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摘要：随着电网建设投资逐年递增，输变电设备规模不断扩大，变压器建设和使用愈来愈频繁，变压器油中溶解气体在线监测装置作为较为成熟可靠的变电设备在线监测装置，可对变压器运行状态进行在线实时监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行情况。但是随着运行时间加长，受器件故障、油路老化等因素影响，装置的运行可靠性难以保证，将安装后的装置拆卸下来检测并不现实，也会造成人力物力的浪费。因此，需要用科学的手段对变压器油中溶解气体在线监测装置进行现场检验。
关键词：变压器油;溶解气体;在线监测系统研究
引言
为了提高变压器油中溶解气体分析技术进行故障诊断的快捷性，文章开发了一套主要监测氢气H2和乙炔C2H2的在线监测系统。用Φ6管道通过变压器预留口采集绝缘油，再通过油气分离膜分离出气体。采用电化学传感器SGA-400进行气体数据采集，在现场检测装置上进行阈值判断，同时，通过RS485总线传至上位机，进一步诊断故障类型。系统装置结构简单，故障诊断及时，分辨率高。
1装置特点
变压器油中溶解气体分析技术（DissolvedGasesAnalysis，简称DGA），包括从变压器中取出油样，再从油中取出溶解气体，用气相色谱仪分析该气体的成分和体积分数，判定设备有无内部故障，诊断其故障类型，并判断故障点温度、故障能量等。该方法能够在无须停电的情况下进行，不受外界电场和磁场因素的影响，已被世界各国公认为监测和诊断充油电力变压器早期故障、预防灾难性事故最合适的方法。我国实验室DGA技术已经普及，而变压器油中溶解气体在线监测装置作为变电设备在线监测装置中较成熟可靠的设备，弥补了离线色谱法无法随时监控的不足。采用故障特征气体在线监测手段，可连续监测、分时周期短、能够及时发现潜在故障、确定设备维护周期，对实现状态检修具有决定性作用。油中溶解气体在线监测装置安装在电气设备本体或附件上，可对变压器油中溶解气体组分进行连续或周期性自动监测的装置，一般由油样采集与油气分离、气体检测、数据采集与控制、通信与辅助等部分组成。油气分离是油中溶解气体在线监测的核心单元，油气分离效果的好坏直接影响装置对主设备监测的有效性。
2开展监测装置运行质量评估，提升监测装置运行效能
2.1质量评估方法
为规范、有序、有效地开展变压器油中溶解气体在线监测工作，及时了解变压器油中溶解气体在线监测装置运行状况，提升监测装置的运行质量和管理水平，2016年1月至5月，分别用实验室用色谱仪、智能控制变压器油中溶解气体检测装置开展了油中溶解气体在线监测装置的相对测量误差、测量重复性等试验研究，并采用累计维修费用率模型、可靠性模型评估了安徽省内油中溶解气体在线监测装置的累积维修费用和可靠性，结果表明该导则中提及的评估要素具有可操作、全面性等特点。通过分析总结试验和评估结果，并结合油中溶解气体在线监测装置实际运行情况，制订了质量评估方法。
2.2在线监测系统组成
油中溶解气体在线监测系统由油气采集单元、气体检测单元、数据处理单元、通信控制单元和监控软件等模块组成。各个功能模块协同工作。气体监测单元采用两条不锈钢软管与变压器的预留监测接口相连，其中所有接口均采用Φ6卡气套连接，并保证接口密封，不能漏油。气体监测单元是系统的主要设备环节，主要由油气分离膜组件、电化学传感器组件（H2和C2H2传感器）、温度控制和压力控制组件组成。油气分离膜组件一端连接取油管道，将绝缘油和气体分离后，另一端连接回油管道上的油泵，绝缘油重回变压器油箱，分离出的气体经过第3个接口连接压力控制模块，分离出来的气体被送进电化学传感器室，电化学传感器采用SGA-400B系列的智能传感器模组进行气体数据采集。温度控制模块主要实现温度控制，提高检测的精度。压力控制模块和温度控制模块配合，在最短时间内达到油气平衡。气体数据经过电化学传感器采集后在现场检测装置上进行报警阈值判断，同时，通过485总线同步传给上位机，计算出氢气和乙炔的含量，根据气体标定，进行故障判断。
2.3现场检验方法
