摘要：随着电力企业的不断发展，油色谱在国内的应用也断增多，技术也随之成熟完善。油色谱的在线监测根据油气分离与监测方法不同可分为：气相色谱法、光声光谱法、红外线光谱法、燃料电池发，其中气相色谱法是国内应用最广泛、最完善的技术。通过不同的技术方法将油中溶解的气体进行离线或者在线含量分析，根据气体各组分的含量来判断设备中隐藏的缺陷。
关键词：变压器；油色谱；在线监测
1油色谱在线监测系统工作原理
变压器油色谱在线监测系统，首先油样采集单元采集油气分离后的故障特性气体；通过载气把混合故障气体载入色谱柱，色谱柱把故障特性气体分离；分离的气体依顺序进入气体传感器；气敏传感器按出峰顺序对故障特性气体，H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO2等分别检测，并转换成电信号；采集单元完成数据的转换和采集，并对采集到的数据进行存储、计算和分析，得到故障气体各组份及总烃含量，并通过以太网传至数据处理服务器，后台故障诊断专家系统对变压器油色谱数据进行综合分析诊断，完成变压器故障的判定。
2变压器油色谱在线监测系统组成与功能
2.1变压器油色谱在线监测系统组成
油色谱在线监测系统由色谱分析模块、通信模块、电源模块及后台监控工作站等组成，如图1所示。绝缘油色谱分析模块：油气分离单元，气体检测单元，控制单元等。完成变压器绝缘油样采集、油气分离、自动取样、组份分离、组份检测等工作。载气装置把样本气体组分，通过流动性气体载入色谱柱进行分离。油气分离单元采用色谱柱高效、快速分离出变压器油中的溶解气体；气体检测单元采用微桥式检测器，流速稳定、体积小灵敏度高，与实验室内色谱分析水平相近。通信模块：完成数据及控制指令的传输功能。
图1
2.2变压器油色谱在线监测系统功能
电力变压器油色谱在线监测系统功能如下。完成变压器油色谱分析仪的数据采集。报警功能，超阈值范围报警。故障诊断，依据《GB/T 7252—2001变压器油中溶解气体分析与判断导则》，完成故障诊断。数据综合应用，基于变压器基本信息及对应的变压器油色谱数据的数据库管理系统，为变压器的状态分析积累数据。应用功能的分析流程如图2所示。
图2
3变压器油色谱在线监测系统的应用实例
某水电站3号主变曾安装了某理工监测设备有限公司的MGA2000-6系列变压器色谱在线监测系统，此监测系统主要是用来在线监测变压器等充油式高压设备油中溶解的故障特征气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6）的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息。该色谱在线监测系统分析周期短，分析周期可调（最短分析周期可设为1小时1次），适合色谱跟踪分析。通过比较油色谱数据，我们可以发现，在线油色谱数据变化情况基本等同于离线油色谱数据变化情况，但是，从数据绝对值方面来说，二者之间存在着显著的差别。除此之外，在在线油色谱数据中，具备良好的连续性与稳定性，能够将变压器的健康情况正确表现出来。在变压器油色谱在线监测系统中，不单单能够对油色谱数据的变化情况，开展实时监控工作，还能够开展数据分析与故障诊断等工作，在对变压器故障类型进行判定的过程中，应用最为普遍的故障诊断方法包括三种，即改良三比值法、立方体图示法、大卫三角形法，利用这三种故障诊断方法，分析并诊断某变电所1号主变的油色谱在线监测数据。通过利用这三种诊断方法，均得出在某水电站3号主变出现了油中热故障特征气体组份含量、乙炔组份含量增长中过热故障，为了对判断结果的精确性进行验证，运用改良三比值法，计算离线油色谱数据，计算结果也表明确实存在着中过热故障，该结果与在线油色谱数据三种诊断方法结果相同，所以，可以保障油色谱在线监测故障诊断功能的精确性。
4存在的问题分析
4.1载气管理
通常情况下，变压器油色谱在线监测系统的载气源都是高纯氮气瓶。由于钢瓶中所存储的氮气量有限，经过一段时间的使用后，就会出现高纯氮气使用完毕或欠压情况，很难继续开展检测工作，无法保障在线监测系统检测功能的连续性。在各次的检测工作中，所花费的高纯氮气量基本不会发生变化，高纯氮气瓶具有固定的含气量，利用相关计算，就能够将一瓶高纯氮气使用时间估算出来，通过对气瓶更换时间进行记录，可以提前一至二周对气瓶进行更换，确保系统运行的连续性与稳定性。在场地允许的情况下，为了缩减气瓶的更换次数，可以对大容量的高纯氮气瓶进行运用。
4.2仪器标定
无论是在线色谱仪，还是离线色谱仪，都应当定期开展标定工作。应用范围最为广泛的就是外标法。对于离线色谱仪而言，在各次开机的过程中都应当进行标定，倘若长时期不注重标定工作，会对检测数据的精确性造成影响，特别是在对载气瓶进行更换之后，应当迅速开展标定工作，有效避免数据偏差过大情况的发生。为了使仪器标定这一问题得到顺利解决，可以将仪器自动标定的功能模块加入至变压器油色谱在线监测系统中来。
5结束语
由于电力需求的不断加大，我国电力企业正向大容量、大机组、高电压等级电网发展过度。变压器作为高电压、大容量电网的重要设备，在运行过程中会受到各种环境问题影响，绝缘性能也会随之下降，导致安全性降低，甚至会导致大范围停电或电力事故发生，最终造成很大的经济损失和无法挽回的事故。因此变压器线监测就显得尤为重要，他是保障电力系统安全可靠运行的先决条件。
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论文作者:孙学锋1,刘兴华1,李飞1,孙鹏1,岳增伟1,周大
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/14
标签：在线论文; 色谱论文; 变压器论文; 气体论文; 监测系统论文; 数据论文; 氮气论文; 《电力设备》2018年第17期论文;