变压器油中微水含量在线监测技术研究
北京华电云通电技术有限公司吕镇庭曹建
【摘要】：论述了基于水份活度测量的新型变压器油中微水在线监测的原理及检测方法，采用PC/104总线工业计算机和数据采集技术实现了微水信息的在线采集和处理，通过RS-485总线构成分布式系统，达到了现场运行的要求。
【关键词】：水份活度；变压器油中微水；PC/104总线；在线监测
一.引言
在变压器油中，水分主要以溶解水、悬浮水、沉积水三种形态存在。溶解水是以极细微的颗粒，机械地分散在变压器油中，它们通常是由空气吸入的，在油品中分布较为均匀，所以相对称为溶解水。悬浮水主要是由于油品精制不良，长期运行中油质劣化，或是变压器油中存在乳化剂类物质引起的。沉积水主要是外界浸入的水，若不与油结合，则在变压器油含水量相对较多的情况下，会沉积到设备或容器的底部或以小水滴的形态游离于油中，这种水可以采取从设备底部直接排除的方法除去。另外，油温对变压器油中水分的存在形态也有很大影响：当油温较高时，油中水分主要为溶解水；如果水在油中达到饱和溶解度后，会因油温的下降发生过饱和形成极微小的水珠悬浮于油中，成为悬浮态水分；悬浮水分过多时又会聚集成大的水珠与油分离而沉积于油的底部形成沉积水。所以随着油温的变化，水存在于油中的三种形态也可以互相转化。
在变压器油中的溶解水虽然对介电强度无显著影响，但它能够提高油的酸度，降低油的氧化稳定性，加速油质老化。在变压器的运行过程中，随着油温的不断提高，溶解水会在油中产生蒸气泡，降低油的击穿电压和局部放电场强，引发绝缘击穿和局部放电，严重影响变压器的正常运行。悬浮水分对油质危害更大，在高压电场下会产生游离放电，加速油的老化和油中金属件的腐蚀，降低油的击穿电压，增加油的介质损耗；同时增加水分凝结在变压器固体绝缘表面的可能性，导致固体绝缘表面局部放电和击穿，最终使固体绝缘表面绝缘性能下降。充入变压器产品的油，不允许存在悬浮态水分，更不允许有沉积水发生。所以变压器油中的溶解水分有严格的限制，其界限是在零下40℃以上的时候油中不至于发生过饱和而析出悬浮态水分。这也是目前把220kV变压器油含水量限制在25μL/L以下，330kV、500kV变压器油含水量限制在15μL/L以下的理由之一。
工程用液体电介质总是不很纯净的，在运行中不可避免地会吸收气体和水分，混入杂质，例如固体绝缘材料（纸、布）上脱落的纤维；液体本身也会变化、分解。由于水和纤维的相对介电常数分别是81和6～7，比油的相对介电常数1.8～2.8 大得多，变压器油中的水分和杂质很容易在电场力作用下被极化并在电场方向定向排列成杂质“小桥”。当小桥贯穿两极时，由于水分及纤维等的电导大，引起流过杂质小桥的泄漏电流增大，发热增多，可能会使水分汽化形成气泡；即使是杂质小桥未连通两极，但由于纤维的存在，同样会使纤维端部油中场强显著增高，高场强下油发生游离分解出气体形成气泡。油中气体的介电常数最小，因而液体中的气泡承担了比液体更高的场强，其击穿场强比油低很多，所以气泡首先发生游离放电，游离出的带电质点再碰撞油分子，使油又分解出气体，气体体积膨胀，游离进一步发展，最终游离的气泡不断增大，在电场作用下容易排列成连通两极的气体小桥时，就可能在气泡通道中形成击穿。
运行中变压器油的介质损耗增大，主要原因是油的氧化和金属元素对油品氧化的催化作用，使油容易产生酸性氧化产物和油泥。变压器油随着运行时间的增长，油中的各种烃类逐渐氧化生成酸性物质。当油中有过量的水分后后，水与酸性物质作用，将可能导致油泥的生成。虽然变压器油氧化生成的高分子有机酸在无水的情况下，一般不会与金属作用，也就不会造成腐蚀，但生成的油泥在有水环境下，则易腐蚀金属而生成相应的盐类，使油中的金属含量增加，而且油中水含量愈多，则设备金属部件腐蚀速度就愈快。该盐类物质可能溶于油中，也可能生成沉淀物而析出，影响油的粘度和润滑作用。而且此种盐类物质是油
氧化的催化剂，可以起到加速油品的氧化作用，从而进一步增加沉淀物的生成。
二.微水含量的测量方法
过去,变压器油微水检测通常采用对变压器油采样,在实验室使用色谱分析法、卡尔·费休试剂法或库仑法对样品进行检测。这些方法精度高,检测下限可达百万分之一,但存在化学试剂(吡啶) 气味臭、污染严重[1],标准试剂需要现配现用等缺点；更重要的是没有实时监控的能力,只能采用“定期换油”的方式来预防事故的发生,造成了大量的人力、物力和财力的浪费。
目前，在线监测正成为变压器油中微水测量的发展趋势。近年来出现了许多在线监测的方法，都存在着一定的缺陷。如射频法（参考文献[2]），只适用于油中含水量较多的情况，对于含水量低的测量准确度较低；而红外光谱法（参考文献[3]），当测量仪工作一段时间后，特性曲线会产生较大偏移，无法保证测量的精确，需要不断校准；谐振腔微扰法（参考文献[1]）对谐振腔的结构、连接与选材都有很高的要求，自身结构过于复杂，不适合于现场的实际应用。目前用得最为广泛的是如文献[5]所述的介电常数法，该方法使用特制的薄膜电容直接测量油水混合物的介电常数从而直接测量油中微水的含量。由于是直接测量，此方法对薄膜电容的敏感性，准确性都有很高的要求，但在实际应用中往往达不到预期的效果。针对上述测量方法的缺点，本文在深入研究了水含量与水份活度的关系后，提出了基于水份活度的油中微水间接测量法，并基于此原理设计了变压器油中微水在线测量仪。
三．水分活度的定义
图1. 处于变压器中的油平衡
变压器中的油（如图1），根据相平衡热力学，气相中水分的化学势等于食品中水分的化学势，我们可以得到：
┄┄(1)
变压器油上部空间的水蒸气和空气不能作为理想气体的混合物对待, 所以理想气体方程( PV =RT) 需要加一个修正值，得到气相中水分的化学势为：
┄┄(2)
γw是考虑实际气体的性质时仍能按上式计算而对压力值进行修正的校正因子, 称为逸度系数。
水是理想溶液，服从拉乌尔定律，其化学势可以表示为：
┄┄(3)
μ*(p,t)是纯水在一定的压力、温度条件下的化学势，X为油水混合物中水的摩尔浓度。
对于油水混合物，按此种方法可得到其化学势为:
┄┄(4)
其中Aw定义为水分活度，联合（3-2）、（3-4）式可得:
┄┄(5)
在变压器内部的低压环境中，γw约等于1，水分活度约简为:
┄┄(6)
式中，Aw为变压器油的水分活度，Pw*为纯水的蒸汽压力，ERH为相对平衡湿度，即变压器油既不
被干燥也不被吸湿时的大气相对湿度。可见，变压器油中水分活度与含湿量、温度有着密切的关系。
根据水分活度的定义，可推算得绝对水分含量ppm（μL/L）与水分活度及温度的关系[43]，即。
┄┄(7)
其中，Aw是水份活度，T是温度，A、B代表不同油品的水溶解度系数。通过测量变压器油的水活性与温度，再带入代表不同油品的系数进行运算，即可得到变压器油中微水的绝对含量。
