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摘要：分离油中溶解的故障气体是变压器在线监测的核心环节．在传统有机膜油气分离方法的基础上，设计了陶瓷管—Teflon AF2400复合膜．该膜组件能在2小时完成7种特征气体的油气平衡，速度远快于其它膜组件，精度高，结构简单，性能稳定，具有很高的工程实用价值。基于此开发了一套NSR3902快速陶瓷膜的油色谱监测装置，并通过了入网测试。
关键词：油色谱 陶瓷膜 在线监测
油中溶解气体分析，是大型变压器故障诊断的最有效方法之一。目前并没有一种方法可对溶解在油中的气体直接进行检测；因此油气分离，是实现变压器实时在线监测的关键环节[1,,2]。
当前最常用的是高分子膜溶解—渗透油气分离方法，这种方法结构简单、性能稳定．但也普遍存在气体渗透率低、在线监测响应时间长的问题，油气平衡时间长达十几个小时甚至是数天，不能满足在线监测的要求[2]．
基于此笔者提出一种采用陶瓷膜进行油气分离，设计基于陶瓷膜的油气分离膜组件，对其进行了验证测试；在此基础上开发了一套油色谱在线监测。
1.油色谱在线监测系统的结构
油色谱在线监测系统主要由油样采集单元、油气分离单元、色谱分离单元、 气体检测单元、数据采集控制单元和 PID 温度控制器单元六部分组成。油样采集单元采用变压器油循环采集方式，支持一拖三的运行模式。油气分离单元主要完成变压器油中气体的脱出；色谱分离单元主要完成气体的采集、定量和气体分离， 在扫气的作用下采集气体通过色谱柱顺序分离出 H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 、CO2等气体送入气体检测器。气体检测单元采用半导体气体检测器，在恒温状态下完 成各种组分气体的检测和信号输出。数据处理单元完成各种组分气体数据的采集、存储，并完成与上位机或远程监控中心的通信。PID 温度控制器单元主要完成脱气室、柱箱和气体检测器的恒温控制[2]。
在主控单元控制下，各单元协同工作，按设定流程完成变压器油
中溶解气体组份的在线监测和分析：载气单元可自产载气；脱气单元负责油气分离；柱箱单元用于将气体各组份分离并产生谱图文件；主控单元控制油色谱采样的整体流程，分析谱图文件，计算各气体组份浓度，采用三比值法、大卫三角法，对变压器工况进行初步诊断，原始谱图文件、测量数据及诊断结果按IEC61850标准组织，上送后台软件。
主控单元可以连接调试软件，仿真后台软件功能，设置装置参数，控制装置的色谱分析流程。
基于快速陶瓷膜的NSR3902变压器油中溶解气体监测装置，于2017年1月中国电科院作入网测试，包括精度试验、一致性试验、型式试验、EMC试验等项目，取得了B类证书。
5 总结
用陶瓷管作支撑体，Teflon AF2400涂层作分离层的复合膜组件，用于变压器油气分离，可以在2h内实现变压器故障特征气体的油气平衡，精度高、稳定性好、价格低廉，因此具有很好的工程实用价值，值得大力推广，能大幅提高变电站在线监测的能力．
参考文献
[1] 贾瑞君．高分子薄膜在变压器油中溶解气体在线监测中的应用[J]．变压器．2001，38(10)：37—40．
[2] 李红雷，张光福，刘先勇，等．变压器在线监测用的新型油气分离膜[J]．清华大学学报(自然科学版)，2005，45(10)：1301—1304．
作者简介：
杨胜（1983——），湖北洪湖人，硕士，工程师，主要从事电力系统继电保护、在线监测装置的研发。
论文作者:杨胜,王高明,张庆伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：在线论文; 气体论文; 单元论文; 油气论文; 变压器论文; 色谱论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第6期论文;