變壓器色譜在線監測系統的應用研究

曹雅楠

（新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 伊犁835000）

0 引言

MGA2000－6變壓器色譜在線監測系統主要是用來在線監測變壓器設備油中溶解的特征故障氣體（H2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2）的含量及增長率，能早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。

1 工作原理

MGA2000－6變壓器色譜在線監測系統工作時，采用真空差壓方式將變壓器油吸入油樣采集單元，通過油泵進行油樣循環；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體至氣室，內置的微型氣體采樣泵把分離出來的氣樣輸送到六通閥的定量管內并自動進樣；在載氣推動下，樣氣經過色譜柱分離，順序進入氣體檢測器；數據采集單元完成A／D數據的轉換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數據進行存儲、計算和分析，并通過RS485／CAN／100M以太網接口將數據上傳至數據處理服務器，最后由監測與預警軟件進行數據處理和故障分析。

2 色譜在線監測系統常見故障及分析

2.1 有基線，無色譜峰

采集樣氣后得如圖1所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：有基線，無色譜峰。

圖1 有基線，無色譜峰

故障原因及修復措施如表1所示。

表1 載氣故障原因及修復措施

2.2 組分保留時間均延后

采集樣氣后得如圖2所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時間均延后，H2保留時間＞130s。

故障原因及修復措施如表2所示。

圖2 組分保留時間均延后

表2 故障原因及修復措施

2.3 組分保留時間均提前

采集樣氣后得如圖3所示色譜峰（紅色譜圖為故障譜圖，綠色譜圖為正常譜圖）：六組分保留時間均提前，H2保留時間＜80s。

圖3 組分保留時間均提前

故障原因及修復措施如表3所示。

表3 故障原因及修復措施

3 實例

恰甫其海水電站1#主變基本概況如表4所示。

表4 恰甫其海水電站220kV1#主變

設備色譜在線監測數據如表5所示。

通過表5可知，自3月4日起數據為0。在服務器上查看色譜基線，發現如圖1所示紅色譜圖：有基線，無色譜峰。結合常見故障分析，為載氣故障及載氣回路故障。去現地檢查發現，載氣已無壓力，需更換載氣。

表5 恰甫其海水電站1#主變色譜在線監測數據 單位：μL／L

于3月6日更換載氣后數據已恢復正常，監測數據如表6所示。

表6 更換載氣后1#主變色譜在線監測數據 單位：μL／L

3月11日定期巡檢時發現，自10日起沒有上傳數據。經檢查，數據采集器與數據服務器供電正常，但是通訊連接不上，將數據服務器系統重新啟動后通訊工作正常。

4 色譜在線監測系統與實驗室色譜分析的對比

4.1 實驗室色譜分析

色譜分析過程繁雜、環節多、人為誤差大；色譜分析周期長，不能監測故障的發展趨勢；故障可能在無任何先兆的情況下發生，色譜不能及時捕捉；無法實現遠程監測；依靠人工分析檢測結果來進行診斷，對診斷人員素質要求較高；目前通常采用三比值法作為故障判斷的準則，三比值法存在局限性。

4.2 色譜在線監測系統

能夠實現自動油氣分離，不需人工采樣；連續、實時、在線、自動分析油中溶解氣體；采用故障診斷專家系統，對變壓器故障進行自動診斷；可實現遠程監測與診斷。缺點是檢測不出CO2氣體，需定期巡視檢查數據是否按時上傳。

5 結語

利用色譜在線監測系統監測充油電氣設備潛伏性故障，已成為變壓器等充油電氣設備化學監督的一個重要手段。這一檢測技術可以在設備不停電時應用，可在設備運行過程中連續、實時診斷其內部狀況，在一定程度上減少了設備突發性事故的發生，確保了設備的安全可靠運行。

［1］李孟超，王允平，張洪波.變壓器油氣相色譜分析使用技術［M］.北京：中國電力出版社，2010