关于变压器绝缘油色谱在线监测装置应用的探讨

张宝全 马捷 李静

【摘  要】在如今，智能电网的发展可以说日新月异。变压器作为电网系统中不可或缺的一部分，担负着电压变化和传输的任务。随着我国社会和经济的快速发展，电力能源的重要性越发凸显出来，在日常生活和生产中对电量的需求不断增加，所以，为了满足人们的需求，国家电网也在不断发展和完善。在科学高速发展的社会背景下，电力供应也逐渐朝智能化发展。变压器在线油色谱监测装置便是在这一时期发展和完善。基于此，本文对在线油色谱监测装置运行技术进行分析，希望可以对今后该装置发展有所裨益。

【关键词】在线油色谱;监测;技术分析;智能化

引言

如果电力传输在变压器处存在一定的隐患，那么极有可能影响供电系统的正常运行，进而影响用户的正常使用，严重的威胁到了人们的生产和生活质量。所以，我们要对变压器进行实时监控。变压器在线油色谱监测装置的发展和应用为监测变压器的工作状态提供了很大的便利，该装置可以对油中溶解气体的组分、含量以及各气体的比值等变化进行分析和反馈，从而帮助人们判断变压器是否正常工作，进而实现对变压器的实时监测，将故障扼杀在萌芽中，为电力网正常运行提供强有力的保障。

1监测装置组成及工作原理

监测装置组成及工作原理主要是：为确保变压器及其它充油电气设备安全运行，采用气相色谱检测绝缘油中溶解的特征气体，以预测充油电气设备可能存在的故障并监视设备的运行。若变压器内部存在故障，则在热和电的作用下绝缘油和有机材料会发生化学反应，产生少量的低分子烃类气体、二氧化碳及一氧化碳等气体，并溶解于变压器绝缘油中。由于变压器绝缘油中溶解气体的含量及产气速率与设备内部故障类型及故障严重程度有很大关系，因此分析溶解在绝缘油中气体含量及产气速率，就可粗略判断出变压器设备内部是否存在故障，存在的故障属于热故障还是电故障以及严重程度，还可随时监测变压器内部故障的发展状态。变压器油中溶解气体在线监测装置主要包括气体检测、油色谱分析、油气分离、控制电路、监测器、无线通信及主机故障诊断等。油色谱在线监测装置工作流程：用户设定的检测时间到后，系统打开进油阀，变压器油依靠自身油压经取油阀口进入油气分离器，溶解在油中的故障特征气体被分离出来，残油经油循环进入油箱，分离出的特征气体随载气进入色谱检测器。各种气体的组分浓度特性被色谱检测器转变为电信号后，再经数据处理器进行模数转换处理，送入主机采集成谱图并分析处理得到各组分的浓度数据，然后通过通信监测模块，将各种气体组分浓度数据传输到监测工作站。工作软件对浓度数据进行处理，形成各特征气体各组分浓度变化趋势图。故障诊断系统根据特征气体浓度变化谱图进行故障诊断，判断出故障类型。现场环境温度的变化对在线监测装置包含的油气分离模块、气体分离模块、气体检测模块及数据采集处理模块的工作状态影响较大。目前，油色谱在线监测装置大多采用薄膜渗透法进行脱气，而环境温度对渗透过程也有着直接影响。高分子透气膜在现场进行连续工作时，应尽量使监测温度不变，对于监测现场环境温度变化情况，应补偿环境温度变化对检测结果的影响。

2变压器故障诊断中对在线检测装置的应用

变压器故障诊断中对在线检测装置的应用主要是：结合相关参考文献：与实践工作案例，对变压器故障诊断中在线检测装置的实际应用情况进行剖析。在实际运行过程中，如变压器发生负荷增加、油温增加问题，必须进行取样，并利用色谱分析法加以分析，变压器的局部过热是造成变压器故障的根本原因，但具体发热部位尚无法做出准确的判断。在变压器故障监测过程中必须使负荷稳定在4MVA之内，利用中分3000色谱在线监测仪进行监测，变压器故障监测过程中，不得立刻停电。为了使在线监测的数据更加真实有效，可以将实验所得的监测结果和色谱在线监测仪得到的实际数据进行对比分析，发现二者数据的相同处，就可以断定在线监测结果是否准确有效，才可继续进行后续的分析工作。因为特别因素的影响，必须对变压器继续增加负荷，为了保证变压器在实际运行过程中的安全、稳定，就要进一步缩短分析周期，色谱在线监测仪器可以每隔8h进行一次分析工作。如若将变压器的负荷从4MVA增加到8MVA时，可以发现变压器内部的总炔含量发生变化，应将负荷控制在8MVA范围之内。冬季的负荷增高最快，可以提升变压器的负荷，且发现变压器内油中的总炔含量有明显的提升，在结合相关特点通过色谱分析后，得知造成变压器故障的关键在于铁芯多点接地。可以采取停电的方式查寻变压器的故障问题，确定是铁芯多点接地导致的变压器故障，将大电容器反复进行充电、放点，确保铁芯绝缘达到900Ω以上。通过在线监测仪器的跟踪监测结果表明，继续运行变压器时，总炔含量达到稳定状态之下，变压器故障问题才能得到有效解决。

3提高油色谱在线监测可靠性的创新性研究方案

3.1优化色谱工作站流程

在流程上都没有针对标样后试验条件是否与标样条件一致的自我诊断步骤。如果从一开始标定结果就有较大误差，那么后面的实验分析都出现较大偏差。通过职工创新项目，试验研究所化验班对实验室绝缘油色谱工作站程序进行改造，在程序中增加了“反标”步骤。经过一年的实际应用，效果明显。建议推广到在线监测。

3.2选用更有针对性的色谱柱

因为采用单柱流程简单，故障率低，避免了复杂流程所带来的不稳定性。由于各厂家所采用的柱填料不一样，所以分析时间，分离度、柱的抗污染能力、色谱柱的使用寿命等方面存在差异。在这方面我们建议采用高分子微球混合柱，在相同的使用条件下混合柱具有分析时间短、分离度好、柱的使用寿命长等优良的特性，因此，高分子微球混合柱是较理想的在线监测色谱柱。

4变压器油色谱在线监测技术的发展趋势

变压器油色谱在线监测技术肯定会在当前基础上进一步发展和完善，在未来肯定会有更多的检测原理和方法出现，从而使得变压器在线监测技术更加的多样化。就现在而言，根据国内外对这一技术的研究我们不难发现该技术未来发展的方向：可以对多种气体进行同时在线监测、更趋于智能化、拥有更加科学的化学测试法和大数据库比较法等。变压器油色谱在线监测装置属于状态检修的其中一种，从最初的不断实验和探索到如今的广泛应用和不断发展，该技术在未来肯定会以更好的面貌服务大众。

结语

总之，变压器油色谱在线监测系统是在智能化电网以及状态检修技术的平台上发展起来的，它在电力输送中的应用，为变压器的高效稳定运行提供了有力的保障。随着科学技术的不断发展，变压器油色谱在线监测技术也在持续发展和完善。它的应用使得供电公司更加的高效、经济运行，从而让人们用电更加快捷方便，进而促进社会和经济发展，由此可知这一技术未来应用前景一定更加广泛。

参考文献：

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（作者單位：国网河北省电力有限公司检修分公司）