任何液体都有一定的溶解水的能力，当在液体中的水的含量超过了该液体溶解水的极限的时候，水就会以游离态的形式存在于液体中，这个极限就是溶解度。对变压器油而言，由于水的密度比变压器油高，当水含量超过了变压器的溶解度时，水就会以游离的形式在油的底部存在。溶解度并不是固定的[44]，它会随着变压器油运行的年限、油的温度、油中绝缘纸板的分解产物等的变化而变化。
直接测量油中微水的含量不仅在技术上较难实现，而且在变压器油中水溶解度会变化的角度上看，也存在着很大的问题。例如对于变压器油，在温度等于82℃时，溶解度为5000ppm，测得的水含量为2000ppm，距离溶解度还有3000ppm；在温度等于27℃时，溶解度变为了3000ppm，测得的水含量同样为2000ppm，而距离溶解度只有1000ppm，这意味着若水份再有少许增加，油中的水含量就会超过溶解度，水会以游离的形式在油中存在，这会给变压器造成灾难性的后果。如果变电站维护人员只观察油中的水含量值，而无视此值离溶解度的距离，可能会导致事故的发生。
由（6）式可以知道，水分活度反映了水的含量占整个溶解度范围的比重。在上述的两种情况下，测得的水分活度分别为0.4和0.67，明显反应出了油中水份含量占整个溶解度范围的比例。所以基于水分活度的油中微水间接测量不仅更为简单可靠，而且水分活度本身也是个重要参量，水分活度与水含量应同时提交给变压器维护人员，作为变压器运行状况的判断依据。
水分活度的测量有双热平衡法、压力测量法、露点测量法等，而用于在线快速测量时，一般采用平衡相对湿度法。
平衡相对湿度法：将被测试样置于一个密闭的容器，被测试样与密闭空间中的环境之间将进行水分子交换，待达到表现平衡(试样恒重) 后，就可以使用高分子薄膜电容湿度传感器测定容器内的相对湿度。如（6）式所示，水分活度Aw与它周围的环境百分平衡相对湿度ERH在数值上是相等的，只要测量出ERH，就可以得到Aw的值。
四．变压器油中微水监测仪的结构
本设计采用HUMICAP水分活度传感器测量水分活度。该传感器集成了信号处理与变送模块，将0～1范围的水分活度测量结果变送为4～20mA电流输出，由于采用了自校准技术，其线性度与准确度都很高，使用十分方便。
本设计采用Pt100铂电阻温度传感器测量油变压器油的温度。
测量得知水分活度Aw与温度T后，针对不同种类的变压器油，还需要待入不同的水溶解度系数A、B，才能计算得到油中微水含量的ppm值。由于此系数没有标准值，所以需要在实验测量中得到。针对45号变压器油，在不同的温度与水含量的条件下，用上述的方法测量水活性Aw与温度T的值，用卡尔－费休法测量微水含量ppm的值，得到了300组不同的数据，根据这些数据，采用递归最小二乘算法[46]，回归得到
┄┄(8)
针对其他不同种类的变压器油，通过类似的试验获取数据，可以得到相应的不同的水溶解度系数。传统的变压器油中微水在线测量仪采用单片机作为控制与数据处理核心，而基于水分活度测量的油中微水监测仪，由于涉及到（3-7）式中的指数运算，单片机处理会比较困难，而且系统运行的变电站现场环境比较恶劣，所以本文采用基于PC/104总线的工业嵌入式计算机与数据采集卡作为数据采集与处理的单元。图2是整个监测仪器的结构图。
图2. 变压器油中微水在线监测仪结构图
PC/104总线系统是一种新型的计算机测控平台，作为嵌入式PC的一种，在软件与硬件上与标准台式PC(PC/AT)体系结构完全兼容。此总线架构体积小，采用模块化结构，紧固堆叠方便安装，适合于制作高密度、小体积、便携式的测试设备，在测试设备上有着广泛的应用。
在本文的设计中，主要采用C语言完成数据采集、数据处理、数据通信以及结果显示的设计。测量得到的数据可以在本地的显示，也可通过RS-485总线发送给上位机，实现分布式的微水在线监测系统。
五．结果与分析
在线微水监测技术不但能对变压器油中的水分及温度实现实时监控，而且能让用户随时掌握变压器中油质的实际运行数据，为用户分析、判断变压器的安全状况提供科学的理论数据，可以节约人力，降低变压器的维护费用。更为重要的是，能够预防事故的发生，延长变压器的使用寿命。
本文设计的基于水份活度测量的变压器油中微水测试系统，经过了实验室的测试，完全符合实际应用的要求。应用本测试系统测量得到了微水含量与采用卡尔－费休法得到的测量结果进行比较，两者的测量结果基本一致。
(A)微水(0.1μL/L)
时间(天)
(B)油温(0.1℃)
时间(天)
图3..变压器油温与微水含量监测曲线图(A: 微水含量 B: 油温)
图3是在山西某电厂的220KV变压器微水与油温在120天期间的监测数据的变化曲线图。根据公式（7），在水分活度基本不变时，油中微水含量会随着温度的变化而相应变化，从曲线上来看应该和油温曲线的变化趋势相一致。从实际运行的效果来看，该监测仪操作简单，不需任何试剂，测量稳定性和准确性高。利用工业嵌入式计算机和数据采集模块对水分活度和油温进行高速测量，测量结果经计算机分析后得到水含量的值。水活性、水含量和油温的结果既可在本地储存、显示，也可以通过网络传送给上位机做综合分析，为变电站维护人员了解变压器的运行状态提供了可靠依据。该监测仪已在山西某电厂投入试运行，运行的结果表明，该测试仪符合现场运行的要求，满足变压器油中微水在线测量与监控的需要。
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Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布
Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言...................................................................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求 (1) 5 试验项目及要求 (2) 6 检验规则 (3) 7 标志、包装、运输、储存 (4) I
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变压器油中溶解气体在线监测方法研究
摘要 (3) 1. 导言 (4) 2. 国内外发展现状及发展趋势 (6) 3. 变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理 (9) 3.1.变压器常见故障类型 (9) 3.2.变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系 (10) 4. 基于油中特征气体组分的故障诊断方法 (14) 4.1.特征气体法 (14) 4.2.三比值法 (15) 4.3.与三比值法配合使用的其它方法 (17)
