绝缘油色谱在线监测装置测量误差偏大的原因分析

刘艳苹

摘要：绝缘油色谱在线监测系统是大型电力变压器在线监测的重要仪器。目前，我国绝缘油色谱在线监测技术日趋成熟，许多色谱在线监测系统已在该领域得到应用。特别是在当前国家电力短缺的形势下，对电力设备的可靠性提出了越来越高的要求。受试验周期的限制，变压器油中故障特征气体含量超标，无法及时检测到，导致变压器故障进一步扩大。为此，安装了色谱在线监测系统。监控重要电气设备是目前大多数电力企业的必然选择。

关键词：绝缘油色谱在线监测装置；测量误差；

前言：变压器是电力系统中最重要的设备之一。目前，大型变压器采用变压器深层油绝缘散热。变压器油是石油的分馏产物，其主要成分有烷烃、环烷饱和烃、芳香族不饱和烃等化合物。变压器在日常运行中可能分解产生气体。气体的组成和含量可以反映变压器绝缘的老化程度和变压器内部故障。因此，变压器油中的气体监测已成为变压器故障监测的有效手段。

一、绝缘油色谱在线监测装置简介

根据气相色谱原理，对变压器油中溶解气体进行在线监测和故障诊断。该系统由色谱数据采集、数据处理服务器、嵌入式软件、服务器软件和客户端软件组成。它能自动准确地定量分析变压器油中溶解特征气体，实现故障自动诊断和报警，分析故障发展趋势，具有较长的网络。具有过程监控和故障诊断功能。在线色谱监测装置主要将变压器绝缘油的检测分为油气分离、气体检测和数据处理三个主要步骤。油气分离装置将变压器油泵入油样采集装置，快速分离补充样品中的气体。然后油泵将分离的油样转移到变压器上。分离气体输送链测量管六角形阀通过内部气体采样泵，该气体采样泵为纯气体驱动的载体气缸。采样气体由色谱柱分离，依次进入气体检测器，检测气体的组成和含量。检测到的数据被传输到数据采集单元。数据采集单元完成数据转换，启动数据存储、计算和处理，并通过数据接口将数据上传到上位机数据处理服务器。最后利用上位机状态监测预警软件进行数据分析和故障诊断。

二、绝缘油色谱在线监测装置测量误差偏大的原因

1.检测方式和原理。通常情况下，我们对油色谱在线监测装置检测数据测量误差的评定是利用在线数据与实验室离线数据的偏差来反应。但是，由于发现绝缘油色谱是一个共同的系统，从油气分离、分量分离、检测成分、数据处理，不同的方法在网络和线下设备的不同部分不可避免地会产生不同的结果。例如，在油气分离器中，有各种方法可以漂白胶片、真空去污、净化上层空气等等；在气体检测单元有TCD检测器、化学传感器检测和光声光谱法三种检测原理。在线绝缘油色谱综合测绘设备和线下检测设备的过程和方法最接近于其检测和隔离数据的方法。因此，不同的检测方法和测试不同制造商的原则必然会导致错误的检测。网络控制设备制造商还应根据应用过程中发现的实际问题，对气体类型和设备类型、系统软件和其他技术进行广泛的检测和鉴定。

2.产品质量。由于在线油相色谱控制功能的实现取决于多个相互作用环节，即使使用相同的测试原则，不同的制造商也会使用不同的敏感和质量来实现其功能，以便全面考虑产品的价格、质量关系。此外，解释产品质量差异的一个重要因素是测试是如何产生的。如果一些设备制造商在生产时不检查设备作为一个整体，而是只检查单个元素（例如检索）探测器。或者是由实验室静态控制，动态模拟实际工作条件，变电站现场电磁场、温差、污染等改设备制造厂进行定量检验标准，石油样品及标准样品浓度范围或标准石油天然气设备性能影响有限。

