试议色谱油色谱在变压器状态监测中运用科研方法和

摘要：电力变压器发生潜在性故障时，绝缘油会分解产生烃类气体，采用油色谱法分析这些烃类气体，可诊断出电压器中存在的潜伏性故障信息，保证设备可靠运行；首先分析了油色谱分析的原理，然后设计了变压器油色谱在线监测系统，最后测试表明利用油色谱技术对变压器故障进行分析诊断的有效性和正确性。
关键词：油色谱；变压器；状态监测；故障诊断
1009-3044（2012）30-7371-02
随着现代社会的发展，电能已经成为生产、生活中不可或缺的能源，与此同时人们对于电网的安全性也提出了更高的要求。大型电力变压器作为电网之中最重要的部分之一，它的可靠性在一定意义上决定着电网的安全性。目前，检测变压器绝缘油中气体是变压器故障诊断与寿命预测采用的主要方式，但是传统的变压器绝缘油中气体检测方法有检测气体种类有限、精度低、维护成本高、易受环境影响等缺点，已经不能满足当前电网安

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全形势下的需要。
但是利用常规的气相色谱分析（离线分析）检测油中的溶解气体，操作较为繁琐，要经过取样、油气分离、色谱分析等几个过程，存在较大的误差，另外，还存在试验周期长，无法检测快速变化的故障等弊端；变压器油色谱在线监测系统从本质上改变了传统的变压器监测方式，可以有效的同时监测多台变压器的油中溶解气体的含量，通过数据分析平台告知现场管理人员变压器的油中气体组份的变化趋势，依据监测数据，及时判断变压器故障类型。

1 油色谱分析的原理分析

电力变压器发生潜在性故障时，绝缘油、纸等绝缘材料会逐渐老化和分解，并会分解产生烃类气体 （主要包括氢 H2、甲烷 CH4、乙烷 C2H6、乙烯 C2H4、乙炔 C2H2、二氧化碳 CO2、一氧化碳 CO等），而设备内部故障的类型、故障发生的部位、故障严重与这些烃类气体紧密相关，若存在潜伏性过热或放电等故障时，产气量会增大，利用这些烃类气体可以判断充油电气设备内部状况，已成为充油电气设备安全运行不可缺少的手段。不同类型变压器故障与油中特征气体的关系如表1所示。
因此，对脱出的油中气体进行分析，根据特征气体组份的浓度含量或它们的相对比值和产气速率等，采用一定的判断方法，就能检测出变压器是否故障及其故障性质。

2 变压器油色谱在线监测系统

2.1 系统组成及工作流程

变压器油色谱在线监测系统由油样循环采集单元、油气分离单元、气体监测单元、数据采集单元、现场控制处理单元、通讯控制单元及辅助单元和主控室单元（数据处理怎么写作器，监测与预警软件）组成。
系统在微处理器的控制下，进行气体的采集、油气分离、混合气体分离、气体检测、系统自诊断、过油保护等过程，并定期进行自动校准。利用世界上最先进的真空完全脱气方法实现分析油样中油气的完全分离，其脱气效率可达95%以上，然后将分离得到的混合气体通过色谱柱，可以将混合气体分离成H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO2、CO等单色气体，各种气体依次从色谱柱末端出来，然后将这些气体通过气敏传感器，转换为数字量，再通过RS485通讯电缆传输到后台工作站，由监测软件自动计算为相应油中的浓度，进行故障诊断分析，对潜在故障点进行在线报警，并进行过油保护。

2.2 诊断方法

3 应用分析

某变压器油色谱数据如表3。 的烷烃类气体。查明原因后，将铁心尖角向两侧弯曲，避开了温度计底座，在侧梁绝缘内部插入绝缘纸板，将温度计底座与上部紧密牢固捆绑，处理完成后，测量得知测量温度计底座与铁心距离为8mm该变压器重新投运后运行正常。

4 结束语

变压器油色谱在线监测系统改变了传统的变压器绝缘油监测方式，解决了常规检测方式检测周期长、精度低、维护成本高、易受环境影响、不能及时发现潜伏性故障等缺点，弥补了离线分析的不足，可以快速监测变压器的油中溶解气体组成含量， 通过分析油中溶解气体的组分及含量，可以判断、推测出充油电气设备内部是否发生了故障以及发生了何种故障，通过在后台建立实时的变压器油中多种气体数据与变压器状态的对应关系，由监测软件自动判断变压器的工作状态，若存在故障，则自动分析故障的部位及严重情度，数据分析平台告知后台工作人员变压器的油中各气体的变化趋势，为变压器实施状态检修提供了可靠的技术支持。
参考文献：
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