溶于变压器油中可燃性气体的化学分析方法

摘要：电力系统最重要的设备就是电力变压器，它的运行安全关系着整体电力系统的安全运作，变压器的运行状况是通过变压器油中的溶解气体的类型、含量、改变的趋势来体现的。变压器的油中溶解气体的各项指标，可以用来监测变压器的运行状态，这是我国电力部门变压器监测的重要手段。

关键词：变压器油；变压器溶解气体；化学分析；在线监测

前言：

变压器的运行会直接的影响电力系统的供电安全，在运行中以及事故的发生变压器会有一些可燃性的气体物质，这些气体的各类成分以及含量都可以作为变压器的状态判定标准。我国有关的部门都已经实施了相关的标准制度，在监测变压器时通常采用定期的抽样化验以及吊芯检查。这两种方式都是成本较高，并且供电的可靠性能极差，还不能对变压器实行随时的监测以及运行的状态预测。所以，改变当下的监测装置是必要的，以保障变压器运行正常、高效、经济。

一、变压器的状态监测以及故障的判断

1、变压器的状态监测

状态监测是一种利用设备来预测使用的寿命，采用某些的生命特征，开发特殊的设备，并且详细的分析采集的数据，最终实现预测设备的发展趋势。现阶段，有两种方式来监测电力系统的设备，离线监测以及在线监测。离线监测是定期的检查规定的项目，发现存在的问题，比如，预防性质的试验，设备的点检制度等等。它的投资量少，还监测面广泛，设备的简单方便，不过，就是反应较为迟钝、可采集的信息有限，要有别的分析系统，与变电站自动化的要求相反。在线监测就是将计算机技术作为基础，对设备进行实时的监控，它包含了现代化的传感技术以及信息技术，这样监测的信息量比较大，可以随时的反应设备的状况以及发展的趋向。

2、变压器的故障判断

故障的判断就是主动的发现出现故障的进程，提出合适的解决措施。它包括了故障的警报、定位、程度估计，也就是在设备的运行状态之下依据经验以及数据，利用相应的技术策略，将设备的状态进行判定，故障与发展的变化实行诊断以及估计。故障的诊断就是确定设备出现的故障性质、故障程度、故障的类型以及故障的部位，确定故障的前兆并将故障的发展趋向进行预测。

3、状态监测以及故障判断

变压器设备的状态监测以及故障的诊断两者是有机结合的整体。故障的诊断是以状态监测为基础的，也是决定的条件与必要的方式，故障的诊断是将监测的数据综合运用并实行信息的决策。状态监测以及故障的诊断都是运用了现代化的传感、信息、计算机技术以及相关的各个领域的技术，构筑综合的运行系统。

二、变压器油中溶解气体监测装置

1、检测装置的必要性

在我国，投入使用中的110KV和以上电压级别的油浸式变压器，互感器以及并联电抗器就已经超出了14.5万台了，并且逐年增长。这些设备在输配电中有着关键的作用，可靠性是最主要的。设备的状态检查与修护能够保障设备运行正常，能够有效的杜绝灾难性质的事故出现。

2、监测方式

电力部门使用了诸多的监测方式，来保障变压器以及其他的设备能够安全的运行，气相色谱法来监测油中的溶解气体，是最为有效的监测方式。绝缘的油在热以及电的分解下，产生氢气、一氧化碳与诸多的小分子烃类气体，这些都与设备内部的故障类型和严重的程度有很大的关系。可以通过这关联诊断设备的内部出现的故障以及监视设备的正常运作，这类设备的监测技术是充油电气设备能够安全的运作的一大方式。国际上电工委员会还制订了专门的导则IEC5676以及IEC599，国内有GB7252与DL304此种标准。

4、离线检测的局限性

在离线监测的进程来看，开始取油样，再油气分离，最后色谱分析，这当中就存在很多的问题，环节多、操作繁杂、试验的周期长，这也就不可避免会出现较大的误差。在实验室色谱技术运用广泛，将它运用于变压器油中溶解气体的离线监测。离线监测还会受到很大的人为影响。在取气的进程中，很容易造成特征气体的丢失。由电力系统的运作人员去现场获取油样，可能会受到气候、温度、湿度等自然原因的影响，导致获取的油样含量极有可能的不一致。氢气分子会在混合气体的最上部，因其分子量低，很容易的丢失。离线监测的脱气进程会很容易的造成误差，通常实验室都运用震荡脱气的方式。这种方式是将油样直接的在震荡设备中，并采用恒温，在冲入适当的氮气实行震荡，利用氮气将油品中的某些气体进行置换。但是每次的控制条件都会受到人为的影响，并且每一次氮气能置换的程度都不一样，从而误差就较大。一般传统的实验室都是用离线TCD/FID监测器色谱仪来进行离线监测的。这种仪器最大的缺点就是不能将O2以及CO有效的分离，导致在色谱的峰形上根本就不能分辨O2峰与CO峰，这样就很难的监测气体。离线监测在气体检测时会受到计划检修的极大影响，不能将速度较快的故障及时的感应。在一些发展速度比较快的变压器故障中会出现监测不到的问题，或者在监测出来的时候就已经成为重大的事故了。

三、相应的策略

增加载气含量的监测设备，因为气体在运输中会出现很多的问题。所以，要增加载气自动化监测系统，这样就会在出现问题是及时的警报以及自动的断电。并减少场内的标定工作，在现场的定标中会出现很多的不必要的麻烦，因为场内的电力部门配合较多，给施工带来很大的影响，会极大的影响施工的时间，增多售后的服务。所以，要有所有的技术方式，增强系统的自动定标功能，减少现场的定标。提升高分子聚合脱气膜的油气分离的效率，在短时间内完成脱气的运作，呈现油气的分离。找寻相应的配置能够快速的分离油气，满足要求的油气分离膜，来达到更好的成果。还有完善专家系统，因为专家系统是要直接的判定变压器的状况。在运行的数据长时间的积累，经验的不断增加，将现场的实际数据融入到专家的分析数据库中，这样专家就可以更好的应用这些数据，从而得出更准确的判定。

结语：

变压器在电力系统中有着很重要的位置，变压器发生故障，电力系统出现瘫痪的状态，电力的供应就会中断，导致一系列的电力设备运作出现波动，导致二次危害不是没可能，所以就要保障变压器的正常运作，保证电力系统的稳定运行。从而要不断的超越，追求先进，不断的努力以及技术更新。将变压器油中溶解气体的一系列分析以及化学实验的方式逐步的完善，将在线监测进一步的推进，成为国内一流监测方式。

参考文献：

[1]丁家峰，罗安，曹建，安晨光.一种新型变压器油中溶解气体在线监测仪的研究[J].仪器仪表学报，2013（7）.

[2]董艳.变压器固体绝缘的劣化与CO和CO_2含量的关系[J].变压器，2012（2）.

[3]薛福连.变压器的火灾危险性及其防护措施[J].安全，2014（3）.

作者简介：

余海芳（1976- ），女，本科，从事电力设备油化学试验研究及工作。