变压器油色谱在线监测装置应用与管理

摘 要：变压器油色谱在线监测系统的应用是实现变压器状态检修的重要基础之一，其应用的重要性已经显现出来，并将成为电力系统应用中的重要发展趋势。相关人员更加需要对变压器油色谱在线监测系统的应用予以深入分析，让其获得更大的发展空间。

关键词：变压器；油色谱；在线监测装置；应用与管理

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0127-01

通过油色谱监测装置对发现变压器早期故障、配合分析故障种类有着重要的意义。运维人员可以根据油色谱在线监测的数据趋势，及时了解变压器的运行状况，提前发现变压器存在的潜伏性故障，大大降低了检修成本，避免更大隐患的发生。油色谱监测装置已经成为变压器日常检修维护最重要的手段之一。

1 变压器油色谱在线监测的理论及依据

微电子技术、高灵敏度传感器的不断发展更新为变压器油色谱在线监测提供可靠条件。变压器设备一般会通过绝缘油中各气体浓度以及可燃气体TCG来诊断故障，变压器油色谱在线监测系统是通过广谱型气相色谱技术来实现。

①溶解于变压器油中的故障气体经由脱气装置脱气。②由载气推动通过色谱柱，色谱柱对通过的气体进行逐一分离。③针对各故障气体气敏传感器按出现峰顺序进行检测，并将气体的浓度特性转换成信号。转换信号经过数据处理器的处理转变为数字，并以数字的形式保存在存贮器中。此过程可保证数据的准确性及可靠性，并不间断地监测油中溶解的故障气体，实现在线监测的适时性。

现场通讯设备获取监测数据并传递给计算机RS-485模块，计算机软件系统将数据进行分析并计算出各故障气体含量和总烃气含量。通过对气体的浓度及含量变化来判断变压器内部故障，分析故障类型提出检修建议。

2 设计变压器在线监测系统

2.1 变压器油色谱在线检测系统的原理及软件应用

①安装满足用户通讯需求的变压器油色谱在线监测系统，将其安装位置放置在变电站被监测的主变附近，以便进行在线色谱分析。②分析结果经计算机RS-485传递至变电站主控室上位工控机，变电站工控机均配有固定IP，通过电力系统内部网络与中心机房的总监控站进行联网，使室内全部油色谱在线监测数据均传送至总监控站，实现对所有变压器油色谱系统的在线监测。在总监控站可查询所需要的任何油色谱在线监测系统状态并设置分析周期等。监控中心及监控主站均具有WEB发布功能，有权限的管理人员可以在线查询所需数据并根据需要在系统软件中进行专家诊断。

2.2 各种设备功能应用

（1）油气分离。变压器内部设置了油气分离装置进行油气分离。此装置采用国际最先进的分离方式-真空排气，将油中所含气体全部分离出去。油气的完全分离避免了测量的误差，为后序步骤奠定了基础。

（2）混合气体分离。需要分析的油样经过油气分离装置将油气分离，分离的混合气体被载气装置推入气相色谱分离系统，混合气体经气相色谱柱分离得到单组份的气体。

（3）分离气体的检测。气体通过分析仪内，经其内部气体检测器通过传感器装置将浓度信号转变为数字信号，在通过RS-485通讯装置传送至工作站，由监测软件分析最终将数值转换为对应油中浓度。

（4）数据传输。将所得数字信号通过RS-485通讯装置传送至监控钻。断电后数据保持。计算机断电或者故障时，分析仪器仍按原有设定的内容工作。监测分析数据存放至数据库，有权限人员可以查阅数据库资料实现资源共享。

3 变压器油色谱在线监测系统的应用实例

某变电站3号主变曾安装了宁波理工监测设备有限公司的MGA2000-6系列变压器色谱在线监测系统，此监测系统主要是用来在线监测变压器等充油式高压设备油中溶解的故障特征气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息。该色谱在线监测系统分析周期短，分析周期可调，适合色谱跟踪分析。

通过比较油色谱数据，我们可以发现，在线油色谱数据变化情况基本等同于离线油色谱数据变化情况，但是，从数据绝对值方面来说，二者之间存在着显著的差别。除此之外，在在线油色谱数据中，具备良好的连续性与稳定性，能够将变压器的健康情况正确表现出来。

在变压器油色谱在线监测系统中，不单单能够对油色谱数据的变化情况，开展实时监控工作，还能够开展数据分析与故障诊断等工作，在对变压器故障类型进行判定的过程中，应用最为普遍的故障诊断方法包括三种，即改良三比值法、立方体图示法、大卫三角形法，利用这三种故障诊断方法，分析并诊断天湖变电所1号主变的油色谱在线监测数据。

通过利用这三种诊断方法，均得出在某水电站3号主变出现了油中热故障特征气体组份含量、乙炔组份含量增长中过热故障，为了对判断结果的精确性进行验证，运用改良三比值法，计算离线油色谱数据，计算结果也表明确实存在着中过热故障，该结果与在线油色谱数据三种诊断方法结果相同，所以，可以保障油色谱在线监测故障诊断功能的精确性。

4 存在的问题分析

4.1 载气管理

通常情况下，变压器油色谱在线监测系统的载气源都是高纯氮气瓶。由于钢瓶中所存储的氮气量有限，经过一段时间的使用后，就会出现高纯氮气使用完毕或欠压情况，很难继续开展检测工作，无法保障在线监测系统检测功能的连续性。在各次的检测工作中，所花费的高纯氮气量基本不会发生变化，高纯氮气瓶具有固定的含气量，利用相关计算，就能够将一瓶高纯氮气使用时间估算出来，通过对气瓶更换时间进行记录，可以提前一至二周对气瓶进行更换，确保系统运行的连续性与稳定性。在场地允许的情况下，为了缩减气瓶的更换次数，可以对大容量的高纯氮气瓶进行运用。

4.2 仪器标定

无论是在线色谱仪，还是离线色谱仪，都应当定期开展标定工作。应用范围最为广泛的就是外标法。对于离线色谱仪而言，在各次开机的过程中都应当进行标定，倘若长时期不注重标定工作，会对检测数据的精确性造成影响，特别是在对载气瓶进行更换之后，应当迅速开展标定工作，有效避免数据偏差过大情况的发生。为了使仪器标定这一问题得到顺利解决，可以将仪器自动标定的功能模块加入至变压器油色譜在线监测系统中来。

5 结 语

变压器油色谱在线监测装置的应用及管理方法的提升，为充油设备管理提供了新的管理思路，使形成清晰高效的异常缺陷设备闭环管理机制成为可能。在实践运用中，借助于该管理思路，提升了工作效率，取得了显著的经济效益和社会效益，对保障电网安全稳定运行提供了技术支持。

参考文献

[1]商 超.变压器油色谱在线监测系统的分析[J].科技经济导刊，2017（27）：79.

[2]臧 宁.油色谱在线监测系统在马马崖发电厂的应用研究[J].科技资讯，2015，13（29）：30～31.

收稿日期：2018-10-10

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