浅析变压器油中气体的分析与在线监测分析研究 计算机专业VIP免费

浅析变压器油中气体的分析与在线监测摘要：运行中的变压器由于各种原因产生的故障,都会使绝缘劣化产生一部分的气体溶解在油中，不同的变压器故障所产生的气体组成组分是不相同的,通过分析油中气体的组成成分的含量可以判断变压器内部的故障或故障隐患。将变压器油中劣解出来的低分子气体分类进行定量检测，用来监测变压器中绝缘介质发生的故障和老化程度。原理和常规气相色谱分析的方法相同。在线监测就是在现场将变压器中的油经循环管路或经传感器送入脱气装置，在进人分析仪，经过对数据的处理打印出气体的色谱图和含量值，作为分析判断的依据。关键词：变压器油溶解气体分析故障诊断在线监测随着我国经济的发展，用电量逐年增加，变压器作为电力系统的核心设备，其故障对整个电网的稳定和安全运行具有重要的作用。为了能够提供稳定、可靠、经济的生活和生产用电，在电力系统中对电力设备运用在线监测及故障诊断就显得尤其重要。变压器的在线监测主要有两种方式：分布式监测与集中式监测。分布式监测就是利用测试仪器对变压器测取信号进行就地测量；集中式监测则是对所有变压器进行巡回或自动监测。变压器的在线监测是根据变压器各自的电气和机械特性，采用油中溶解气体在线分析方法对变压器的运行状态进行监测。1.变压器油中溶解气体分析分析变压器油中的气体是对运行中的变压器工作状态进行判断的基本监测手段。运行中的变压器由于各种原因产生的故障,都会使绝缘劣化产生一部分的气体溶解在油中，不同的变压器故障所产生的气体组成组分是不相同的,通过分析油中气体的组成成分的含量可以判断变压器内部的故障或故障隐患。变压器油中溶解气体在线监测的关键技术包括油气分离技术、混合气体检测技术。1.1变压器的油气分离对变压器中的气体进行检测，必须要把气体从油中分离出来再进行测量,所以，将故障特征气体从变压器油中脱出是实现离线检测和准确计量的关键。在线进行油气分离的方法主要有真空脱气法、动态顶空脱气法、薄膜/毛细管透气法及血液透析方法等。1.1.1真空脱气法真空脱气法又包括真空泵脱气法和波纹管法。所谓真空泵脱气法，是利用真空脱气的原理进行脱气。效率最好的色谱在线监测仪是采用吹扫-捕集的方式进行脱气,脱气率可以达到97%以上；波纹管法则是用电动机带动波纹管采取反复压缩、多次抽真空的方法,将溶解在油中的气体抽出。1.1.2动态顶空脱气法该方法是利用采样瓶中的搅拌子的旋转,使油样被搅动脱气；脱出的气体通过检测装置后又返回到采样瓶油中。通过这种方式测量气样浓度,如果前后测量的数值一样,脱气过程就完成。该方法重复性较好、脱气效率较高,测量一致性非常高。1.1.3薄膜/毛细管透气法有些聚合材料薄膜具有液体不能通过只能让气体透过的性质,适合在连续监测时,从变压器油中分离出溶解气体。在储气室的进口处安装高分子膜,膜两端分别连接的变压器油和气室。这样油中溶解的各种气体就可以透过膜渗透到气室中。同时,渗透过去的气体也可以透过薄膜再次溶解到油中。油中的气体在适当的温度下,经过一段时间后就可以达到动态平衡。当气体处于平衡时,气室中某种气体的含量与溶解在油中的该气体的含量成正比并保持不变。通过计算就可以得出溶解在油中的某种气体含量。该方法的缺点是：脱气速度缓慢，不适宜便携式装置的快速测量。同时,薄膜会逐渐堵塞,需要勤更换薄膜。近年来随着技术的不断进步，薄膜渗透的时间越来越短。最快的是加拿大聚四氟乙烯材料尼龙管束,渗透6种溶解气体所需时间仅为4h。我国的聚四氟乙烯膜,渗透6种气体所需时间为24h。1.1.4血液透析装置将医学血液透析装置应用到变压器油气分离上,该设备透气快、效率高，每4小时监测1次,最短监测周期可缩短到到每2小时监测1次。1.1.5不同故障产生不同的油中溶解气体变压器不同故障所产生的溶解气体施不一样的，如下表所示。不同故障产生的油中溶解气体故障类型主要气体组分次要气体组分油过热CH4,C2H4H2,C2H6油和纸过热CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油纸绝缘中局部放电H2,CH4,C2H2,COC2H4,CO2油中火花放电C2H2,H2-油中电弧H2,C2H2CH4,C2H4,C2H6油和纸中电弧H2,C2H2,CO,CO2CH4,C2H4,C2H6进水受潮...