摘要 电力变压器是电力系统中最主要的设备，同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一，对其运行状况实时监测，保证其安全可靠运行，具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映设备异常的特征量。如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段，实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测，是本文的出发点。 本文的目标是研究基于油中溶解气体分析（DGA）的电力变压器状态监测与故障分析方法，通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的七种特征气体（氢气H2、甲烷CH4、乙炔C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6、一氧化碳CO、二氧化碳CO2)组分含量在线实时监测，从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。
1.导言 现代社会对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。一方面是单台电力的容量越来越大；另一方面是电力网向着超高压的方向发展，并正组织成庞大的区域性甚至跨区域的大电网。然而，随着电力设备容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也就越来越大。这就要求供电部门在不断提高供电质量的同时，要切实采取措施来保证电力设备的正常运行，以此来提高供电的可靠性。长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产目标。激烈的市场竞争迫使电力企业面临着多种棘手的问题，例如如何提高设备运行可靠性、如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等。因此，状态检修已成为必然。而状态检修的实现，必须建立在对主要电气设备有效地进行在线监测的基础上，通过实时监测高压设备的实际运行情况，提高电气设备的诊断水平，做到有针对性的检修维护，才能达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的。由此可见，以变压器状态监测为手段，随时对其潜伏性故障进行诊断和预测以及跟踪发展趋势是十分必要的。 对于大型电力变压器，目前几乎大多是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障，其产生的气体量随故障的严重程度而异。由此可见，油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备电气异常的特征量。 溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis简称DGA)是诊断变压器内部故障的最主要技术手段之一。根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，可以通过分析油中7种分析组分H2、C2H2、C2H4、C2H6、CH4、CO和CO2的含量来判断并分析故障。通过从油样中分离出这些溶解气体，并利用色谱技术对其进行定量分析。变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度，所以根据色谱分析结果可以进
变压器油的检测项目及试验意义 1、外观：检查运行油的外观，可以发现油中不溶性油泥、纤维和脏物存在。在常规试验中，应有此项目的记载。 2、颜色：新变压器油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢。若油品颜色急剧加深，则应调查是否设备有过负荷现象或过热情况出现。如其他有关特性试验项目均符合要求，可以继续运行，但应加强监视。 3、水分：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一。变压器油和绝缘材料中含水量增加，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。 4、酸值：油中所含酸性产物会使油的导电性增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时（如80℃以上）还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督，对于采取正确的维护措施是很重要的。
5、氧化安定性：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段。由于国产油氧化安定性较好，且又添加了抗氧化剂，所以通常只对新油进行此项目试验，但对于进口油，特别是不含抗氧化剂的油，除对新油进行试验外，在运行若干年后也应进行此项试验，以便采取适当的维护措施，延长使用寿命。 6、击穿电压：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况，是一项非常重要的监督手段，通常情况下，它主要取决于被污染的程度，如当油中水分较高或含有杂质颗粒时，对击穿电压影响较大。 7、介质损耗因数：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的。新油中所含极性杂质少，所以介质损耗因数也甚微小，一般仅有0.01％～0.1％数量级；但由于氧化或过热而引起油质老化时，或混入其他杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已能明显的分辨出来。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段，具有特殊的意义。 8、界面张力：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法。油在
