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摘要：通过介绍变压器油色谱在线监测系统在我局的应用情况，结合两例油色谱在线监测案例分析，说明油色谱在线监测系统在监测变压器油状态方面有实效作用。
关键词：色谱；溶解气体；油气分离；在线监测；
中图分类号：P734.2+2文献标识码：A文章编号：
1.前言
近年来，随着计算机技术、网络技术、微电子技术和高灵敏度传感器技术的日益发展和成熟，使得变压器油色谱在线监测系统进入了大面积应用阶段。目前，变压器油色谱在线监测系统以其能实时监测变压器绝缘油的状态，有利于及时发现变压器潜伏性故障，早期排除变压器隐患，避免突发故障的发生等特点，而得到广泛应用，有效保障了电力系统的安全、可靠运行。本文是通过介绍变压器油色谱在线监测系统在我局的应用情况，结合两例油色谱在线监测案例分析进行阐述。
2.油色谱在线监测系统在实际中的应用
目前，油色谱在线监测系统在我局应用比较迅速，自2006年9月以来，我局分别在500kV及220kV等级变电站的变压器上安装了油色谱在线监测系统。我局应用的油色谱在线监测系统主要为气体混合浓度及多组分监测两种，其中气体混合浓度主要安装于新的变压器及用电负荷较轻的区域变压器，而多组分监测系统则安装负荷较重、投运时间较长及在预试过程中发现特征气体含量较大或者增长速度超过注意值的变压器。
3.运行实例分析
3.1运行实例一
我局110kV道窖变电站#2主变（沈阳变压器厂，型号：SFZ8-40000/110），投运日期为1993年。自10年起，#2主变的气体含量突然的增长。鉴于供电形势紧张，为维持供电的可靠性等原因，不能马上对#2主变变压器进行停电检修处理。因此为使变压器能在可控范围下继续运行，便于实时对#2主变运行状态进行监测，于是在#2主变上安装了油色谱在线监测系统，同时对#2主变历史色谱数据及下载在线色谱数据进行对比分析，列表如下：
道窖站＃2主变油色谱离线监测数据单位：μL/L
表3-1色谱离线监测数据表
至2010年6月9日#2主变总烃为255.78μL/L，乙烯和甲烷两者总量约占总烃的87.9％，相对产气速率为19％/月，增长较快。通过三比值法分析，编码为（0,2,2）,判断变压器内有高于700℃的高温过热缺陷,内部可能存在分接开关接触不良或高低压引线接触不良，层间绝缘不良、铁芯漏磁、铁芯及夹件等缺陷。
如下为油色谱在线监测数据（部分）：
表3-2色谱在线监测数据表
通过对表3-1和表3-2对比数据发现特征气体组分（烃类）含量都有明显增长趋势，从以上色谱在线监测数据与离线数据的对比与分析，可得出如下结论：
1)在对110kV道窖站#2主变的油色谱在线监测过程中，氢气、甲烷、乙烯、乙烷、总烃的增长趋势，与试验室离线色谱分析基本一致。
2)油色谱在线监测系统所测数据，与试验室色谱分析结果具有可比性，各组分浓度的增长趋势与试验室色谱跟踪趋势一致，监测数据可信。
结合高压试验数据分析表明该设备低压绕组存在明显变形现象，可能导致变压器内部存在过热缺陷而使油中溶解气体增加。2010年7月对此台变压器进行吊芯检查时，发现低压侧绕组变形严重。
绕组变形试验数据，如下图：
图3-1绕组变形试验图谱及数据
3.2运行实例二
我局220kV立新变电站#2主变（维奥伊林变压器厂，型号：DOR 250000/220E），投运日期为2000年4月，自07年起，立新站#2主变的气体含量疑有增长的趋势。由于该站负荷较重，为维持设备的正常工作，于是在09年4月安装了油色谱在线监测系统，进行实时监测。为了进一步对这一变化进行分析，核对由07年至09年历史色谱数据，列表如下：
表3-3色谱离线监测数据表
将以上数据做成折线图，以查看变化趋势：
图3-2 色谱离线数据趋势图
由该折线图可以看出，自07年4月到08年4月，各种气体含量随时间逐渐累加，从08年4月开始，产气速度加快。2009年4月分开始，产气速度再次加快，09年5月到09年6月这段时间的绝对产气速率为57ml/d，已大大超过了注意值12ml/d。这表明设备故障有恶化趋势。
