TAM-Ⅵ变压器油色谱在线监测系统 返回列表页

实施电力变压器故障诊断，对于提高整个电力系统安全运行的可靠性是非常必要的。变压器存在局部过热或局部放电时，故障部位的绝缘油或固体绝缘物将会分解出小分子烃类气体（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他气体（如H2、CO等）。上述每种气体在油中的浓度和油中可燃气体的总浓度（TCG）均可作为变压器设备内部故障诊断的指标。

一直以来油中溶解气体采用气相色谱法分析，作为故障诊断的常用方法来判断油浸类设备的运行状况。其主要优点是能够提供油中溶解的各种气体浓度的定量分析。但其操作过程复杂，需要大量熟练的专业人员进行跟踪检测分析。另外，为了使气相色谱能够稳定地工作，需要较长的准备时间（提*几个小时通载气使气流稳定），从而导致较高的运行管理费用。随着电力向大电网、大机组、高容量的迅猛发展，对关键设备运行状态的实时把握提出越来越高的技术要求，变压器油色谱在线监测从本质上改变了传统的变压器油监测方式，不但提高了企业管理运营效率，也有效保障了变压器运行的安全可靠性。

TAM-Ⅵ变压器油色谱在线监测系统是在传统色谱分析技术基础上经过不断的实验和完善，结合色谱分析技术成果研究开发的新一代变压器油色谱在线监测产品，可同时检测H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等六种故障特征气体。通过对故障特性气体的分析诊断，能及时捕捉到变压器故障信息，科学指导设备运行检修。

1、应用原理

TAM-VI变压器油中溶解气体在线监测系统是实验室级在线监测系统，采用广谱型气相色谱的基本原理，由单一气相色谱分离柱和高灵敏度传感器、高选择性渗透膜等三大部件实现油中溶解气体的在线检测。

基本原理是溶解于变压器油中的故障特性气体经脱气装置脱气后，在载气的推动下通过色谱柱，由于色谱柱对不同的气体具备不同的亲和作用，导致故障特性气体被逐依分离出来，传感器对故障气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2）按出峰顺序分别进行检测，并将气体的浓度特性转换成电信号。数据处理器对电信号进行处理转化成数字信号，并存储在数据处理器的内嵌的大容量存储器上。主控计算机经RS485模块通过现场通讯总线获取日常监测数据，智能专家系统对数据进行分析处理，分别计算出故障气体各组份和总烃的含量。故障诊断系统对变压器故障进行综合分析诊断，实现变压器故障的在线监测功能。

1.1 强选择渗透膜

纳米材料渗透膜对气体具备选择渗透性。变压器绝缘油中溶解的气体从油中脱出透过薄膜进入气室，气体经过长时间渗透在气室中达到渗透平衡。气室中某种气体在一定的条件下达到平衡时，其气体浓度服从亨利定律。平衡后，气室中某种气体的浓度与溶解在油中的这种气体的成正比。由此得到：

C_oil=KC_gas                                           （1）

式中      C_gas---在气室中给定种类的气体浓度

          C_oil---溶解在油中的这种气体的浓度

           K-----平衡常数（奥斯瓦尔德常数）

常数K与油的性质和油中溶解气体的性质等有关。对于氢气，在一定的温度范围内，这个常数约为0.05，从式（1）得到式（2），即

C_gas= C_oil/K

平衡状态下，脱出氢气浓度值乘以0.05即得到油中溶解氢气的浓度。

膜渗透平衡脱气法在长时间、连续状态下可获得的析出气体浓度与油中溶解气体浓度比例相*，通过检测所得到的气体浓度即可实时监测变压器油日常运行中故障特性气体析出的情况。

1.2 高性能色谱分离柱

可同时高效分离绝缘油中溶解的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)等各种特性气体。

1.3 高灵敏度传感器

对变压器油中溶解的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)六种特性气体均具备高灵敏度。