智能变压器状态监测系统技术方案 一、智能变压器状态监测系统 智能变压器作为智能变电站的核心组成部分，其建设获得了越来越多的关注。根据现行的标准，智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站互动的变电站。智能变压器在线监测系统是保证变压器正常工作并预估设备的损耗以建立合理的检修计划，智能变压器在线监测系统是实现智能变电站的基础设备之一。 变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化等等，已成为故障发生的主要因素。同时，客观上存在的部分工作人员素质不高、技术水平不够或违章作业等，也会造成变压器损坏而造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。 正因为变压器故障的不可完全避免，对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性。但是，变压器的故障诊断是个非常复杂的问题，许多因素如变压器容量、电压等级、绝缘性能、工作环境、运行历史甚至不同厂家的产品等等均会对诊断结果产生影响。 智能变压器状态监测系统构架如图1-1所示：
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TRANSCONNECT Users Guide PN: 40-0099-04 Contents Introduction (5) Software Installation (5) USB Driver Installation (5) Getting Started Guide (7) 1. Preparations (7) 2. Set up a new site (8) 3. Set up Communication (9) 4. Main Window (15) 5. Measurements (16) 6. Scheduling (17) 7. Alarms (18) 8. Inputs (20) 9. Settings (21) 10. Communications (22) 11. Networking (23) 12. Security (23)
分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。 1.前言 大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。 主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。 2.变压器油色谱在线监测 变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。 该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。 3.变压器光纤测温在线监测 变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个
OGM-701 变压器油色谱在线监测装置 产品使用手册 山东五岳电器有限公司 2012年11月
目录 1 概述 (2) 2 技术指标 (2) 3仪器工作原理 (2) 4系统组成说明 (3) 5安装装置 (4) 6仪器操作说明 (5) 7装置接线端子图 (6)
1 概述 变压器油色谱在线监测装置能够连续监测运行变压器油中氢气、一氧化碳、乙烯、乙炔气体的含量，已达到检测潜伏性故障的目的。该装置结构设计合理，解决了在线油气分离、自动控制操作程序等关键技术，自动化程度高，分析速度快，便于维护。从而帮助电力系统维护人员及时了解变压器绝缘状况及其劣化趋势，使得发生重大绝缘事故之前，进行计划维修，避免不必要的停机。 仪器的主要特点： 1、全微机化操作 实现了监测器控制、监测周期自动设置等全微机操作，是操作极为方便。 2、高灵敏度的气体传感器 采用性能优秀的高灵敏度的电化学传感器，使分析结果的灵敏度大大提高。 3、自诊断功能 根据国标提供的监测标准，实现了在线故障诊断功能。 4、操作使用简单 使用油色谱在线监测仪不需要专门的操作培训，即便是初学者也能在很短的时间内熟练操作。 2 技术指标 1、仪器监测气体浓度范围及其灵敏度 检测范围 5～2000ppm±10% 灵敏度 5ppm 2、系统电源：AC220v,50Hz,2A以上 3仪器工作原理 根据GB7252-87《变压器油中溶解气体分析和判断导则》的要求，油色谱对变压器故障诊断是一个重要的指标。结合当前脱气技术和气体传感器技术的情况，
选用氢气、一氧化碳、乙烯、乙炔4种气体作为变压器的故障特征气体，对产气速率加以重点关注，以气体含量和产气速率两项指标作为故障判断的依据，能及时的反应变压器运行状态，为设备的计划检修过渡到状态检修提供前提条件。 电力变压器油色谱在线监测系统技术方案原理如图1所示。采用高分子透气膜实现自动脱气，通过多次试验，获得平衡转换系数，从而使测量气室中的气体浓度能准确的推断出油中溶解气体的实际浓度。采用高灵敏度气体传感器，连续监测气室中混合气体含量。通讯单元把数据传送到上位机监测软件数据库中，检测软件在把气室中的气体转换成油色谱含量。图2所示，上位机检测软件存储、分析气体的含量，并能够显示气体含量的走势图、进行故障诊断、故障报警。该系统还具有查看历史记录、打印报表、设备档案管理等功能。 图1 电力变压器油色谱在线监测系统 图2电力变压器油色谱在线监测软件系统 4系统组成说明 1、油气分离单元 2、数据采集及其系统控制单元
的检测项目及试验意义 1、外观：检查运行油的外观，可以发现油中不溶性油泥、纤维和脏物存在。在常规试验中，应有此项目的记载。 2、颜色：新变压器油一般是无色或淡黄色，运行中颜色会逐渐加深，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢。若油品颜色急剧加深，则应调查是否设备有现象或过热情况出现。如其他有关特性试验项目均符合要求，可以继续运行，但应加强监视。 3、水分：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一。变压器油和中含水量增加，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目。 4、酸值：油中所含酸性产物会使油的增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时（如80℃以上）还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督，对于采取正确的维护措施是很重要的。 5、：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段。由于国产油氧化安定性较好，且又添加了抗氧化剂，所以通常只对新油进行此项目试验，但对于进口油，特别是不含抗氧化剂的油，
