变压器油色谱在线监测系统分析

  摘 要：随着我国电力系统电压等级的提高与电力设备容量的增大，人们对供电系统的安全稳定性能也提出了更高的要求。在供电系统组成中，变压器是电力系统的主力设备之一，是维系供电系统可靠运行的关键部分。本文介绍了变压器油色谱在线监测系统的组成原理，对实现在线监测油色谱的相关途径进行分析，并给出优化变压器管理的一些建议。

     关键词：变压器油色谱；在线监测系统；系统改进措施

      引言

      在社会经济飞速发展的同时，各地区对于能源的要求也随之增加，供电可靠的重要性也不言而喻。在我国电力工程的项目建设中，应用油色谱技术进行电力系统的分析工作是近年来的发展重点。良好的监测工作对于电能的供给，输电的保护，电气电网的良好运行是无法替代的。因此我们要做好变压器油色谱在线监测系统的革新和管理，全面提升电力系统的监测水平。

      1、变压器油色谱在线监测系统结构和工作原理分析

      气相色谱法是目前应用于石油化工企业最为有效的分析方式之一，在变压器的内部故障分析也有着广泛的应用效力。随着自动化技术、信息网络技术、智能管理技术的发展，利用新型气象色谱技术来提高变压器故障分析工作的灵敏性、快捷性和准确性已然成为当下变压器油色谱在线监测系统的重要发展目标。

      目前，我国使用的变压器油色谱在线系统主要由气体采集器、数据收集器、数据处理器、监控软件、载气和连接附件组成。系统在微处理器的调控下，进行一系列诸如油液冷却、气体萃取、线路清洗、温度调控、数据分析和故障诊断等工作，主要的工作原理是将变压器油液经过连接管进入到气体采集箱，经过气体萃取环节后分析处变压器油液中的溶解气体，萃取后的气体在内置气泵的作用下进入到电磁阀控制的定量管之中，在载体的作用下进入色谱柱，然后系统根据色谱柱的顺序将气体转换成电压信号并经过数据处理器进行数据的采集和分析，最终实现变压器故障的实时在线监测[1]。

      2、变压器油色谱在线监测系统的典型故障分析

      本文选取一例由于检测数据突然发生剧烈变大的故障实例进行分析，其大部分特征气体的数据接近为0。在变压器油色谱在线监测系统故障分析前，首先要排除由于数据处理问题所导致的上传数据错误的可能。由于在故障发生时，数据变化的趋势是不可调控且不可预知的，在特征气体量减少的同时会导致油液样品采集部分无法顺利采集到足够的油液进行分析，导致油液中溶解气体含量变少，使得系统数据分析无法顺利进行。

      首先针对载气气压、气瓶高压侧以及低压测压力进行检查，检测结果为三种压力表均处于正常范围内，无明显故障现象。据此可以排除因载体不足所导致的变压器油色谱在线监测系统故障。

      其次是针对色谱柱进行检查，分析色谱柱是否存在老化的现象从而影响变压器油色谱在线监测系统的正常使用，分析样品气体在经过色谱柱时，是否能够有效地将气体中各组分气体进行正常的分离，所得出的数据是否会造成异常。

      再次是针对油气分离单元进行故障检测分析，若是油液气体分离单元不存在问题，故障原因就是变压器油色谱在线监测系统故障内置的气泵损坏，无法有效将气体输送到电磁阀的定量管内，导致绝大部分的气体样本无法顺利进入到色谱分析系统中进行数据处理，无法进行正常的监测工作[2]。

      3、变压器油液色谱在线监测系统的运行特点分析

      变压器油色谱在线监测系统主要有以下几种运行特点。其一是针对气体样本应用色谱分析原理针对变压器故障参数进行分析，对变压器油液中溶解的七种特征气体进行全面的分析处理，以此来实现变压器油色谱在线监测。其二是基于最新的微型技术来开发检测仪器，具有与实验室基本相同的气象色谱分析灵敏度。其三是使用吹扫一体的脱气技术进行油气分离，油液中气体会经过多次萃取过程，从而能得到足量、足质的样本气体供变压器油色谱在线监测系统分析。其四是变压器油色谱在线监测系统分析故障流程迅速，只需要15分钟左右就可以完成进油、脱气、色谱分析等一系列环节。其五是在监测主机中会保存有特征气体的标准样本，从而能够及时对各设备的运行参数进行调整，保证设备的运行稳定性和准确性。其六是拥有有线通讯和无线两种通讯方式，能够及时将电力系统中的变压器故障数据进行收发和处理，并具备数据传输、远程监控和智能管理等功能。其七是具备自动化的温度调控系统，能够根据不同的工作环境自动调控气体分析时所需的温度环境，保证色谱分析的准确性和稳定性[3]。