3.安装方式。油色谱在线监测装置的进出油路一般应利用变压器本体中部或下部的取样口形成油路进行循环检测。但现场调研中发现部分设备进出油路（取油管与回油管）则全部来自同一取油法兰（一般为下部）。在线监测设备的读数总体上比较稳定，长期以来检测结果基本没有变化。监测机油光谱的输入和输出通道通常通过变压器核心或下部的取样孔来确定循环。然而，在现场调查中发现，进出管道（接收和返回管道）的设备来自同一法兰盘。因为变压器通常使用油冷却，设备绝缘油流动性弱，如果点选择和返回点油连接法兰与同一取样，检验周期较短，很容易引起反复试用绝缘油取样附近油气分离，导致数据在线监测是很小，设备的物理状态不应该是敏感的。因此，建议在基本阶段安装一个油相色谱控制装置，尽可能在两个不同的侧面栅栏中安装接入和吸出。在处理泄漏后更换油箱，到目前为止还没有发现任何异常。燃气敏感元件的特性和质量，长期稳定，不够令人满意，还有油管道的微过滤。

4.控制操作。除了上述设备固有的测试方法和原则、产品质量和安装外观不允许获得准确的测试数据外，网络油谱监视器的实际操作方法还可能影响测试结果。检测频率的增加必然会大大加速色谱柱和探测器特性的恶化，从而直接影响检测结果的准确性。除了产品质量外，油相色谱、技术和地面测量设备的网络控制装置也影响设备的正常运行，提供精确的控制数据。例如，在运行过程中及时记录气压，定期更换油箱。定期更换色谱柱或探测器；定期在线数据监测与线性误差测量数据相匹配，以及在安装隔离油网络监测、发现问题和及时保护设备方面的控制。油色谱监测系统由大量电子元件组成，通常被称为7-10年，但由于工作条件恶劣，检测频率和设备维护的频率以及网络监视器上的油相色谱绝缘时间一般为5年。在满足数据中所有统计数据的误差测量要求的网络监控设备中，最长的寿命只有4年，因此设备的使用时间越长，测试敏感度就越低。

三、建议

当油监测设备在网上使用时，控制网络控制设备以确保它们的最佳功能尤其重要。目前没有具体的标准，我们必须事先制定相应的技术管理标准。在运营两年内，不应忽视缺陷，因此，在网络控制机制投入使用后，必须定期维护网络控制设备，以测试其正常功能，比如检查载气气瓶上减压阀压力表的变化、储油罐的液面、油路管道是否存在渗油、数据采集器指示灯是否正常等。也应把变压器油色谱在线监测系统同变压器一样由运行人员进行正常的巡视检查，这样就可以减少在线监测装置在运行中异常问题出现的次数。在变压器在线监测及安装解决广大实验室分析和离线色谱分析工作，除油色谱在线监测装置自身产品质量外，定期开展在线监测数据与离线数据的测量误差对比和绝缘油色谱在线监测装置的现场校验等，发现问题及时开展设备维护。建议在严格控制从技术选择、采购、网络测试、现场安装、操作控制、定期控制、设备状况、评估整个过程的退役、技术监督和监督的全期运行，充分利用先进的技术工具进行在线检测油，有效地利用其技术优势进行精确动态检测，及时通报故障情况和快速反应，以确保网络基本设备的可靠性、安全与稳定运行。

结束语

色谱在线监测装置实现了变压器运行状态的在线监测，方便了变压器内部故障的快速诊断，对变压器及电网系统的安全、经济运行具有重要意义。因此，变压器的运维人员应熟悉其工作原理，掌握其数据查看和诊断方法。以及在运行维护中应注意的事项，以确保变压器安全稳定运行。

参考文献：

［1］对辉．聲压器油中溶解气体的分析与故障诊断，武汉武汉大学，2017

［2］张富刚．变压器油色谱在线监测装置的与应用，2018

［3］秦英，变压器三角碜故障诊断融合方法研究，北京：华在电力大学，2018