试。在装置安装完成之后，回到实验室安装专门的监控工作站，进行各个方面的调试工作，并且尝试接收监测数据和进行数据分析，综合安装和试运行的全部运行所需要花费的时间，这一装置总的安装时间可以控制在一个工作日内。这种随动式在线监测装置本身体积非常的小、重量轻巧、外形也非常的美观，并且数据分析结果也非常的准确。经过了一年左右的运行，本装置运行一直都非常的稳定，从未发生过任何的问题，所测试和分析的数据也非常的准确，能够满足相关需要，所以该装置具有很强实际应用价值。
结语：
综上所述，对变压器中油中的溶解气体含量进行监测，气相色谱法不失为一种很好的监测方法，但是它有一个很大的缺点，那就是它的监测周期非常的长，并且在进行两次色谱分析的时候，如果发生故障还很难进行捕捉。油色谱在线监测技术就能够很好的弥补实验室色谱的不足，但是如果是多组分的油色谱监测装置的话，成本费用又会非常的昂贵，鉴于此本为特意提出了随动式多组分监测装置的开发理念，并且经过实践证明，这种装置能够满足预期的目标，是一种切实可行的研究方向。
参考文献：
[1]陈霄.基于光纤传感技术的油浸式电力变压器状态多参量在线检测研究[D].山东大学，2012.
[2]张勇.基于油中溶解气体分析的变压器在线监测与故障诊断[D].华北电力大学，2014.
[3]范婷.变压器油中溶解气体分析的应用[D].山东大学，2013.
论文作者:朱荣华
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：在线论文; 装置论文; 气体论文; 色谱论文; 多组论文; 技术论文; 变压器论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;