变压器油色谱在线监测装置检测数据研究

变压器油色谱在线监测装置检测数据研究

赖茜

国网江西省电力有限公司赣州供电分公司

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装置性能检测

针对装置性能的检测，采用灰色关联程度法，通过定量描述分析装置检测数据的变化，根据不同因素寻找关联，并获取主要影响因子，利用参数诊断装置性能[1]。分别建立正常状态下的模型和装置处于故障状态下的模型，区分指标序列数据、纵向序列数据以及时间序列数据，并进行关联度分析实现无量纲化。先对原始序列数据进行最大值法处理：

                                （1）

其中xi1和xj1表示系统因数，k为序号，在此基础上进行关联度系数计算：

（2）

其中φi表示因素量纲干扰因子。确定相关数据关联后再计算关联规则权重，最终得出变压器油色谱在线监测装置性能是否符合国家技术标准，确保所检测数据的精准性

3检测油色谱在线监测装置

针对油色谱在线监测装置的检测主要包括装置的基本功能、整体结构、外观、绝缘电阻测试、数据分析功能以及传输等部分，本文对某实验室研究中所购置的在线监测装置为实验对象，对不同厂家的入网在线监测装置监测数据展开研究，并对比实验室离线色谱值，进行综合评价。选择入网在线监测装置共21台，分别测定特定浓度的标准油样，与实验室气相色谱仪测定结果进行比对。测量数据结果显示是特定浓度下达到A级标准的有15台，达到B级标准的有3台，达到C级标准的有2台，不合格为1台。应用重复性检测模式，得出偏差值在3%以内，根据相关规定，满足其RSD在5%以内的标准，合格率在95%以上。针对交叉敏感性的检测，达到A级的数量为13台，达到B级的数量为2台，达到C级的数量为2台，不合格数量为4台。如图1所示。

图 1 测量误差

4在线监测装置检测数据分析

4.1最小检测周期

将检测数据进行系统化分析，能够发现其最小检测周期符合技术要求，在2h以内，在线监测装置和油色谱均符合条件。

4.2重复性数据检测分析

本次研究针对在线监测装置的油样参数进行多次检测，并计算RSD值，以《Q/GDW10536-2017变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》为主要依据，其中要求总烃标准差在5%以内，请结合新修订A级评价标准，要求其标准差控制在3%以内，除了某一厂家所生产的装置未合格外，其他均符合条件。

根据实验数据显示，由于厂家生产条件的不同，其装置重复性指标存在一定差异，从在线监测装置原理上来看，色谱法装置的合格率相对较高，大部分产品均能满足入网要求，其中部分产品甚至能够达到重复性低于3%的要求。

针对不同浓度下的装置性能数据分析来看，色谱类装置在不同浓度油样中的检测数据合格率明显降低，其中高浓度下A级、B级、C级和不合格的台数分别为16、0、2、3，合格率为85%；中浓度下A级、B级、C级和不合格的台数分别为18、0、0、3，合格率为85%。其中部分装置在中浓度检测中不合格项目为CO2检测值；部分装置的不合格项目为H2，均为正偏差。针对检测数据的结果影响因素分析，主要在于检测环节中H2、CO2以及CO溶解系数较低，加之检测过程中存在空气渗入的情况，会影响非烃类物质检测结果[2]。针对这一情况，可采用光声光谱类检测器，并将其数据与实验室数据对比，最终所显示的偏差更小，与A级评价标准相契合。

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