2009年6月22日，安装于立新站#2主变油色谱在线监测显示，气体含量出现了突变增长。与6月21日的数据相比，总烃含量增加了46μL/L。计算绝对产气速率和相对产气速率分别为40ml/h及400%以上（按48小时计算），严重超过相应的注意值（分别为0.5ml/h和10％）。为了排除在线监测装置故障的可能性， 6月23日对立新站＃2主变进行了色谱离线分析，所得结果与在线监测的数据基本吻合。
在线监测数据及趋势图：
图3-3 色谱在线数据
图3-4 色谱在线数据趋势图
通过对色谱离线数据及在线监测数据分析发现：
1)在对220kV立新站#2主变的在线监测过程中，氢气、甲烷、乙烯、乙烷、总烃的增长趋势和绝对值，与试验室离线色谱分析基本一致。
2)油色谱在线监测系统所测数据，与试验室色谱分析结果具有可比性，各组分浓度的增长趋势与试验室色谱跟踪趋势一致，监测数据可信。
3)油色谱在线监测系统可发现潜伏性故障突变造成的油中气体变化情况，有利于及时对故障进行跟踪。
由于过热性故障与设备运行时的负荷有密切关系（负荷越高，温度越高），＃2主变在21、22、23日时的最高负荷，分别为137MW、160MW及155MW，相对应的变高电流为354A、419A及406A，可知＃2主变在22日的负荷最高，与气体的突然增长吻合。根据对油色谱在线监测数据和色谱离线监测数据的比较、分析，认为立新站＃2主变疑有中温过热性故障（300～700℃），在负荷高的时候故障特别明显，必须进行吊罩检查。2010年，设备制造厂对立新站#2主变进行了吊罩检查，发现铁芯硅钢片中存在5处缺陷，其中缺陷5(与缺陷1同一对硅片的另块)，而其中相当片数已经出现高温溶解现象。
如下是吊芯检查的图片：
图3-5 立新站#2主变吊芯检查照片
4.油色谱在线监测系统状况
通过以上两个实例，证实油色谱在线监测系统能实时监测油中溶解气体的含量及变化趋势，对日常监测变压器及时反映变压器运行状况有实效作用，但是油色谱在线监测系统也存在缺陷问题。通过维护记录统计发现，油色谱在线监测系统存在多处缺陷，包括电路、油路以及气路方面都存在问题，特别是在油路及气路方面存在问题较为严重。油路方面主要是油路阀存在缺陷，在设备投入运行后不久就出现漏油现象，而且个别漏油现象较为严重。气路方面主要是载气的实际用量与设计用量相差很大，按厂家提供信息是：一瓶新载气可用一年半左右的时间，但在实际应用过程中一瓶新载气平均只能用6个月左右，远远达不到设计要求。据统计，造成此原因可能存在以下几个因素：1.仪器设计本身不能完善的控制载气用量；2.气路元件存在缺陷，有漏气点；3.压力表密封性能有缺陷，有漏气点；4.载气气瓶存在漏气点。
现阶段油色谱在线监测系统还存在技术及质量上的问题，但随着科技的发展及技术的不断完善和应用，油在线监测系统的技术及质量会得到进一步提升。
5结论
1.随着油色谱在线监测系统技术的不断进步，可靠性不断提高，利用油色谱在线监测系统监测变压器内部早期故障氣体的发生与演变过程，经应用证明，此技术是可行的，它起到了准确灵敏的“哨兵”作用，是离线气相色谱分析的有力补充。我们有理由相信，在线监测系统将为我国电网事业的发展作出更多的贡献。
2.油色谱在线监测系统的运行维护非常重要，应根据不同监测系统的具体运行情况，及时对监测系统进行维护工作，保障监测系统在正常工况下运行。
3.积极开展变压器类设备油色谱在线监测工作，使变压器更加可靠、安全运行，有十分重要的意义。
4.虽然油色谱在线监测系统在实时监测上能补充离线色谱的不足，但也存在质量及技术问题，监测系统的维护造成较大的工作量，期望在今后油色谱在线监测技术得到补充及完善。
参考文献：
[1] 马长芳等著.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M].北京科学出版社,2003.
[2] 河南电力技师学院编.油务员.中国电力出版社,2008.
[3] 汪红梅著.电力用油（气）.化学工业出版社,2008.
[4] 徐坤,周建华,茹秋实,周茁.变压器油中溶解气体在线监测技术发展与展望[J].高电压技术,2005年8期.
[5] 张雪梅,李邦云,丁晓群.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用[J].变压器,2004年04期.
[6] 孙坚明等著.电力用油（气）.电力部热工研究院;1996.
