【正文】 目的背景及意義大型變壓器作為電力生產(chǎn)和輸送的主要設(shè)備，是整個發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其安全性能至關(guān)重要。 400 千伏及以上電壓等級換流變壓器、 500 千伏油浸式變壓器應(yīng)配置油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置； 500 千伏（ 330 千伏） 電抗器、 330 千伏、 220 千伏油浸式變壓器宜配置油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置； 對于 110 千伏（ 66 千伏） 電壓等級油浸式變壓器（電抗器） 存在以下情況之一的宜配置油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置：① 存在潛伏性絕緣缺陷；② 存在嚴重家族性絕緣缺陷；③ 運行時間超過 15 年；④ 運行位置特別重要。變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置可對大型變壓器進行狀態(tài)實施在線監(jiān)控，通過分析油中特征氣體濃度，隨時可掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和診斷其內(nèi)部故障，彌補了實驗室色譜分析方法不能及時迅速監(jiān)測的缺憾，為實時掌握變壓器的運行狀態(tài)提供了重要數(shù)據(jù)，從而提高設(shè)備的管理水平，因此是保證變壓器及電網(wǎng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要手段。若存在潛伏性過熱或放電故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)生速度。監(jiān)控工作站組成①無線通訊接收模塊；②工作站監(jiān)測軟件；③專家故障診斷系統(tǒng)。當兩相做相對運動時，樣品各組分在兩相間進行反復多次的分配：不同分配系數(shù)的組分在色譜柱中的運動速度就不同，滯留時間也就不一樣。適用于色譜柱和檢測器的載氣種類很多，系統(tǒng)采用高純氮氣作為載氣，采用壓縮的方法獲得高壓氮氣，相對一些其他的高純氣體發(fā)生器，取材方便，技術(shù)更成熟，故障率低。監(jiān)控工作站打開后的界面如圖，左邊是設(shè)備信息，選擇不同的設(shè)備可以查詢相應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，下方是數(shù)據(jù)的“詳細列表”，按日期排序，上方是軟件的功能鍵，中部的曲線圖是各組分的趨勢圖，可以顯示單一組分或多個組分的長時期的變化趨勢，根據(jù)需要可以放大，顯示特定日期的組分濃度數(shù)據(jù)變化情況。注：導則推薦變壓器和電抗器總烴產(chǎn)氣速率的注意值如表所示。計算公式如下：式中：Mi：最小檢測濃度； L：試油濃度； H：峰高。因此，我們經(jīng)過認真比較和研究，決定使用動態(tài)頂空脫氣原理技術(shù)。④ 工控計算機一般的傳感器檢測可以直接得到組分的濃度數(shù)據(jù)，色譜分析檢測不同，檢測器傳來的信號只能形成譜圖，需要對譜圖進行分析和計算才能得到組分的濃度數(shù)據(jù)。多個色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通過無線通訊系統(tǒng)可以發(fā)送到一臺或多臺計算機上，同時一臺計算機可以監(jiān)控所有色譜在線系統(tǒng)。項目相關(guān)技術(shù)關(guān)聯(lián)圖九、項目實施成果該系統(tǒng)完成后的的成果包括色譜在線監(jiān)測裝置和無線監(jiān)控工作站軟件兩部分。主機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)主機控制系統(tǒng)包括溫控模塊、電源、檢測器電路、狀態(tài)檢測電路、工控計算機。項目研究的詳細內(nèi)容包括：油氣分離和自動進樣的實現(xiàn)變壓器油氣分離技術(shù)是色譜在線關(guān)鍵技術(shù)。另外對儀器不作校驗，往往造成數(shù)據(jù)不準確，與試驗室可比性差。計算方法： Ra=(Ci2Ci1)/△tG/d。它在移動終端和網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)了“永遠在線”的連接 。譜圖由基線和各組分形成的峰組成，組分峰的高度與其濃度存在系數(shù)關(guān)系，計算公式如下：式中：Xi－油中溶解氣體ｉ組分濃度，ｉ代表一種組分，比如C2H2；　　?。