变压器油色谱在线监测装置检测误差分析方法及应用

变压器油色谱在线监测装置检测误差分析方法及应用

孙翠莉

山东泰开自动化有限公司  山东泰安  271000

摘要：变压器的运行状态能够反映电网稳定性，本文详细分析油色谱在线检测装置的组成结构，结合在线监测装置评价指标，对一些装置的入网数据展开深度调查，通过其工作原理、组成以及检测标准对不同装置设备展开调查，明确误差情况，指导如何进行科学的装置选型，以供同仁参考。

关键词：变压器；油色谱；在线监控；装置检测

引言：针对变压器油色谱在线监测装置的数据研究主要根据其报警设定值与专家系统的比对结果进行分析，并作为设备状态评价的主要依据，从而及时发现装置故障，查明原因进行诊断。想要明确电网运行是否稳定，对其检验数据的研究十分有必要，然而目前厂家数量增多，装置类型也存在许多差异，容易造成数据监测值不精准的情况，需要结合其原理分析偏差原因，为后续工作提供数据材料。

1.油色谱在线监测装置组成

油色谱在线监测装置的组成包括油样采集机、油气分离机、气体检测装置、数据收集与存储计算机、通讯传输模块等，其中较为关键的部分在于油气分离，主要应用真空法、顶空法以及薄膜渗透法。在进行气体分离检测时，可供选择的类型有两种，第一是利用色谱柱分离再进行传感器检测，第二种是直接利用对某气体敏感的专用传感器。气体检测方式主要包括气相色谱法、傅里叶变换红外光谱法等。在数据存储与处理单元中主要包括数据存储与传输单元、设备状态诊断单元，用于检验电信号采集和其他系统执行过程，通过油中气体浓度、产气速率等实现对设备的诊断。

2.色谱在线监测装置的原理

采用这种色谱在线监测装置，其关键在于油气分离及对气体的实际含量检测。以动态顶空脱气技术为例，其采用氮气（同性质的流动气体也可代替）将需监测的样品挥发吹扫，持续开展气相萃取，采取这种多次取样方式，可将样品内挥发行组分充分萃取，其萃取效果也就优于实验室的机械震荡仪系统。将气体充分萃取之后，以专业的吸附装置对样品浓缩处理，经吹扫操作后，被测的组分进入吸附装置再处理，此时吹扫功能关闭，切换阀将吸附装置和色谱载气路连通，再迅速加热吸附装置的“捕集管”，将得到的样品组分解析，而后进入色谱柱做进一步分析。采取该装置处理油气，仅15min就可以完成进油、脱气操作，并且可将样品吹送到色谱柱位置实现色谱全面分析，工作流程如图1所示。

3. 检测流程及在线监测标准化

3.1油色谱试验管理体系的建立

建立油色谱检测工作流程，对班组的工作分工进行了调整，根据工作安排，部分工作划分状态评价班完成，使相关工作更专业化。并参照《公司输变电设备状态检修电气性能监督实施细则》的要求，完善《公司输变电设备状态检修化学油气监督实施细则》，建立《化学技术监督工作实施细则》、《变压器油色谱故障诊断工作流程图》、《色谱试验流程图》、《绝缘监督工作流程》和《在线监测数据管理规范》等变压器油色谱质量管理体系，健全了油色谱专业岗位工作标准与规范，从日常工作、学习等方面规范了全体员工的日常行为，完善了班组工作周报、月报、年报制度，确保了油色谱检测工作能够在受控的状态下进行。

3.2开展油色谱在线监测技术培训

开展油色谱在线监测技术培训工作，首先我们重点检讨了以往试验、分析、诊断流程，对照GB/T7252《变压器油中溶解气体分析和判断导则》和GB/T17623《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》的要求，对色谱试验进行规范和梳理，统一操作人员行为，提高试验准确性；其次通过在线监测一体化工作流程的建立，激发青年技术骨干学习热情，培养了青年技术骨干；第三完善变压器档案管理，提升充油设备管理水平。

