油色谱在线监测在状态检修中的运用.doc

油色谱在线监测在状态检修中的运用 一、前言 随着社会经济迅猛的发展，对电力的需求与日俱增，电力事业得到了蓬勃发展，电力系统的装机容量和电网规模日渐壮大，电力变压器作为电力系统的主要设备之一，保证电力变压器的安全可靠运行，对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义，因此，国内外定期进行预防性维护。但是随着人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高，逐渐认识和发现定期进行预防性试验的预防机制存在的缺陷和不足。即使整体预防性试验合格，仍然时有故障发生。定期的预防性维护无法及时、真实反映在运行电压下电力变压器的绝缘性能和整个工作状况，因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目，电力变压器油色谱在线监测系统就是其中之一。 近年来，随着计算机技术、网络技术、微电子技术和高灵敏度传感器技术的日益发展和成熟，使得电力变压器油色谱在线监测系统进入了大面积应用阶段。目前，电力变压器油色谱在线监测系统以其能实时监测电力变压器绝缘油的状态，有利于及时发现电力变压器潜伏性故障，早期排除电力变压器隐患，避免突发故障的发生等特点，为电力变压器的长期稳定运行提供了有力的保证，有效保障了电力系统的安全、可靠运行，而得到广泛应用。 二、色谱离线监测及色谱在线监测方法 一）从预防性维护机制形成以来，电力生产部门通过对运行中的电力变压器定期取油样，分析油中溶解气体的组分、含量及产气速率，来判断变压器内部是否存在潜伏性故障。油色谱离线监测是将变压器油取回实验室中用色谱仪进行分析，但此法存在系列不足之处： 1、需要对被测试设备进行取样作业，在准备取油样到实验室分析的过程中，取油样作业程序较繁琐、复杂，整个作业过程中花费的时间和人力较高； 2、取油样时动作不规范，油样脱气率不高或者可能存在的其他人为因素都会导致测试数据失真； 3、检测周期长，一般在3个月以上，不能及时发现潜伏性故障和有效的跟踪发展趋势。按《预防性试验规程》Q/CSG114002-2011规定变压器油色谱试验500kV电压等级试验周期3个月，220kV电压等级试验周期半年，110kV电压等级试验周期1年。 二）相对于电力变压器油色谱离线监测，油色谱在线监测虽然是分析油中溶解气体，但它是直接在电力变压器现场实现油色谱的定时在线智能化监测。不仅可以及时掌握电力变压器绝缘油的状况，发现和跟踪存在的潜伏性故障，并且可以及时根据专家系统对故障自动进行诊断，以便监控人员迅速作出处理。油在线监测系统具有以下特点： 1、无需工作人员进行取样工作，监测系统自动完成取样工作，减少由于取样的繁琐、复杂过程，减少作业过程中所花费的人力及时间; 2、集油样采集、组分分析、信号传输等功能于一体，在一定程度上消除了在采样过程中因人为因素造成的误差； 3、具有远程控制客户端，检测数据可通过GPRS无线网络或局域网传输至远方后台客户端，实行实时监控； 4、分析周期短 三、各类型油色谱在线监测系统 近年来，随着计算机技术、网络技术、微电子技术和高灵敏度传感器技术的日益发展和成熟，电力变压器油在线监测技术的不断进步和电力行业状态检修的迫切需求，各种油中溶解气体在线监测系统不断涌现，在线监测技术得到不断发展及完善，油中溶解气体在线监测系统得到了广泛的应用。 一）从检测机理上讲，现有油中气体检测产品大都采用以下三种方法。 1、气相色谱法 油在线监测系统气相色谱法始于离线色谱原理，气体组分被色谱柱中，经过色谱柱将组分分离，依次进入检测器，各组分的浓度被检测器检测，转换成与浓度成正比例的模拟信号，转换，经通讯系统将数据传输到色谱在线监测工作站，工作站软件可对色谱数据进行计算分析，自动生成浓度变化趋势图，并通过专家智能诊断系统进行故障诊断。 2、传感器法。 随着传感技术、微电子技术、半导体技术及相关领域技术的不断开发应用和完善，应用于油在线监测系统的传感器的种类日渐增加，现多采用半导体型、催化燃烧型、燃烧电池型传感器。此类油在线监测系统内置多个传感器，不同传感器对不同气体的敏感度不同，结合微电子技术进行数模转换，对不同气体组分进行检测，不需要进行油气分离工作，就能实现对油中各种气体组分浓度的在线监测。 3、光谱法 近年来，随着科技不断发展创新，国内外已研究出利用吸收光谱原理制成的光敏气体传感器，并成功应用于油在线监测领域。光谱法又可分为红外光谱法和光声光谱法两种。 3.1红外光谱法。 红外光谱法技术是利用朗伯—比耳定律：吸光度与气体浓度以及光程具有线性关系。由光谱扫描获得吸光度并通过吸光度定律计算可得到气体的浓度。红外光谱的分析测定技术大体可以分为两大类：一类为透射光谱法，一类为反射光谱法。透射光谱法就是把待测样品置于作用光与检测器之间，检测器所检测到的分析光是作用光通过样品体与样品分子相互作用后的光，透射光的强度与样品组分