除对新油进行试验外，在运行若干年后也应进行此项试验，以便采取适当的维护措施，延长使用寿命。 6、击穿电压：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况，是一项非常重要的监督手段，通常情况下，它主要取决于被污染的程度，如当油中水分较高或含有杂质颗粒时，对击穿电压影响较大。 7、：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的。新油中所含极性杂质少，所以介质损耗因数也甚微小，一般仅有％～％；但由于氧化或过热而引起油质老化时，或混入其他杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已能明显的分辨出来。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段，具有特殊的意义。 8、界面张力：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法。油在初期老化阶段，界面张力的变化是相当迅速的，到老化中期，其变化速度也就降低。而油泥生成则明显增加，因此，此方法也可对生成油泥的趋势做出可靠的判断。
GDDJ-DGA变压器油色谱在线监测装置 一、规定用途 GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置是用于电力变压器油中溶 解气体的在线分析与故障诊断，适用于各种电压等级的电力充油变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。 二、安全规程 从事本设备的安装，投入运行，操作，维护和修理的所有人员 ◆必须有相应的专业资格。 ◆必须严格遵守各项使用说明。 ◆不要在数据处理服务器上玩电子游戏、浏览网页。 ◆不要在数据处理服务器上任意安装软件，避免不必要的冲突。 违章操作或错误使用可能导致： ◆降低设备的使用寿命和监测精度。 ◆损坏本设备和用户的其他设备。 ◆造成严重的或致命的伤害。 三、GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置简介 GDDJ-DGA 变压器油色谱在线监测装置可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。该系统作为油色谱在线监测领域的新一代
产品，将为电力变压器实现在线远程DGA 分析提供稳定可靠的解决方案，是电力系统状态检修制度实施的有力保障。 GDDJ-DGA 系统是结合了本公司在电力色谱自动全脱气装置运行 中近二十年的成功经验，并总结国内外油色谱在线监测的优缺点，倾心打造而成。该系统保持了我公司产品向来所具有的稳定性、可靠性、准确性等方面的优势： ?在线检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H20(可选)的浓度及增长率； ?定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态； ?油气分离安全可靠，不污染，排放和不排放变压器油可由用户自己选择； ?采用专用复合色谱柱，提高气体组分的分离度； ?采用进口特制的检测器，提高烃类气体的检测灵敏度； ?高稳定性、高精度气体检测技术，误差范围为± 10%； ?成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输； ?数据采集可靠性高，采用过采样技术Δ－∑模数转换器，24位分辨率，自动校准； ?多样的数据显示及查询方式，提供报表和趋势图，历史数据存储寿命为10年； ?环境适应能力强，成功应用于高寒、高温、高湿度、高海拔地区； ?抗干扰性能高，电磁兼容性能满足GB/T17626 与IEC61000 标准；
ES-Y102变压器油色谱在线监测系统 产品说明书福州亿森电力设备有限公司
目录 1、前言..................................................................错误！未定义书签。 2、产品简介 (6) 3、系统组成 (6) 4、工作原理 (7) 5、技术特点 (8) 6、技术参数 (10) 7、装置安装 (11) 8、在线分析及故障诊断专家系统软件 (12)
1、基本介绍 ES-2010油色谱在线监测系统是集控制、测量分析技术于一体的精密设备，对变压器等油浸电力设备进行在线监测，及在线及时准确检测出绝缘油中溶解的各种故障特征气体浓度及变化趋势，这些气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。ES-2010油色谱在线监测系统能够快速准确的进行油色谱分析，实现完全在线监测油浸式电力设备的运行信息，为变压器等油浸电力设备的长期稳定运行提供了可靠保证。 2主要特点编辑 1、独特的内置油循环系统 2、世界最先进的真空脱气方式 3、专用复合色谱柱 4、高灵敏度的气敏传感器 ES-2010 5、高精度恒温控制系统 6、最新诊断技术
7、先进的数据处理算法 3产品简介编辑 系统组成： 系统由前端脱气装置（ESTAM-sp）、数据处理器(ESTAM-sm)和系统分析管理软件(ESTAM-st)三部分组成 系统特点： ◆油气分离采用一体化气室，密封性能好 ◆高性能渗透膜抗压力强、平衡快、使用寿命长 ◆数据采集器可自动检测并储存多天的检测数据，主控计算机随时实施数据上传 ◆系统数据处理软件实现数据自动上传、自动捕峰、自动出峰增益和自动故障诊断 ◆系统数据通讯支持TCP/IP网络协议，可实现远程检测诊断和系统远程维护 ◆系统检测前端小，便于维护和现场安装 ◆全汉化软件系统，界面友好、操作方便 在线油色谱检测系统 技术参数：
