变压器油中溶解气体在线监测系统的应用与管理

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1、湖南电力第33卷增-?lj1HUNANELECTRIC19OWER2013年7月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．Z1．016变压器油中溶解气体在线监测系统的应用与管理彭琳峰，刘小玲，周舟，胡旭(湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)摘要：介绍在线色谱与其他油中溶解气体在线监测技术的优缺点，总结现有油中溶解气体在线监测产品的使用情况以及相关新产品的研发状况，提出对变压器油中溶解气体在线监测装置进行统一管理以及选择性安装的原则。关键词：变压器油；在线监测；油中溶解气体；应用；管理中图分类号：T

2、M406文献标识码：B文章编号：1008—0198(2013)S1．0055．06变压器的运行状态安全与否直接关系到整个电1油中溶解气体在线监测技术力系统的稳定。监测变压器的运行状态，及早发现变压器运行中存在的故障隐患，对保证变压器的正1．1在线色谱常工作具有重要意义1．2J。变压器在线色谱监测系统通过热油冷却、柱箱作为判断变压器运行状况的常用方法，气相色与检测器温度控制、油气分离、气路切换、基线的谱法的优点是能够进行油中溶解的各种气体浓度的自动调节、样气的定量与进样、定量分析、数据采定量分析，几十年来取得了巨大的成功，形成了系集与处

3、理等流程，部分或全部地测定变压器油中溶列标准。但在实验室进行色谱试验不易监测故障气解的H2，CO，CO2，CH4，C2H2，C2H4，C2H6以及体早期生成的速度。繁琐的人工操作可能引起结果各自的增长率。要实现变压器在线色谱监测。关键误差。而且由于检测周期的限制．无法在2次试验技术在于油气分离与检测器(见表1，2)。的时间间隔内对变压器进行有效的监测。不利于预表1油气分离技术比较防设备事故的发生j。直到单组分气体在线监测仪、以及多组分气体在线监测仪的问世才使这一状况得以缓解]。变压器油中溶解气体在线监测系统能够在线持续监测特征气体含量

4、，提供气体变化趋势信息，及时发现潜在故障，进行寿命预i贝4．对实现状态检修具有决定性的作用。有资料报道，日本实施在线监测及故障诊断后，设备事故率减少75％，维修费用降低25．5％]。近年来，随着高电压技术、材料技术、测试技术、计算机技术和光电信息等技术的发展。变压器油中溶解气体在线监测技术在不断进步]，同时由于电能供需矛盾的日益加大和供电可靠性要求的逐步提高，实施状态检修的需要也越发迫切，各种变压器油中溶解气体在线监测装置不断涌现。收稿日期：2013—04．15·55·第33卷增刊1湖南电力2013年7月应用于变压器在线色谱监测系统的

5、油气分离技测系统。复合分布式气敏传感器¨。是将多个具有术要求能够快速、自动、无污染、长寿命以及不消不同工作温度与工艺的金属氧化物传感器组合构成耗变压器油的条件下高效分离出变压器油中溶解的一个传感器阵列，当从油中分离出混合气体后，不微量故障特征气体。表1中为目前常用的几种油气同的传感器个体分别响应各自的特征气体，从而达分离技术，从复杂程度、造价方面考虑。膜分离技到取消色谱柱的目的。针对混合气体的分析易受交术能够较好地满足在线监测的要求，应用较多¨叭。叉干扰而使测试结果不准确的问题，研究人员应用但从理论分析以及实际案例¨¨看，采用真空脱气

6、神经网络、粗糙集、模糊数学等手段对软件处理进技术应用于变压器在线色谱监测系统具有良好测试行改进，提高传感器测试的准确率¨。佟继春等精度以及准确性，可能成为变压器油中溶解气体在人提出了将气体传感器阵列与神经网络技术相结线监测系统脱气技术的发展方向。分离后的特征气合，采用BP神经网络进行识别，有效地提高变压体通过选择表2中适当的高灵敏检测器进行测量．器故障特征气体的分辨率和检测灵敏度[15]。张国达到真实反映油中溶解气体含量的效果。云等人应用改进的BP神经网络模式识别原理实现表2高灵敏检测器比较了对气体的组分与含量的分析，CH，C，H识别

7、绝对误差不超过2L／L，H，的检测误差为12％，CO，的检测误差不超过1％，CO，C，H，，C，H的检测误差分别为15％．8％，1％【16]。利用光声光谱技术对变压器油中溶解的特征气体进行分析，同样可以实现对变压器故障在线监测。刘波等人构建了一种基于光声光谱技术的变压器油中溶解气体在线监测系统．研究了光声光谱法测量、气体池设计、特征吸收频率的确定以及采用超声波技术进行光声测量等关键技术方法¨。刘其次．变压器在线色谱监测系统还需要自动、先勇等人研究表明．使用光声光谱法实现油中气体智能的色谱数据处理方法，以及稳定的环境适应能的在线检测，不

8、消耗被测样品，不需要消耗载气，力。其中，进行色谱信号预处理能够有效地提高色而且不需要使用色谱柱和复杂的气路控制系统。谱信号处理的精度，便于下一步算法的处理，目前综合上述3种变压器油中溶解气体在线监测技一般采用滤波方法去除