變壓器油色譜在線監(jiān)測方法研究

蔣再新

（廣西電網(wǎng)有限責任公司欽州供電局，廣西 欽州 535000）

變壓器油色譜在線監(jiān)測方法研究

蔣再新

（廣西電網(wǎng)有限責任公司欽州供電局，廣西 欽州 535000）

變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)的應用可以保障大型重要設備運行平穩(wěn)和狀態(tài)檢修。本文主要介紹研究班牙器油色譜在線監(jiān)測方法，油色譜在線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理。

變壓器；油色譜；在線監(jiān)測；工作原理

0 引言

大型變壓器中，絕緣油中的氣體含量發(fā)生變化或改變，都會對設備產(chǎn)生影響，引發(fā)設備出現(xiàn)故障。采用油色譜分析的方法監(jiān)測變壓器工作是否正常，能夠有效保證變壓器的運行狀態(tài)。但是，該檢測辦法存在一定的弊端，其實驗周期長，成本較高，無法完成及時反饋。而運用在線監(jiān)測系統(tǒng)則能夠有效解決之前所述問題，變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用隨之引發(fā)人們重視。

1 油色譜在線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）單組份在線監(jiān)測設備。單組份監(jiān)測設備在監(jiān)測中不能及時反映故障類型，尤其當監(jiān)測的氣體為氫氣時，單組份在線監(jiān)測設備就無法判斷設備是否有故障存在，及故障的類型。這是因為雖然氫氣大部分是由電氣缺陷和油品高溫裂解產(chǎn)生所產(chǎn)生，變壓器在運行過程中，金屬材質(zhì)就會吸附一定量的氫，然后在設備工作過程中擴散出來，而單組份在線監(jiān)測設備就會誤報警，這種情況時常發(fā)生，讓其在線監(jiān)測的準確性降低。（2）多組份的在線監(jiān)測設備。多組份的在線監(jiān)測設備可以進行多重分析，二氧化碳是該檢測設備老化的重要指標，對其進行檢測非常有必要。在設備運行過程中，絕緣油受到溫度、電場、氧氣、水分以及金屬材質(zhì)的作用，發(fā)生氧化分解反應，此時則會產(chǎn)生二氧化碳、氫氣等氣體。據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)過熱性故障出現(xiàn)次數(shù)最多，而過熱故障發(fā)生的同時，會產(chǎn)生較多的一氧化碳和二氧化碳氣體，并且隨著溫度的升高，其濃度不斷增加，所以該種氣體成為變壓器故障判斷的主要依據(jù)，再結(jié)合氫氣的變化，可以準確的分析出設備是否存在故障，能夠預防生產(chǎn)事故，及時維修設備。

2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理

變壓器油色譜能夠?qū)ζ浒踩珷顩r進行自動檢測，其具有相應的系統(tǒng)，并且不影響其變壓器的運行。其所囊括的單元非常繁多，包括油氣分離、數(shù)據(jù)采集、色譜分離、現(xiàn)場控制、氣體檢測等等，以及相關(guān)的通信控制、監(jiān)控軟件、主站單元、輔助單元等。其中油氣分離、色譜分離、氣體檢測是其最為關(guān)鍵部分。

（1）油氣分離單元。油氣分離單元最重要的工作是將油中的氣體分離出來，采用的方法是平衡溶液法。其主要的操作步驟是在恒溫條件下，通過相應裝置將內(nèi)部空間抽為真空，并將樣品倒入其中，從而將油氣分離出來。氣泵鼓泡的工作相當于攪拌，能夠讓兩者充分溶解，并達到平衡，其與實驗室的脫氣方法有異曲同工之處，增加了數(shù)據(jù)的可比性。（2）色譜分離單元。該單元的主要組成部分便是色譜柱，通過色譜柱對樣品進行監(jiān)測。其主要是將氣體樣品注入色譜柱，通過色譜柱不同的吸附能力，讓其呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，并結(jié)合不同的固定的分配系數(shù)，對其組成進行分離。該方法應用起來簡單，但是準確性較高。（3）氣體檢測單元。此監(jiān)測單元主要是是脫出氣體。溶于油的氣體需要通過色譜柱進行分離，通過相應的檢測儀器，對其氣體含量進行精準檢測。光譜型半導體氣敏檢測器的檢測原理是吸附在半導體氣敏元件表面的氧氣生成電子捕獲態(tài)樣氧離子，其表面捕獲的電荷使半導體的能帶發(fā)生彎曲耗盡了表面的移動載流子，從而能夠讓其分解出可燃氣體，并通過氧化反應，讓其內(nèi)在的電子得以釋放，從而減少相應的電阻數(shù)。依據(jù)所檢測的電阻數(shù)，以及相應的數(shù)值，對其進行相應處理，從而得出相應成分和總烴含量。

3 通過實例分析變壓器油色譜在線監(jiān)測方法的應用

某變電所主變油中總烴含量超過注意值，為了對其數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，安裝了MGΑ2000-6H變壓器油色譜對其進行監(jiān)測。其可以檢測H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO等氣體。如圖1為離線和在線油色譜記錄的數(shù)據(jù)。

通過檢測的數(shù)據(jù)和記錄，我們可以得知，離線油色譜數(shù)據(jù)的變化呈現(xiàn)出一定的趨勢，其變化愈漸平緩。但是，我們通過對其絕對值得觀察，可以發(fā)現(xiàn)兩者的差異較大。所記錄的情況也表明在線色譜數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性較好，連續(xù)性也呈現(xiàn)出不錯的態(tài)勢，能夠?qū)ζ溥\行情況給予準確反映。在線油色譜監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析，對其可能存在的故障予以判斷。其主要是通過三種常見的診斷方法對變壓器的故障類型進行識別，即：三大比值法、大衛(wèi)三角法、立體方圖示法。此三種方法都能夠?qū)χ髯兇嬖谥袦剡^熱故障（300～700℃）進行準確判斷，通過圖2三比值法的編碼規(guī)則，我們可以得出如下結(jié)果：

編碼的結(jié)果為0、2、1，診斷結(jié)果為中溫過熱故障（300～700℃），與在線油色譜數(shù)據(jù) 3 種方法的診斷結(jié)果一致。由此可以判定，油色譜在線監(jiān)測的故障診斷能夠保障。

4 結(jié)語

油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用，能夠從最大程度上保證變壓器的穩(wěn)定性，能夠節(jié)省相應的人力支出，減少取樣的頻繁性，在提高工作效率和質(zhì)量方面所發(fā)揮的作用不可替代。但與此同時，我們也需要認識到，油色譜在日常應用中也存在一些問題。這就需要技術(shù)人員對其進行深入研究，對其進行改進，為變壓器的狀態(tài)監(jiān)測提供更加可靠的數(shù)據(jù)支持，讓變壓器的應用為人們的生產(chǎn)、生活提供保障。

［1］梁永亮，李可軍，趙建國，牛林，任敬國.變壓器油色譜在線監(jiān)測周期動態(tài)調(diào)整策略研究［J］.中國電機工程學報，2014（09）∶1446-1453.

［2］黃新波，王婭娜，劉林，宋桐.變壓器油色譜在線監(jiān)測中BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法分析［J］.陜西電力，2013（06）∶56-60.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.198