变压器油的试验方法及运行要求分析 摘要：本文主要对变压器油的试验方法、质量判断、取样检验 以及运行要求进行了简单阐述，以期对业内人士提供参考。 关键词：变压器油；试验方法；质量判断；取样检验；运行要求abstract: in this paper, the test method of transformer oil quality judgment, sampling inspection and operation requirements are discussed, in order to provide the reference for the industry. key words: transformer oil; test method; quality evaluation; sampling inspection; operational requirements 中图分类号：u224 前言变压器的绝缘介质，使各绕组之间以及绕组与接地的铁芯和箱壳之间有良好的绝缘；另一方面它又是散热的媒介，将铁芯和绕组运行中散发出来的热量传递给冷却装置。由于它的绝缘作用，根据变压器电压等级的不同，绝缘油必须具有一定电气绝缘强度，并要求始终处于允许状态，但由于变压器油在运行中有可能与空气接触；安装在户外的变压器，在保护不良的情况下，很有可能渗入雨水；变压器在较高的温度下运行，上层油温可能会高达95℃左右等，这些情况都会使变压器的油质变劣，电气绝缘强度降低，对新安装与大修后的变压器，除处理好变压器的散热、防潮及防劣化三个问题外，还应定期地取油样试验，以了解油质在运行中的状态，如发现问题应及时解决。
配电变压器的在线监测技术 方案，提出了基于全球移动通信系统GSM （Global System for Mobile communication）短信技术的配电变压器在线监测系统的设计方案。 关键词：配电变压器;在线监测;GSM;DSP 配电变压器在线监测系统是一个信息集中管理系统，信息采集点是配电变压器，采集对象为配电变压器各项运行数据。系统主要组成为现场终端、通信信道和主站中心平台。以下将对配电变压器监测终端、信道传输及功能进行系统的阐述，并对本系统的功能做一个详细的归纳。其中信道传输作为重点研究对象。 一、配电变压器监测终端 监测终端部分的硬件系统由数据采集和信号处理两部分组成。 1.1数据采集部分 数据采集部分由信号转换与调理电路、采样同步控制电路、A/D转换电路组成。采集模式为220V三相交流电压，5A三相交流电流共六路通道同步采集，A/D采样并行输出。采用同步锁相系统控制采样频率，使采样频率和信号基波频率同步变化，可消除频率泄漏。 首先系统通过电流互感器和电压互感器采集配电变压器运行中实时电流信号和电压信号，然后经过放大，低通滤波等信号调理模块送人A/D转换器，把模拟量转换为数字信号送入数字信号处理器（DSP）。如图1所示： 图一 A/D转换器电路以及型号选择： A/D转换器选用ADS7864。ADS7864具有6个输入通道，每个通道都带有一个采样保持
器，内部与两个独立的逐次比较转换器，可以同时进行2个通道的转换。输出具有FIF0，为二进制补码。 1.2数据的处理部分 本设计的DSP芯片选用VC5409作为监测终端数据处理部分的核心。该芯片属于美国TI 公司生产的54XX系列DSP中的一款，这一系列的芯片具有相同的内核结构，只是配置了不同的片内存储器和片上外围设备。 数据信号处理器（DSP）的优点 DSP控制器具有用于高速信号处理和数字控制功能所必要的结构特点，同时还具有单片电机控制应用所需的外设功能.DSP内核具有高性能的运算能力，使得其芯片可以对复杂的控制算法进行实时运算。 二、信道传输 2.1传输方式的选择 我国的通信系统主要有以下几种通信方式：电力载波通信、光纤通信、微波通信、电话拨号、普通电台无线通信等。其各自的特点见下表： 图2 配电网通信方式性能比较 所以根据以上的分析，以及我国通信系统的现状，利用全球移动通信系统GSM公众无线通信网的SMS服务传输远程数据具有一次投入少、运营成本低、可靠性高、免维护的特点，可以作为有配电网在线监测系统的主要通信方式。 系统网络如图3所示，主要由终端检测设备、终端设备通信模块、GSM通信网络、通信管理器、管理工作站组成。 2.2数据的发送 众所周知现有的GSM网络技术十分的稳定，现在的GSM系统能提供多种不同类型的业务，
变压器绝缘油中微水监测探讨(一) 摘要阐述了变压器油中微水的状态及危害,论述了变压器绝缘油中微水的测试方法,以期为变压器绝缘油中微水监测提供参考。 关键词变压器;绝缘油;微水监测 目前电力变压器不仅属于电力系统最重要的和最昂贵的设备之列,而且也是导致电力系统事故最多的设备之一。变压器在发生突发性故障之前,绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压的作用下将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。因此,国内外不仅要定期做以预防性试验为基础的预防性维护,而且相继都在研究以在线监测为基础的预知性维护策略,以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷1-4]。变压器绝缘油中微水的含量也是确定变压器绝缘质量的参数。变压器在线智能诊断设备能够自动采集、分析油中微水的含量并得出故障原因,提供解决方案,使用户及时解决变压器中存在的隐患,防止事故发生。1变压器油中微水的状态及危害 变压器在运输、贮存、使用过程中都可能由外界进入或油自身氧化产生水,产生的水分会以下列状态存在:一是游离水。多为外界入侵的水分,如不搅动不易与水结合。不影响油的击穿电压,但也不允许,表明油中可能有溶解水,立即处理。二是极度细微的颗粒溶于水。通常由空气中进入油中,急剧降低油的击穿电压。介质损耗加大,真空滤油。三是乳化水。油品精炼不良,或长期运行造成油质老化,或油被乳化物污染,都会降低油水之间的界面张力,如油水混合在一起,便形成乳化状态。加破乳化剂。
其危害:一是降低油品的击穿电压。100～200mg/kg击穿电压大幅度降至1.0kV,油中纤维杂质极易吸收水分,在电场作用下,在电极间形成导电的“小桥”,因而容易击穿。二是使介质损耗因数升高。悬浮的乳化水影响最大,不均匀。三是促使绝缘纤维老化,绝缘纤维的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分进入纤维分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物质,降低纤维机械强度和聚合度。实验证明,120℃,绝缘纤维中的水分每增加1倍,纤维的机械强度下降1/2,当温度升高,油中的水增加,纤维的水降低,温度降低,则相反。因此,应监视油中的微水,进而监视绝缘纤维的老化。四是水分助长了有机酸的腐蚀能力,加速了对金属部件的腐蚀。综上所述,油中含水量愈多,油质本身的老化、设备绝缘老化及金属部件的腐蚀速度愈快,监测油中水分的含量,尤其是溶解水的含量十分必要。
