变压器油色谱在线监测方法研究

蒋再新

（广西电网有限责任公司钦州供电局，广西 钦州 535000）

变压器油色谱在线监测方法研究

蒋再新

（广西电网有限责任公司钦州供电局，广西 钦州 535000）

变压器油色谱在线监测技术的应用可以保障大型重要设备运行平稳和状态检修。本文主要介绍研究班牙器油色谱在线监测方法，油色谱在线技术发展现状，在线监测系统工作原理。

变压器；油色谱；在线监测；工作原理

0 引言

大型变压器中，绝缘油中的气体含量发生变化或改变，都会对设备产生影响，引发设备出现故障。采用油色谱分析的方法监测变压器工作是否正常，能够有效保证变压器的运行状态。但是，该检测办法存在一定的弊端，其实验周期长，成本较高，无法完成及时反馈。而运用在线监测系统则能够有效解决之前所述问题，变压器油色谱在线监测系统的应用随之引发人们重视。

1 油色谱在线技术发展现状

（1）单组份在线监测设备。单组份监测设备在监测中不能及时反映故障类型，尤其当监测的气体为氢气时，单组份在线监测设备就无法判断设备是否有故障存在，及故障的类型。这是因为虽然氢气大部分是由电气缺陷和油品高温裂解产生所产生，变压器在运行过程中，金属材质就会吸附一定量的氢，然后在设备工作过程中扩散出来，而单组份在线监测设备就会误报警，这种情况时常发生，让其在线监测的准确性降低。（2）多组份的在线监测设备。多组份的在线监测设备可以进行多重分析，二氧化碳是该检测设备老化的重要指标，对其进行检测非常有必要。在设备运行过程中，绝缘油受到温度、电场、氧气、水分以及金属材质的作用，发生氧化分解反应，此时则会产生二氧化碳、氢气等气体。据统计，在国内过热性故障出现次数最多，而过热故障发生的同时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳气体，并且随着温度的升高，其浓度不断增加，所以该种气体成为变压器故障判断的主要依据，再结合氢气的变化，可以准确的分析出设备是否存在故障，能够预防生产事故，及时维修设备。

2 在线监测系统的原理

变压器油色谱能够对其安全状况进行自动检测，其具有相应的系统，并且不影响其变压器的运行。其所囊括的单元非常繁多，包括油气分离、数据采集、色谱分离、现场控制、气体检测等等，以及相关的通信控制、监控软件、主站单元、辅助单元等。其中油气分离、色谱分离、气体检测是其最为关键部分。

（1）油气分离单元。油气分离单元最重要的工作是将油中的气体分离出来，采用的方法是平衡溶液法。其主要的操作步骤是在恒温条件下，通过相应装置将内部空间抽为真空，并将样品倒入其中，从而将油气分离出来。气泵鼓泡的工作相当于搅拌，能够让两者充分溶解，并达到平衡，其与实验室的脱气方法有异曲同工之处，增加了数据的可比性。（2）色谱分离单元。该单元的主要组成部分便是色谱柱，通过色谱柱对样品进行监测。其主要是将气体样品注入色谱柱，通过色谱柱不同的吸附能力，让其呈现出不同的状态，并结合不同的固定的分配系数，对其组成进行分离。该方法应用起来简单，但是准确性较高。（3）气体检测单元。此监测单元主要是是脱出气体。溶于油的气体需要通过色谱柱进行分离，通过相应的检测仪器，对其气体含量进行精准检测。光谱型半导体气敏检测器的检测原理是吸附在半导体气敏元件表面的氧气生成电子捕获态样氧离子，其表面捕获的电荷使半导体的能带发生弯曲耗尽了表面的移动载流子，从而能够让其分解出可燃气体，并通过氧化反应，让其内在的电子得以释放，从而减少相应的电阻数。依据所检测的电阻数，以及相应的数值，对其进行相应处理，从而得出相应成分和总烃含量。

3 通过实例分析变压器油色谱在线监测方法的应用

某变电所主变油中总烃含量超过注意值，为了对其数据进行实时监测，安装了MGΑ2000-6H变压器油色谱对其进行监测。其可以检测H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO等气体。如图1为离线和在线油色谱记录的数据。

通过检测的数据和记录，我们可以得知，离线油色谱数据的变化呈现出一定的趋势，其变化愈渐平缓。但是，我们通过对其绝对值得观察，可以发现两者的差异较大。所记录的情况也表明在线色谱数据的稳定性较好，连续性也呈现出不错的态势，能够对其运行情况给予准确反映。在线油色谱监测系统还能够对数据进行分析，对其可能存在的故障予以判断。其主要是通过三种常见的诊断方法对变压器的故障类型进行识别，即：三大比值法、大卫三角法、立体方图示法。此三种方法都能够对主变存在中温过热故障（300～700℃）进行准确判断，通过图2三比值法的编码规则，我们可以得出如下结果：

编码的结果为0、2、1，诊断结果为中温过热故障（300～700℃），与在线油色谱数据 3 种方法的诊断结果一致。由此可以判定，油色谱在线监测的故障诊断能够保障。

4 结语

油色谱在线监测系统的应用，能够从最大程度上保证变压器的稳定性，能够节省相应的人力支出，减少取样的频繁性，在提高工作效率和质量方面所发挥的作用不可替代。但与此同时，我们也需要认识到，油色谱在日常应用中也存在一些问题。这就需要技术人员对其进行深入研究，对其进行改进，为变压器的状态监测提供更加可靠的数据支持，让变压器的应用为人们的生产、生活提供保障。

［1］梁永亮，李可军，赵建国，牛林，任敬国.变压器油色谱在线监测周期动态调整策略研究［J］.中国电机工程学报，2014（09）∶1446-1453.

［2］黄新波，王娅娜，刘林，宋桐.变压器油色谱在线监测中BP神经网络算法分析［J］.陕西电力，2013（06）∶56-60.

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