胹i－標準氣中ｉ組分濃度；　　　ｈi－油樣中ｉ組分的峰高；ｈis－標樣中ｉ組分的峰高；Ki－ｉ組分的校正因子。組分分離技術(shù)油氣分離得到的氣體樣品是混合氣，需要使用色譜柱分離，當氣樣中所含有的混合物經(jīng)過色譜柱時，就會與色譜柱中的固定相發(fā)生相互作用。這些故障氣體的組成和含量與故障的類型極其嚴重程度有密切關(guān)系。美國的GE公司開發(fā)的光譜在線監(jiān)測系統(tǒng)性能較為先進，分析速度快，只需要幾分鐘，耗油少，數(shù)據(jù)準確度高，唯一的缺點是靈敏度不夠高，最低檢測限1μL/L，有效檢測限5μL/L。 主要技術(shù)經(jīng)濟指標本工程靜態(tài)總投資： 萬元。根據(jù)此配置原則的規(guī)定作出某電業(yè)局變壓器加裝油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可行性報告。該成果推廣后，能夠大幅度提高大型變壓器的狀態(tài)監(jiān)測水平，及時發(fā)現(xiàn)潛伏的內(nèi)部故障。當產(chǎn)氣速度慢，產(chǎn)氣量小時，氣體大部分溶于油中。系統(tǒng)的工作流程如下：用戶設(shè)定的工作時間到后，系統(tǒng)打開進油管路，變壓器本體油依靠自身油壓經(jīng)取樣口進入油氣分離裝置，溶解氣體被分離出來，殘油排入油箱，溶解氣體跟隨載氣經(jīng)過色譜柱分離，進入檢測器，各組分的濃度被檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，送入工控計算機采集成譜圖，經(jīng)過譜圖分析和峰處理，得到各組分的濃度數(shù)據(jù)，通過無線遠程通訊系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綆в袩o線接收系統(tǒng)的色譜在線監(jiān)測工作站上，工作站軟件可對色譜數(shù)據(jù)進行分析，自動生成濃度變化趨勢圖，并通過專家智能診斷系統(tǒng)進行故障診斷。分配系數(shù)小的組分會較快地流出色譜柱；分配系數(shù)愈大的組分就愈易滯留在固定相內(nèi)，流過色譜柱的速度較慢。 主機控制系統(tǒng)主機控制系統(tǒng)包括溫控模塊、檢測器電路、狀態(tài)檢測電路和無線通訊模塊等。工作站的專家故障診斷系統(tǒng)采用了國標推薦的以下幾種故障診斷方法。如果以相對產(chǎn)氣速率來判斷設(shè)備內(nèi)部狀況，則總烴的相對產(chǎn)氣速率大于l0%／月時應(yīng)引起注意。下表為一標準油樣的濃度、峰高和理論最小檢測濃度。其優(yōu)點是頂空色譜理論成熟，操作環(huán)節(jié)少，精度高，重復性好，雖然計算和對比試驗工作量大，但可通過計算機軟件很方便完成，因此特別適用現(xiàn)場在線使用。譜圖分析是一個復雜的數(shù)據(jù)處理過程，同時需要很高的智能性，因此在主機內(nèi)安裝了工控計算機，可以直接運行高級軟件，系統(tǒng)也易于升級和維護。十一 編制原則和依據(jù)國家電網(wǎng)公司《變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導則》 國家電網(wǎng)科〔2009〕1535號《智能變電站技術(shù)導則》Q/GDW 3832009。八、 項目實施整個項目實施內(nèi)容包括以下幾個方面的內(nèi)容：（1）、動態(tài)頂空脫氣試驗（2）、檢測器靈敏度試驗（3）、譜分析流程試驗（4）、電路控制試驗（5）、無線通訊試驗（6）、監(jiān)控工作站編程與調(diào)試（7）、系統(tǒng)整體性能測試以上內(nèi)容中硬件部分采用與協(xié)作方和配套廠商聯(lián)合開發(fā)的方式，軟件方面由我們提出功能需求，由專業(yè)軟件公司進行開發(fā)，最后由我們對整個項目的功能需求、性能進行測試和驗收。整個系統(tǒng)具有較低的信號噪聲，從而實現(xiàn)了較高的靈敏度。項目采用的頂空脫氣技術(shù)、色譜分析技術(shù)和熱導檢測器，均為GB/T 176231998 《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》推薦的分析方法，核心技術(shù)與試驗室色譜完全一致，因此完全符合國標要求，數(shù)據(jù)與試驗室色譜分析結(jié)果具有可比性。 目前，國內(nèi)外色譜在線都對后期校驗和維護工作重視不夠，一般是設(shè)備有問題或停運時，廠家才去維護，影響正常使用。單位為毫升/小時。④無線通訊系統(tǒng)無線通訊系統(tǒng)具有遠程監(jiān)視和測量及控制功能， 一般的通訊方式是在現(xiàn)