变压器在线监测装置 我厂2X 1000MW 机组2组主变（2x3台单相变）及2台三相一体式起备变变压器配置美 国Server 。n 公司生产的变压器在线监测装置的描述。在该系统装置中，对变压器油中故障 气体（TM8、微水（TMM 、高压套管（TMB 进行在线监测及后台控制，并通过接口与 DCS 连接。 1、TM8/TMM 变压器在线监测装置工作原理 TM8/TMM 变压器在线监测装置是通过油中溶解气体分析（ Dissolved Gases An alysis, 简称DGA 来对油浸电力设备进行监测。因能够及时发现变压器内部存在的早期故障，在以 往的运行维护中消除了不少事故隐患。 其工作原理是：TM8/TMM 1过一台泵来实现变压器油以大约 250ml/m 的流量在变压器 和在线监测仪的萃取系统间循环。 萃取过程不消耗变压器油。油气分离装置气体侧有一个气 密的空间，与油侧的油中气体达到自然平衡。经过一个典型的 4小时采样间隔，大约有 60 升油穿过了萃取系统， 萃取系统中显示的气压反映了变压器中溶解气体的全部气压。 在获得 气样后用载气通过色谱柱后， 通过TCD 获得气体的具体含量。 在色谱柱热区，通过加热的方 式使其温度一直保持在 73 C 。这样能够使测量准确稳定。 TM8/TMM 带有自校验系统，能够 自动或人为进行校验。 TM8/TMM 共测量8种故障气体及微水，包括氢气， 甲烷，乙炔， 乙烯， 乙烷，一氧 化碳， 二氧化碳和氧气。 TM8也能对氮气及总烃报数，是唯一全面符合中国标准的 DGA 2、 TMB 容性设备绝缘在线监测系统工作原理 TMB 容性设备绝缘在线监测系统，对电流互感器（ CT ）、套管（Bushing ）、耦合电容器 （OY ）以及电压互感器（PY ）、CVT 等进行在线监测，能够发现套管存在的绝缘问题。 本系统利用高灵敏度电流传感器， 不失真的采集电力设备末屏对地的电流信号， 同时从相应 的PT 取得电压信号，通过对数字信号的运算和处理，得出介质损耗和电容量等信息。最终 利用专家系统，全方位的分析、判定、预测电气设备绝缘系统的运行状况。 其主要功能是 1. 实时或者周期性监测高压套管的介质损耗和等小电容； 2. 环境温度、湿度变化趋势以及相应的监测结果的修正； 3. 自动跟踪电容及介质损耗变化并分析其趋势； 4. 报警功能 On-Line Transformer Monitor tmcior Id Ctiromatography Column helium TjiUi vm TMnmi Delxcbor ComnuriitjllQfis
ES-2010 变压器油色谱在线监测系统 使 用 手 册 第一章 基本说明 福州亿森电力设备有限公司非常感谢您选用 ES-2010 变压器油色谱在线监测系统。为确保安全正确的使用本系统，请在使用前一定详细阅读本使用手册。阅读后请妥善保存，以便必要时查阅。 本使用手册在安全规程上采用如下三种方式强调一些重要事项： 警告 这种警示栏是指对生命和健康有一定危险的提示。忽视这种警告可能导致严重的或 致命的伤害。 1.1 规定用途 ES-2010 变压器油色谱在线监测系统是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于 110kV 及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。 当心 ES-2010系统是否只用于规定的用途，由用户负责。为了安全起见，在系统的安装、改进投入运行和更新过程中，事前未经本公司同意不能进行其他未授权的作业。 否则可能危害本系统和变压器的安全运行。在变压器油的处置上一定要遵守当地的 环境保护条例。 警告 必须严格遵守所有有关的防火规程。 当心 这种警示栏是指对本设备和用户的其他设备有一定危险的提示，但不会导致严重的 或致命的伤害。 注意 这种提示是对某一事项的重要说明。
1.2相关标准 本设备引用下列标准，通过引用标准中的相关条文构成本标准的条文。由此规定了本设备的技术要求、验收规则、检验方法、适用范围、包装要求、标志、运输及储存。 （1 ）GB1094 －1996 电力变压器 （2 ）GB2536 －1990 变压器油 （3 ）GB7597 －1987 电力用油取样方法 （4 ）GB/T507 －1986 绝缘油介电强度测定法 （5 ）GB/T7601 －1987 运行中变压器油水分测定法 （6 ）GB/T14542 －93 运行中变压器油的维护管理规定 （7 ）DL/T 596 －1996 （2005 复审）电力设备预防性试验规程 （8 ）DL/T 572 －1995 （2005 复审）电力变压器运行规程 （9 ）GB /T 7252 --- 2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则 （10 ）GB/T17623 －1998 绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法 （11 ）GB/T 2423 －2001 电工电子产品环境试验 （12 ）GB/T 17626 －1998 电磁兼容试验和测量技术 （13 ）GB/T 13384 －1992 机电产品包装通用技术要求 （14 ）GB190 — 1990 危险货物包装标志 （15 ）GB5099 －1994 钢质无缝气瓶 （16 ）GB/T 9361 －1988 计算站场地安全要求 （17 ）GB 4943 －2001 信息技术设备的安全 （18 ）GB/T 2887 －2000 电子计算机场地通用规范 （19 ）GB 4208 －1993 外壳防护等级（IP 代码） 1.3安全规程 从事本设备的安装、投入运行、操作、维护和修理的所有人员 ◆必须有相应的专业资格。 ◆必须严格遵守各项使用说明。 ◆不要在数据处理服务器上玩电子游戏、浏览网页。 ◆不要在数据处理服务器上任意安装软件，避免不必要的冲突。 违章操作或错误使用可能导致： ◆降低设备的使用寿命和监测精度。 ◆损坏本设备和用户的其他设备。 ◆造成严重的或致命的伤害。
