变压器油中溶解气体在线监测关键技术

摘要：变压器是电力系统中的重要设备之一，变压器运行的稳定性和安全性将会对电力系统的正常运行产生较大的影响。因此，必须要对变压器运行的状态进行监测，确保变压器处于正常运行之中。判断变压器运行状态的方法有很多，其中比较常用的一种方法就是油中溶解气体在线监测。通过对变压器油中溶解气体成分的分析就可以判断出变压器的运行状态。采用油中溶解气体在线监测的方法需要经过两个过程，分别为油气分离和气体在线检测。本文将结合变压器运行的实际情况，介绍变压器油中溶解气体在线监测的关键技术。

在进行油浸电力变压器故障诊断的过程中比较常用的一种方法就是油中溶解气体在线监测。相比于其它的诊断方法来说，油中溶解气体在线监测的准确度比较高，在监测的过程中对监测条件的要求比较低。正是因为如此，在变压器故障诊断过程中人们比较喜欢采用这种方法。油中溶解气体在线监测技术是在离线色谱检测技术的基础上发展起来的，有效弥补了离线色谱检测技术的缺点和不足。经过几十年的发展，油中溶解气体在线监测技术已经比较成熟，并融合了一些其他先进的技术，从而使得油中溶解气体在线监测技术的准确性和效率越来越高。本文将从介绍在线监测的一般方法入手，分析在线监测技术的研究与应用现状，介绍现有的油中溶解气体在线监测技术。

1在线监测的一般方法

油中溶解气体在线监测的一般方法如下所述。首先，要对变压器本体油进行油气分离处理。第一，应将变压器本体油送入到专门的脱气装置中，通常来说将变压器本体油送入到脱气装置中的方法有两种，一种是通过循环管，另一种则是通过传感器；第二，在变压器本体油进入到脱气装置中以后会根据相应的要求进行油气分离处理，将气体分离出来。其次，要进行气体成分和浓度检测。需要用检测器对分离出来的气体进行检测，完成检测以后，检测器会将气体含量转变成与之相对应的电信号，这些关于气体检测结果的电信号会被转换成具体的数据信息并被储存在计算机中，便于以后使用。

虽然，油中溶解气体在线监测技术和离线色谱检测技术的基本原理是一样的，都是通过对变压器油中溶解气体的检测来判断变压器运行状态。但油中溶解气体在线监测技术可以在变压器运行的现场完成检测工作，这样不仅可以实现对变压器运行状态进行实时监测的目的，同时还可以提高变压器故障诊断的可靠性。此外，相比于其它的故障诊断技术来说，油中溶解气体在线监测技术的经济成本比较低，具有推广使用的可能性。

2在线监测技术的研究与应用现状

通过上述的介绍不难发现，在油中溶解气体在线监测技术应用的过程中比较重要的两个环节为油气分离和气体检测。下文将具体介绍一下油气分离和气体检测的技术。

首先，介绍油气分离技术。虽然目前的科学技术水平已经有了很大程度地提高，但还是无法实现在油中直接检测气体的目标。如果想要对油中溶解的气体进行检测，必须要将气体从油中分离出来。

就目前的情况来看，比较常用的油气分离方法有两种。第一种是薄膜透气法。所谓的薄膜透气法就是指使用一个高分子膜将气体和油分离，该种方法主要利用了气体的扩散性。高分子膜只能渗透气体分子，当薄膜两侧的气压不同时，气体分子会自动扩散，透过高分子膜，进而实现油气分离的目的。高分子膜的种类比较多，但大多是由高分子聚合物构成的薄膜。第二种是抽真空取气法。目前比较常用的抽真空取气法有两种，分别为波纹管法和真空泵脱气法，两种方法各具优缺点。波纹管法主要是通过波纹管反复压缩的方式将油中气体抽离出来，该种方法最大的缺点就是难以清理波纹管空隙，下次使用时会存在一定的检测误差。真空泵脱气法主要是通过真空泵将油中溶解的气体抽取出来，该种方法在使用的过程中具有比较大的局限性，可以检测的气体数量有限，而且油气分离的效率比较低。除了上述的两种方法以外，还可以采用其它的油气分离方法。

其次，介绍气体在线检测技术。油中溶解气体在线监测方法有两种。第一种是单组分气体在线监测。该种方法主要是用于检测氢气、乙炔等具有某一类特征的气体。但单组分气体在线监测方法在使用的过程中具有一定的局限性，因此只能作为初步故障诊断的方法。第二种是多组分气体在线监测方法。现在，国内外关于多组分气体在线监测方法的研究比较多，多组分气体在线监测装置的类型也比较多。就目前的情况来看，多组分气体在线检测装置大致可以分成三种类型。第一，采用的是广谱型传感器，在使用该种监测装置时需要用色谱柱将气体分离；第二，采用的是传感器阵。该种方法不用对气体进行分离处理，传感器阵中包括各种对单一气体敏感的传感器，这样就可以检测出混合气体中各个气体的类型和浓度；第三，采用的是新型传感技术。该种方法也不需要进行气体分离，并且可以直接检测油气分离后的气体。

3现有油中溶解气体在线监测技术分析

现在，在我国电力部门工作的过程中大多会选用广谱型传感器或者传感器阵作为气体检测的装置，这样可以满足油中溶解气体在线监测技术应用的要求。但在具体应用过程中，这两种检测装置都存在一些问题。第一，采用油中溶解在线监测技术需要使用载气，例如氮气、净化空气等。该种气体检测方式不仅增加了检测过程的复杂性，同时还影响检测结果的准确性，常常会出现检测误差；第二，油中溶解气体在线监测装置能检测出的气体类型有限，从而影响了变压器故障诊断的准确度；第三，如果采用广谱型传感器作为气体检测装置，在使用的过程中需要先对气体进行分离处理，这样不仅会降低气体检测的效率，同时还会影响检测结果；第四，使用油中溶解气体监测装置的过程中会使用到各种类型的传感器，随着使用时间的增加，这些传感器的性能会逐渐下降，因此需要定期维修和更换，从而增加了油中溶解气体在线监测技术应用的成本。鉴于油中溶解气体在线监测技术存在一定的不足和问题，人们提出了将红外检测技术应用于油中溶解气体检测之中，弥补了油中溶解气体在线监测技术的不足。现在，研究出的红外检测技术有两种，一种为傅里叶红外光谱，另一种为光声光谱。两种红外检测技术的原理不同，具体应用方法也不同。

4总结

总之，油中溶解气体在线监测技术的应用对于维护变压器的安全运行具有重要的意义。相比于其它的故障诊断技术而言，油中溶解气体在线监测技术的优势比较明显。因此，必须要加强在相关方面的研究力度，提高油中溶解气体在线监测方法的性能，进而提高变压器故障诊断的效率和准确度。