电力变压器油色谱在线监测技术综述

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1、第31卷第l1期华电技术V01．31No．1l2009年l1月HuadianTechnologyNov．2OO9电力变压器油色谱在线监测技术综述孟源源，刘炜(广东电网公司电力科学研究院，广东广州5l0600)摘要：介绍了各类型电力变压器油色谱在线监测设备的原理，对多组分在线监测设备通过油一气分离以及混合气体分离和检测2个关键技术进行了重点介绍，提出了建立大型变压器油色谱在线监测系统的建议。关键词：变压器；多组分在线监测；油一气分离；混合气体分离和检测中图分类号：TM4o6文献标志码：B文章编号：1674—1951(20o9)l1—0050—03O引言变

2、压器是电力系统中的重要设备之一，其安全运行状态直接关系到系统的安全稳定。油中溶解气体分析是大型变压器故障诊断的最有效的方法之_lj一，传统的实验室油色谱分析有周期长、从取样到运送测量环节多等缺点，而在线监测技术很好地器弥补了这个缺点，能够在线持续地测量变压器油中的气体情况、长期储存测量结果、提供变压器某一时间段的油中气体的趋势，对于及时发现变压器潜伏图1单组分在线监测设备测量原理性故障，避免发生电力系统重大事故有重要作用。油一气分离装置将油中的气体进行分离，再通过气目前，国内外生产的变压器油色谱在线监测设体检测系统检测各气体的具体含量，然后将数据进备大

3、体分为2类：一种是监测某种单独气体或以某行采集处理分析，具体流程图如图2所示。种气体为主的几种气体综合浓度的单组分油色谱在油一气混变压器油卜I合—物—一混合气体线监测设备；一种是测量油中多种气体的多组分油油、气分离混合气体色谱在线监测设备。分离和检软件分析判断卜-——数据采集和处理测1单组分在线监测设备此类设备的基本原理是使变压器油中溶解的故图2多组分在线监测装置运行流程图障气体通过监测设备中的渗透膜进入反应装置，与多组分在线监测设备具有检测气体种类多、检空气中的氧气发生反应，作用出一个电信号，根据此测数据与实验室测量数据具有可比性、能够直接根电信号的

4、大小就可标定出油中故障气体的多少。这种设备具有体积小、价格低、不需定期更换、不需载据数据对变压器故障进行分析诊断等优点。但同时气、基本实现了免维护等优点。但是，此种在线监测也具有体积较大、维护工作较单组分设备大、价格高设备所测量数据与实验室测量气体含量数据有较大等缺点。误差，因此，主要对变压器油中气体含量的变化趋势目前，多组分在线监测设备类型很多，基本上都进行监测。设备进行报警后，需尽快进行实验室色是按照油一气分离以及混合气体的分离和检测2个谱分析，以确定具体的报警原因。单组分在线监测部分来区分的，这2个部分也是多组分在线监测设设备测量原理图如图l所示

5、。备的2个关键技术部分。2多组分在线监测设备2．1油一气分离技术油一气分离是指将变压器油中的气体从油中分多组分变压器油色谱在线监测设备主要是通过离出来，目前国内外主要的油一气分离技术有膜分收稿日期：2009—07—15离技术、顶空脱气技术和真空脱气技术。第11期孟源源，等：电力变压器油色谱在线监测技术综述·51·2．1．1膜分离技术作为载气，在线设备安装现场条件很难满足，故很少某种高分子膜的透气性可使油中气体通过膜而采用，因此，目前在线监测设备较常采用的是TCD与油分离开来。这种分离技术对膜的要求很高，既和半导体传感器。要求高分子膜在设备运行时不能发生

6、蠕动和破损、在TcD传感器和半导体传感器中，TcD传感器使用寿命长，又要使脱气的时间即油一气平衡时间i贝0量精度较半导体传感器低，但测量的线性度却比缩短，以满足在线监测的要求。半导体传感器好，检测速度也较半导体传感器快。目前采用膜分离脱气的在线设备具有结构简2．2．2光声光谱法单、维护量少，对变压器油无污染、不消耗，脱气过程光声光谱检测技术是基于光声效应的气体检测不带入空气等优点。但也有对膜的质量要求高，油方法。光声效应是由于气体分子吸收电磁辐射(如气平衡时间(大多在6h以上)相比于其他脱气类型红外线)而造成的，特定气体吸收特定波长的红外仍较长等缺点。

7、线后温度升高，但随即以释放热能的方式退激，释放2．1．2顶空脱气技术出的热能使气体产生成比例的压力波。压力波的频顶空脱气的主要原理是油样进入脱气模块后，率与光源的斩波频率一致，并可通过高灵敏微音器把载气通入油中，在持续的气流吹扫下，样品中的组检测其强度，压力波的强度与气体的浓度成比例关分随载气逸出，并通过一个装有吸附剂的捕集装置系]。光声光谱测量原理图如图3所示。寿克风进行浓缩，在一定吹扫时间之后，样品中的组分全部或定量进入捕集器，由切换阀将捕集器中的组分迅速切换到色谱柱中进行分离。采用这种分离技术具有脱气速度快(一般仅需15～30min)、效率高、重

8、复性好等优点，但油样与气样之间没有隔离，脱出的气样中会含有少量的油蒸汽，从而造成对色谱柱的污染