为克服传统方法的弊端，研究一种现场方法，可以前往现场对油中溶解气体在线监测装置的准确性进行现场检验对比。首先将变压器空白油与特征气体以一定配比混合，达到气液溶解平衡。然后利用实验室离线色谱仪对油浓度继续进行标定，使标定浓度数据接近其配比的理论浓度。最后将配制的理论浓度油样作为标准油样，存儲在密封良好、可模拟变压器出油压力、便于携带的标准油样存储装置中，直接用于油中溶解气体在线监测装置的检验。用已知理论浓度的标准油样为标准样品，实现对变压器油中溶解气体在线监测装置的检验要求，可从油样采集单元到输出单元全部检测过程进行检验对比。不同于传统的实验室色谱数据对比法，这种方案可对油中溶解气体在线监测装置的乙炔等关键气体检测准确性进行检验。
结语
确保装置运行状态的正常及数据准确可靠，对油中溶解气体在线监测装置进行现场检定，能够及时有效地对现场油中溶解气体在线监测装置的准确性进行检验，保证在线监测装置能够良好反映变压器绝缘油的实时状态，保证变压器的稳定运行，防止事故发生。该方法对各电科院以及大型变电站进行油中溶解气体在线监测产品大量检定工作，都具有很重要的应用意义。对油中溶解气体在线监测装置的检验，既可对没有进行到货验收检验就投运的装置进行全面的现场检验，也可以彻底有效地对投运中的在线监测装置进行定性定量诊断，能够精准掌握在线监测装置的运行情况，预警变压器的故障，避免事故发生，保证变压器稳定运行，具有极高的社会效益。开发了一套主要监测变压器油中溶解气体H2和C2H2的在线监测系统，通过管道采集变压器绝缘油，再经过油气分离膜进行油气分离，分离出来的气体经过电化学传感器SGA-400B进行数据采集，采集的数据在现场监测装置上显示，并与标定的气体浓度进行比较，判断是否报警处置，同时，数据通过RS485总线传到上位机，进行故障类型的诊断。系统装置结构简单，故障诊断及时，分辨率高。
参考文献
[1]林俊，章兢，佘致廷，唐志文.基于BP网络的变压器油中溶解气体在线监测[J].电力系统自动化，2001，25（8）：62-64.
[2]李红雷，周方洁，谈克雄，高文胜.用于变压器在线监测的傅里叶红外定量分析[J].电力系统自动化，2005（18）：62-65.
[3]陈伟根，云玉新，潘翀，孙才新.光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析[J].电力系统自动化，2007，31（5）：94-98.
[4]焦卫东，钱苏翔，杨世锡，严拱标.基于非线性主分量分析-多层感知器网络的变压器油中溶解气体数据分析[J].电机工程学报，2007，27（6）：72-76.
[5]赵文清，朱永利，张小奇.基于改进型灰色理论的变压器油中溶解气体预测模型[J].电力自动化设备，2008，28（9）：23-26.
关键词：变压器油;溶解气体;在线监测系统研究
引言
为了提高变压器油中溶解气体分析技术进行故障诊断的快捷性，文章开发了一套主要监测氢气H2和乙炔C2H2的在线监测系统。用Φ6管道通过变压器预留口采集绝缘油，再通过油气分离膜分离出气体。采用电化学传感器SGA-400进行气体数据采集，在现场检测装置上进行阈值判断，同时，通过RS485总线传至上位机，进一步诊断故障类型。系统装置结构简单，故障诊断及时，分辨率高。
1装置特点
变压器油中溶解气体分析技术（DissolvedGasesAnalysis，简称DGA），包括从变压器中取出油样，再从油中取出溶解气体，用气相色谱仪分析该气体的成分和体积分数，判定设备有无内部故障，诊断其故障类型，并判断故障点温度、故障能量等。该方法能够在无须停电的情况下进行，不受外界电场和磁场因素的影响，已被世界各国公认为监测和诊断充油电力变压器早期故障、预防灾难性事故最合适的方法。我国实验室DGA技术已经普及，而变压器油中溶解气体在线监测装置作为变电设备在线监测装置中较成熟可靠的设备，弥补了离线色谱法无法随时监控的不足。采用故障特征气体在线监测手段，可连续监测、分时周期短、能够及时发现潜在故障、确定设备维护周期，对实现状态检修具有决定性作用。油中溶解气体在线监测装置安装在电气设备本体或附件上，可对变压器油中溶解气体组分进行连续或周期性自动监测的装置，一般由油样采集与油气分离、气体检测、数据采集与控制、通信与辅助等部分组成。油气分离是油中溶解气体在线监测的核心单元，油气分离效果的好坏直接影响装置对主设备监测的有效性。
2开展监测装置运行质量评估，提升监测装置运行效能
2.1质量评估方法