变压器油色谱在线监测系统原理及应用效果 【摘要】变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，在变压器故障和诊断中单靠电气试验方法往往很难发现某些特殊局部部位的故障和发热隐患，色谱分析已成为检测变压器等充油设备故障的重要手段，这种方法能弥补电气试验方法的不足之处。本文论述了变压器故障诊断及色谱分析诊断的原理，阐述了MGA2000—6系统的工作原理和技术特点及应用情况。 【关键词】在线监测变压器绝缘油色谱分析 1引言 在现代电气设备的运行和维护中，变压器是电力系统的主要设备之一，因结构复杂，影响安全运行的因素较多。变压器在线监测系统通过油色谱分析、微水分析、温度的热效应等综合信息来分析判断变压器的绝缘状况，较好地解决了这些问题。 与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器采集运行中设备的劣化信息，信息量的处理和识别依靠有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，还可以引进一些新的能更真实反应设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡。 2变压器故障诊断 变压器故障诊断要综合各种检测手段和方法，对检测结果进行综合分析和评判，根据DL/T596—2005《电力设备预防性试验规程》规定的试验项目，各种介质损耗因数的测量作为作为设备状态诊断和检测项目的关键具有重要意义。 目前，电力系统中采用了大量的充油电气设备，采用电气试验的方法对电气设备的绝缘情况进行检测是一个有效的方法。由于有一些设备的早期潜伏或局部故障，如变压器铁心多点接地，变压器内部线圈轻微匝间短路和比较轻微的放电等故障，受试验条件所限，采用电气试验的方法常常检测不出来，但是，如果采用色谱分析方法，对这些设备的绝缘油中溶解的气体进行检测分析，就可以检测出设备故障的所在。
变压器在线监测与故障诊断技术研究 摘要：分析了油色谱分析的原理，然后介绍色谱分析判断变压器故障方法，最后使用油色谱技术监测与诊断变压器。 关键词：状态检修；在线监测；故障诊断；油色谱分析； 中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0237-02 Studies on On-line Monitoring System and Fault Diagnosis of the Transformer GUO Wen-liang， Hu Yi （State Grid Beijing Maintenance Company，Beijing 100000， China） Abstract：the principle of chromatographic analysis is analyzed， Then， the transformer fault diagnosis method is introduced， Finally， the use of chromatographic analysis to monitor and diagnose transformer Case is introduced. Key words：condition-based maintenance；on-line monitoring； fault diagnosis；Chromatographic analysis；
运行中的变压器，发生外部故障时，我们可以观察到，但其内部发生故障、病变，就很难监控，但变压器内部的油，是可以采集到的。绝缘油老化、变质会分解出一氧化碳CO、二氧化碳CO2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、氢气H2等，通过对变压器的绝缘油进行定期取样、分析，并与历年的分析数据进行对比，在变压器正常供电的情况下，判别变压器的运行状况，有助于及早发现和消除存在的安全隐患，确保变压器的安全运行。 1油色谱分析基本原理 在新绝缘油的溶解气体中，除了含有氮气（约70%）和氧气（约30%）以及二氧化碳（0.3%左右）气体外，并不含有C1 C2之类的低分子烃，在经过油的处理之后，由于一些油的加热处理设备存在死角，可能出现微量的乙烯甚至极微量的乙炔。正常运行状况下，由于变压器绝缘油油和绝缘材料的缓慢分解和氧化，会产生少量的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和微量的低分子烃气体。当变压器的内部出现放电和过热故障时，变压器绝缘油和内部固体绝缘材料中放电效应和受热性效应作用，油中的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等烃类气体产生速度和数量就会显著地增加。而在故障的初期，这些气体的增加并不足以引起瓦斯继电器的动作，此时，通过分析油中溶解气体含量及其增长速度，
大型油浸式电力变压器 油中溶解气体及微水在线监测系统 技术方案
前言： 在现代电力工业的设备运行和维护中，要求在电厂或电站运行的关键变压器特别是发现有异常的变压器上经常进行故障气体，微水含量，局部放电，绕组变形等多种项目的测量。从这些结果中得到的科学信息是电力部门预计并控制安全服务和运行成本的诸多因素。 随着现代科技的快速发展以及微处理器的引入，在线检测仪器的发展速度正在稳步提高。在线检测仪器的功能不断改善而价格在逐步下降，使智能化在线检测仪器的广泛应用成为可能。由于通讯技术的发展使得在线检测的结果能够快速传递到远距的分析和控制中心，在出现故障时不但能及时自动报警并可从多气体比值判断故障性质及类型，采取必要措施，更显示出了他的重要作用。近年来在国外各大电力部门的应用已经证明，在线检测技术对电力设备的充分利用，提高效益，延长使用寿命以及降低运行维护费用方面都有极大的作用。 自1960年以来，世界电力工业广泛使用变压器油中多种故障气体的色谱分析及多比值，TD图等判断方法为电力部门的安全高效运行提供重要依据。但其测量周期较长，脱气误差较大以及耗时较多等问题，尚难满足安全生产和状态检修的要求。因此，变压器油中多种故障气体的在线检测就成为迫切的需要。 由国家质量监督局颁布的最新国家标准“变压器油中溶解气体分析和判断导则”中指出了变压器绝缘油的产气原理是由于绝缘油和固体绝缘材料在电及热作用下的分解。低能量放电故障促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成氢气，乙烯在高于甲烷和乙烷的温度下生成。大量的乙炔是在电弧的弧道中产生。 标准定义了“对判断充油电器设备内部故障有价值的特征气体：即氢气（H 2 ）， 甲烷（CH 4）,乙烷（C 2 H 6 ），乙烯（C 2 H 4 ），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO 2 ）”，并说 明氧气（O 2）和氮气（N 2 ），可作为辅助判断指标。因此对包含氧气（O 2 ）在内的8 种故障气体进行在线检测才能符合中国国家标准的要求，进一步检测氮气（N 2 ）是国际新发展方向。