油中溶解氣體在線監測裝置檢定技術分析

摘 "要：時下實驗室色譜分析儀常用標氣進行標定;在線色譜檢測系統用油樣對儀器進行標定，此方法極其繁瑣，且每次標定都將浪費大量的人力、物力及財力。因此，在滿足工藝需求測量精度的基礎上，尋求和探索在線色譜檢測系統科學合理、現實簡便、經濟的標定方案，具有舉足輕重的現實意義。

關鍵詞：油中溶解氣體在線監測裝置;色譜;監測;檢定;分析;評價;診斷

引言：JJG700-1999《氣相色譜儀》規定“氣相色譜儀”的檢定周期為2年。即每2年要對色譜儀進行標定，以確定儀器的準確性。時下實驗室色譜分析儀常用標氣進行標定;在線色譜檢測系統用油樣對儀器進行標定，此方法極其繁瑣，且每次標定都將浪費大量的人力、物力及財力。因此，在滿足工藝需求測量精度的基礎上，尋求和探索在線色譜檢測系統科學合理、現實簡便、經濟的標定方案，具有舉足輕重的現實意義。

一、油中溶解氣體在線監測裝置檢定技術現狀

國內現行氣相色譜儀檢定規程（JJG 700-1999）僅適用于實驗室通用氣相色譜儀，隨著油中氣體在線監測裝置技術更新和產品升級，常規檢定技術如“模擬變壓器方式進行油色譜數據比對”、“運行中變壓器油的色譜數據比對” “標準氣體校準”等，均無法保證油中氣體在線監測裝置檢定數據的準確性和可靠性，無法對在線監測裝置性能有效監督。

目前國內針對油中溶解氣體在線監測系統檢定儀的研究只有個別電科院開展了類似科技項目，且都不成熟，存在著大小不同的問題，如：（1）油樣切換濃度不便，高低濃度切換，通常需要幾個小時或更久;（2）特征氣體濃度控制精度低，對所需的極小或極大的濃度很難進行配制;（3）油樣濃度不穩定，易漂移。

二、油中溶解氣體在線監測裝置檢定技術發展及關鍵技術認知

近年來，由于變壓器在線監測技術的不斷進步和電力行業狀態檢修的迫切需要，各種變壓器油中氣體在線色譜監測儀不斷涌現。盡管其可檢測的氣體種類和體積分數范圍參差不齊、檢測方法也各有千秋，但其最佳檢測指標卻不斷提高并向實驗室氣相色譜逼近。在線色譜監測技術涉及面廣，現場條件苛刻，近年來一直處于發展完善之中。

對現有典型的在線色譜監測系統進行分析，最關鍵的一步是油氣分離。目前普遍使用的高分子膜，其平衡時間較長，使測量結果失去了及時性，且由于不同組分的平衡時間相差較大，難以給出油中氣體體積分數的真實值，使測量結果失去了準確性。當監測儀出現報警時，還必須取油樣進行實驗室色譜分析。

以色譜為基礎的在線監測系統，其載氣通?？捎靡荒辏V柱、傳感器的壽命多為2年，這與變壓器的30年設計壽命相比，監測系統本身所需要的維護周期相對較短。且目前在線監測油中氣體使用的氣敏傳感器或者熱導池，其綜合監測指標與實驗室氣相色譜還有一定的差距。因此，必須建立完整、有效的測試流程和檢定規范以實現入網到運行期間實施監控油中氣體在線監測裝置的性能。

在線監測裝置檢定儀研制中重點解決的技術由如下幾個：

（1）氣缸油槽：由于氣缸壓縮靠壓縮空氣來實現，所以對密封性要求很高，如果泄露將對標油的濃度造成極大的影響。（2）標油的配比：主要指對進油量的控制和進氣量的控制。進油量控制相對比較容易，而進氣量控制則要求比較高。原因是配比濃度低的標油要求氣量很小，故很難控制。（3）油氣的混合平衡：由于配置的標油體積較大，如采用機械振蕩的方法進行油氣混合，不但振蕩結構設計復雜，而且機械結構的壽命也會受到影響，所以研究考慮依靠標油循環的方法進行油氣溶解平衡，平衡效果需用實驗來證明。（4）隔膜油罐的設計：雖然目前市場上的隔膜水罐較多，但未必耐油，故需考量合適的隔膜技術，實現大油箱的恒壓。

由于在線監測系統維護周期與整個變壓器壽命周期的不協調性，以及油中溶解氣體與故障之間并沒有確定的對應關系等一系列問題的存在，對建立完整、有效的測試流程和檢定規范增加了難度;但通過變壓器油中氣體在線監測裝置檢定儀器的高效使用，可以實現對在線監測裝置高效率的檢定，將檢定結果及時的對比，為檢定規范的制定提供了可靠的資料。

三、油中溶解氣體在線監測裝置檢定儀的經濟效益與社會效益

首先對全網在線色譜儀的校驗工作及質量把關，可減少在線色譜儀因拆卸、校驗、安裝而產生的費用，同時避免在以上過程中對設備損壞而引起誤差，保證在線色譜儀的穩定運行。其次項目的研發可提升對在線監測裝置的管理水平，有利于變壓器的狀態評價，防止誤判、漏判的發生，減少因檢修在線色譜儀而導致的停電計劃，提高電網安全與供電可靠性。

目前我國在經濟發展期間，保障電力供應是保證經濟發展的基本元素，電網作為國民經濟的血脈，只有保證電力的供應，才能為社會經濟提供源源不斷地發展動力。從某種意義上說電網的安全運行關乎人民生活的穩定和社會的和諧。因此變壓器油中溶解氣體在線監測裝置檢定儀，實現對變壓器油中溶解氣體在線監測裝置的壽命、檢測精度進行有效的監督和控制。實現對存在異常征兆的監測設備做到早分析、早診斷、早處理、避免發生事故，保證電網的安全穩定經濟運行，避免少送電的經濟損失和社會不良影響，帶來十分明顯的社會效益。