變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統研究

何思陽 周瀾 甘衛華 張堂松 何禮

摘?要：本文將會對變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統的系統結構進行簡要的分析論述，以期能夠為相關業內人士提供理論參考。

關鍵詞：變壓器;油色譜;真空脫氣;在線監測裝置

油色譜技術作為變壓器在線監測作為有效的檢測手段之一，其在我國的電力系統中得到了廣泛的應用，并以此來及時發現變壓器中潛在的各種故障問題。因此對變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統進行研究分析，將會對我國變壓器油色譜技術的改進有著極為重要的現實意義。

一、總體系統結構

對于變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統，其主要包括有著油氣分離模塊、混合氣體分析模塊、色譜檢測模塊、數據采集模塊以及控制模塊等五大模塊。下面將分別對以上五個模塊分別進行簡要的分析論述。

（一）油氣分離模塊

在變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統中，游戲分離模塊主要安裝在變壓器油中循環回路之中，并且由于真空脫氣的超高效率，所以通常30min便可以完善一次脫氣工作。油氣分離模式在實際工作過程中，需要有著控制模塊來進行啟動、氣體進樣、出樣、檢測等等一系列工作的實際控制，最終才能夠有效的分離出測量所需的多種氣體組分[1]。

如上圖所示，在實際工作過程中，油氣會在真空的作用下進入到真空脫氣罐中，然后利用攪拌電機來實現油氣分離工作，在脫氣完成以后，需要將分離后的氣體通入到干燥管中，然后在經過干燥管進入到色譜柱中，完成實際氣體樣本的進樣工作。

（二）色譜檢測模塊

色譜檢測模塊是整個系統中最為關鍵的組成模塊，該模塊的主要工作內容便是將分離后的氣體樣本組分進行依次分離，然后進行數據采集，再間采集后的數據信息轉變為電信號，方便后期的計算機處理檢測工作。而在實際檢測過程中，色譜柱主要據采用GC毛細管柱，并使用雙并聯的方式進行色譜柱的實際氣體樣本分離工作[2]。

（三）數據采集模塊與控制模塊

數據采集模塊的主要作用便是實現對色譜檢測模塊所分離后的氣體樣本進行實際數據監測、數據上傳;而控制模塊不僅有著對其他模塊進行實際控制的作用，還可以對色譜技術進行自動控制以及在油中氣體濃度超過額定限度以后自動發出警報等功能。之所以能實現這些功能，主要還是數據采集模塊所采集的諸多數據信息將會在轉化為電信號后同數據庫中已有的各種數據進行分析對比，然后再根據事先所設計的各種警報參數來判斷是否要自動發出警報，從而自動化的完成變壓器的故障檢測與警報工作，降低工作人員的工作強度同時，提高檢測的精準性與及時性。

二、數據采集模塊與控制模塊的設計

（一）硬件設計

本研究中的在線監測功能主要是通過單片機、CPLD兩部分所共同組成、實現的。其中發送數據端口與接收數據端口將會與上位機進行串行通信，然后實時上傳和接收單片機的數據信息，并對單片機所發送的各種指令進行及時的分析處理。

在實際工作過程中，CPLD可以在不關電的情況下實現對內部邏輯刷新、RAM的分段儲存控制以及外部時鐘頻率分配等控制工作，然后在多個時鐘頻率的支持下實現相應芯片的使用以及對色譜在線監測裝置的自動控制工作[3]。

在硬件方面，本研究中的系統主要由CPU電路板、繼電器電路板以及真空脫漆電路板三部分所共同組成。其中CPU電路板的主要工作內容為系統的檢測流程控制、后臺通信、繼電器電路控制以及指示燈功能控制等等;而繼電器電路板則是根據CPU電路板所發出的各種信號完成實際的動作控制，具體動作內容包括有著啟動、關閉、上電、斷電等等;真空脫氣電路板的主要作用則是對真空脫氣流程的全部控制。對于本研究中的系統來說，三大部分缺一不可，不過想要實現更好的控制效果，還需要有著軟件設計部分的良好補充。

（二）軟件設計

本研究中的軟件設計需要參考硬件部分的細節操控內容，然后根據硬件部分的實際特點來進行自動控制、數據上傳、溫度控制、濃度超限報警燈功能的實際軟件編程工作，另外，為了能夠控制色譜柱的實際分離效果能夠達到最佳，在進行軟件設計的時候還要能夠將色譜柱的實際溫度控制在60℃左右，然后再結合計算機數據庫進行上傳數據的實時對比分析，從而完成通過軟件來實現控制來的全設計過程。

三、總結

變壓器油色譜在線監測裝置真空脫氣系統相對于傳統的變壓器監測技術來說，其不僅可以有效的節省人力物力，從而為變電所的日常運營成本，還可以實現變壓器的自動、實時監測診斷，從而及時的發現故障問題的根源所在，進而為相關檢修人員提供有力的檢修依據，減少檢修時間，最終為變電所的持續穩定運行提供更好的支持，促進變電所的快速發展。

參考文獻：

[1]黃娟.淺談變壓器油色譜在線監測的若干問題[J].廣東科技，2013（22）：63-64.

[2]李鵬儒，佟金鍇，趙志剛.變壓器油色譜在線監測裝置的實踐應用與分析[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2015（4）：343-349.

[3]劉靜，黃清丹.變壓器油色譜在線監測裝置應用現狀[J].科技資訊，2014，14（32）：45-50.