为规范、有序、有效地开展变压器油中溶解气体在线监测工作，及时了解变压器油中溶解气体在线监测装置运行状况，提升监测装置的运行质量和管理水平，2016年1月至5月，分别用实验室用色谱仪、智能控制变压器油中溶解气体检测装置开展了油中溶解气体在线监测装置的相对测量误差、测量重复性等试验研究，并采用累计维修费用率模型、可靠性模型评估了安徽省内油中溶解气体在线监测装置的累积维修费用和可靠性，结果表明该导则中提及的评估要素具有可操作、全面性等特点。通过分析总结试验和评估结果，并结合油中溶解气体在线监测装置实际运行情况，制订了质量评估方法。
2.2在线监测系统组成
油中溶解气体在线监测系统由油气采集单元、气体检测单元、数据处理单元、通信控制单元和监控软件等模块组成。各个功能模块协同工作。气体监测单元采用两条不锈钢软管与变压器的预留监测接口相连，其中所有接口均采用Φ6卡气套连接，并保证接口密封，不能漏油。气体监测单元是系统的主要设备环节，主要由油气分离膜组件、电化学传感器组件（H2和C2H2传感器）、温度控制和压力控制组件组成。油气分离膜组件一端连接取油管道，将绝缘油和气体分离后，另一端连接回油管道上的油泵，绝缘油重回变压器油箱，分离出的气体经过第3个接口连接压力控制模块，分离出来的气体被送进电化学传感器室，电化学传感器采用SGA-400B系列的智能传感器模组进行气体数据采集。温度控制模块主要实现温度控制，提高检测的精度。压力控制模块和温度控制模块配合，在最短时间内达到油气平衡。气体数据经过电化学传感器采集后在现场检测装置上进行报警阈值判断，同时，通过485总线同步传给上位机，计算出氢气和乙炔的含量，根据气体标定，进行故障判断。
2.3现场检验方法
为克服传统方法的弊端，研究一种现场方法，可以前往现场对油中溶解气体在线监测装置的准确性进行现场检验对比。首先将变压器空白油与特征气体以一定配比混合，达到气液溶解平衡。然后利用实验室离线色谱仪对油浓度继续进行标定，使标定浓度数据接近其配比的理论浓度。最后将配制的理论浓度油样作为标准油样，存儲在密封良好、可模拟变压器出油压力、便于携带的标准油样存储装置中，直接用于油中溶解气体在线监测装置的检验。用已知理论浓度的标准油样为标准样品，实现对变压器油中溶解气体在线监测装置的检验要求，可从油样采集单元到输出单元全部检测过程进行检验对比。不同于传统的实验室色谱数据对比法，这种方案可对油中溶解气体在线监测装置的乙炔等关键气体检测准确性进行检验。
结语
确保装置运行状态的正常及数据准确可靠，对油中溶解气体在线监测装置进行现场检定，能够及时有效地对现场油中溶解气体在线监测装置的准确性进行检验，保证在线监测装置能够良好反映变压器绝缘油的实时状态，保证变压器的稳定运行，防止事故发生。该方法对各电科院以及大型变电站进行油中溶解气体在线监测产品大量检定工作，都具有很重要的应用意义。对油中溶解气体在线监测装置的检验，既可对没有进行到货验收检验就投运的装置进行全面的现场检验，也可以彻底有效地对投运中的在线监测装置进行定性定量诊断，能够精准掌握在线监测装置的运行情况，预警变压器的故障，避免事故发生，保证变压器稳定运行，具有极高的社会效益。开发了一套主要监测变压器油中溶解气体H2和C2H2的在线监测系统，通过管道采集变压器绝缘油，再经过油气分离膜进行油气分离，分离出来的气体经过电化学传感器SGA-400B进行数据采集，采集的数据在现场监测装置上显示，并与标定的气体浓度进行比较，判断是否报警处置，同时，数据通过RS485总线传到上位机，进行故障类型的诊断。系统装置结构简单，故障诊断及时，分辨率高。
参考文献
[1]林俊，章兢，佘致廷，唐志文.基于BP网络的变压器油中溶解气体在线监测[J].电力系统自动化，2001，25（8）：62-64.
[2]李红雷，周方洁，谈克雄，高文胜.用于变压器在线监测的傅里叶红外定量分析[J].电力系统自动化，2005（18）：62-65.
[3]陈伟根，云玉新，潘翀，孙才新.光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析[J].电力系统自动化，2007，31（5）：94-98.
[4]焦卫东，钱苏翔，杨世锡，严拱标.基于非线性主分量分析-多层感知器网络的变压器油中溶解气体数据分析[J].电机工程学报，2007，27（6）：72-76.
[5]赵文清，朱永利，张小奇.基于改进型灰色理论的变压器油中溶解气体预测模型[J].电力自动化设备，2008，28（9）：23-26.