      4、完善变压器油色谱在线监测系统管理的途径

      4.1 提高系统故障分析能力

      变压器油色谱在线监测系统能够有效为供电系统提供变压器的故障参数，帮助供电系统稳定可靠的运行。因此我们要对在线监测系统的软件系统和硬件设施进行优化，提高变压器油色谱在线监测系统的反应速度，减少故障诊断时间，保证供电系统中的变压器油色谱在线监测系统可以在第一时间段内为工作人员提供切实有效的故障数据，为工作人员高效解决供电系统故障，维系供电系统稳定运行做出贡献。系统可以根据远程控制所接受的信号，自动的变更监测周期和监测流程，以此来适应不同计划下的监测工作。

      4.2 人员的配备和设备的日常维护

      工欲善其事，必先利其器。良好的设备维护是保证变压器油色谱在线监测系统运行安全的前提，对变压器油色谱在线监测系统维护相关设备需要的专业人员进行培训。在变压器油色谱在线监测系统的运行中，工作人员一定要做好油色谱分析设备的日常管理和维护工作。在设备的日常管理主要分为两个部分：一个部分是技术人员的管理安排，对于操作供电系统维护设备的技术人员的技术审查和技术培训要合理有序地进行下去，对于维护人员的工作进度管理也要分批次进行。另一个方面就是对变压器油色谱在线监测系统设备的日常检修管理，对于整个供电系统的电气设备损耗程度和日常运行情况要有一个明确的意识，一旦出现了设备的异常要及时联系工作人员进行检修。特别是在部分北方地区，冬季长时间的严寒天气会给监测主机的机体带来不利的工作环境。箱体内的温控装置会进行较长时间的温度调控来维系正常监测工作所需的工作温度，部分油液还可能出现凝固现象，在遇到紧急情况时不利于及时启动。

      4.3 提高设备故障数据采集能力

      在变压器油色谱在线监测系统中，数据采集分析系统要契合当前供电系统的硬件工作情况，在保证参数输入正确的情况下能够对于变压器的各项参数得以精确的定位和数据采集，并加以分析处理，提供给供电系统运行的各部门，保证供电系统的正常运行。并极大地简化了数据采集及分析的过程，将复杂的程序融合成短短几个步骤，提高了监测的准确性，做到了操作智能化。对实时的故障进行一个监控，从而保证供电系统的运行稳定性。

      4.4 加强各部门协调工作能力

      变压器油色谱在线监测系统需要各部门之间通力合作才能保证整个系统的正常运行。管理部门、维护部门和检修部门要紧密配合，并将变压器油色谱在线监测系统的各部门检修和维护责任下达到个人中，以此来避免检修和维护工作不当的问题出现。

      4.5 及时更新技术手段

      随着社会和科学技术的不断发展，人们生活水平提高的同时也增加了配电线路的分布范围，这也变相的提高了人们对供电系统的发展要求。因此，应用各种新技术和新设备来提升工作效率十分重要。如今，配电网络已经实现了对变压器的有效监控，检修和维护人员可以使用电子仪器来随时随地了解线路的供电状态，通过变压器油色谱在线监测系统，工作人员还可以自主的对故障线路进行选择性维护，以此来减少维修时间和停电时间，从根本上提升供电线路的运行稳定性[4]。

      5、结束语

      变压器油色谱在线监测系统是供电系统的重要组成部分，为提升供电安全性和稳定性，我们要从加强故障分析能力、协调各部门工作等方面入手，更新检修和维护的技术手段，全面推进我国供电系统的建设工作。

文章作者：冉佳灵

转自：继保高压技术交流公众号