3.3在线监测标准化

变压器油色谱试验自上世纪八十年代推广应用以来，该技术已日趋成熟，而变压器油色谱在线监测装置的应用，对该技术提出了新的要求，为更好将变压器油色谱在线监测技术应用于生产实际，提升变压器油色谱试验管理水平，基于油气化学监督管理体系，确立在线监测工作流程的建立。依托检修试验创新工作室，通过变压器油色谱在线监测装置的应用，结合试验室离线分析，使在线监测工作流程成为可能，通过标准、制度的建立实现在线监测一体化。建立变压器油试验数据库，重点对异常工况前后试验数据进行比对，分析异常工况下对变压器油及设备本体的影响，规范传统检测诊断方法中不科学的地方，使变压器油试验更加科学化、标准化、规范化、统一化；通过试验数据库的建立，解决了试验数据分散等问题；完善充油设备运行工况的收集整理，实现充油设备故障原因溯源。

3.4应用分析与效果

首先，变压器油色谱检测体系建立后，首先应用到220kV变压器运行状态检测中，取得了较好的效果，如在某220kV变压器油色谱异常分析中，通过离线数据的准确性，准确判断设备故障性质及严重程度，再通过在线监测装置检测周期短这一特点，确定故障发生的准确时间段，一般这一时间可控制在24小时以内，通过该变压器24小时内的运行工况，准确查明引发故障的主要原因，提高故障诊断正确率，使异常数据分析、诊断工作得到顺利进行。

其次，变压器油在线监测工作体系的推广过程中，多次组织相关从业人员开展培训培训，进一步规范变压器油试验管理，提高了从业人员技术水平，提升变压油管理水平。

4. 数据传输

监测装置以RS485总线方式上传数据到监测主站，其测量的结果可以在监测系统上直接传递给终端计算机，且监控工作系统终端可控制多台监测主机，可实现远程统一控制。若系统发现监测的结果超出设置的报警值，则系统将自动报警，并向工作人员发送报警信息，通知工作人员及时处理。色谱在线监测装置的突出优势就是实时监测报警，可减轻工作人员工作负担，也有效避免一系列电力事故发生。

5.检验误差分析

5.1检测原理及方法

在进行检查的过程中由于装置来源、性能以及检测流程的差异必然会导致检测数据异常。例如在进行油气分离的过程中，所应用的方式较为多样，包括真空脱气、顶空脱气等；在气体检测中包括气敏元件、TCD等多种类型元件；在进行组分分离时还存在分离后检验和不经色谱检验的方法；进行光声光谱法时存在红外光谱、激光光谱等方式；光谱法又根据检测原理可细致化分为光强和广声两种。因此，检测原理及方法的差异是造成检测数据误差的主要原因之一。

5.2软件出厂质量

油色谱在线监测装置的运行参数需要经过多次实验修正以降低误差，但不同厂家在进行参数校对时存在一定差异，例如针对浓度的定量采用手动调整峰高或峰面积等方式来矫正参数，应用K值修正。部分厂家采用自动校准技术，利用计算机进行区间范围矫正，根据油样浓度选择相应的对比系数，实现缩小误差的目的。

5.3硬件出厂质量

不同厂家所生产的在线监测装置务必满足组件适配的条件，该装置的组件部分相对较多，厂家需要根据其功能进行独立采购，并安装。所以，尽管应用一致化的检测原理与方法，仍旧无法保证结果一致。厂家也会应用不同的检测原理对组建好的装置进行性能检测，因此，在进行检测数据分析时，厂家的不同也会造成一定测量差异。

结束语：针对变压器油色谱在线监测装置的数据检测工作，本文对其实验数据的精准性进行分析，明确检验误差，基于对数据的分析得出几点结论：第一，在线监测装置工作稳定性的监测需要根据其入网情况而定，采用重复性检测法指标条件较好，普遍在3%以内。第二可根据国家级相关标准进行检测，确保其符合A级标准。

参考文献：

[1]童超,童军心,周梦垚,等.油色谱在线监测装置异常情况及特征分析[J].江西电力,2022,46(2):31-34

[2]梁华.电力变压器油色谱在线监测装置的应用及装置故障分析[J].电子测试,2021(7):118-119