[7] 孙才新,廖瑞金,陈伟根等;变压器油中溶解气体的在线监测研究[J].电工技术学报,1996年02期.
[8] 廖瑞金,陈伟根,孙才新.变压器油中气体色谱的微机在线监测[J].高电压技术,1996年03期.
关键词：色谱；溶解气体；油气分离；在线监测；
中图分类号：P734.2+2文献标识码：A文章编号：
1.前言
近年来，随着计算机技术、网络技术、微电子技术和高灵敏度传感器技术的日益发展和成熟，使得变压器油色谱在线监测系统进入了大面积应用阶段。目前，变压器油色谱在线监测系统以其能实时监测变压器绝缘油的状态，有利于及时发现变压器潜伏性故障，早期排除变压器隐患，避免突发故障的发生等特点，而得到广泛应用，有效保障了电力系统的安全、可靠运行。本文是通过介绍变压器油色谱在线监测系统在我局的应用情况，结合两例油色谱在线监测案例分析进行阐述。
2.油色谱在线监测系统在实际中的应用
目前，油色谱在线监测系统在我局应用比较迅速，自2006年9月以来，我局分别在500kV及220kV等级变电站的变压器上安装了油色谱在线监测系统。我局应用的油色谱在线监测系统主要为气体混合浓度及多组分监测两种，其中气体混合浓度主要安装于新的变压器及用电负荷较轻的区域变压器，而多组分监测系统则安装负荷较重、投运时间较长及在预试过程中发现特征气体含量较大或者增长速度超过注意值的变压器。
3.运行实例分析
3.1运行实例一
我局110kV道窖变电站#2主变（沈阳变压器厂，型号：SFZ8-40000/110），投运日期为1993年。自10年起，#2主变的气体含量突然的增长。鉴于供电形势紧张，为维持供电的可靠性等原因，不能马上对#2主变变压器进行停电检修处理。因此为使变压器能在可控范围下继续运行，便于实时对#2主变运行状态进行监测，于是在#2主变上安装了油色谱在线监测系统，同时对#2主变历史色谱数据及下载在线色谱数据进行对比分析，列表如下：
道窖站＃2主变油色谱离线监测数据单位：μL/L
表3-1色谱离线监测数据表
至2010年6月9日#2主变总烃为255.78μL/L，乙烯和甲烷两者总量约占总烃的87.9％，相对产气速率为19％/月，增长较快。通过三比值法分析，编码为（0,2,2）,判断变压器内有高于700℃的高温过热缺陷,内部可能存在分接开关接触不良或高低压引线接触不良，层间绝缘不良、铁芯漏磁、铁芯及夹件等缺陷。
如下为油色谱在线监测数据（部分）：
表3-2色谱在线监测数据表
通过对表3-1和表3-2对比数据发现特征气体组分（烃类）含量都有明显增长趋势，从以上色谱在线监测数据与离线数据的对比与分析，可得出如下结论：
1)在对110kV道窖站#2主变的油色谱在线监测过程中，氢气、甲烷、乙烯、乙烷、总烃的增长趋势，与试验室离线色谱分析基本一致。
2)油色谱在线监测系统所测数据，与试验室色谱分析结果具有可比性，各组分浓度的增长趋势与试验室色谱跟踪趋势一致，监测数据可信。
结合高压试验数据分析表明该设备低压绕组存在明显变形现象，可能导致变压器内部存在过热缺陷而使油中溶解气体增加。2010年7月对此台变压器进行吊芯检查时，发现低压侧绕组变形严重。
绕组变形试验数据，如下图：
图3-1绕组变形试验图谱及数据
3.2运行实例二
我局220kV立新变电站#2主变（维奥伊林变压器厂，型号：DOR 250000/220E），投运日期为2000年4月，自07年起，立新站#2主变的气体含量疑有增长的趋势。由于该站负荷较重，为维持设备的正常工作，于是在09年4月安装了油色谱在线监测系统，进行实时监测。为了进一步对这一变化进行分析，核对由07年至09年历史色谱数据，列表如下：
表3-3色谱离线监测数据表
将以上数据做成折线图，以查看变化趋势：
图3-2 色谱离线数据趋势图
由该折线图可以看出，自07年4月到08年4月，各种气体含量随时间逐渐累加，从08年4月开始，产气速度加快。2009年4月分开始，产气速度再次加快，09年5月到09年6月这段时间的绝对产气速率为57ml/d，已大大超过了注意值12ml/d。这表明设备故障有恶化趋势。
2009年6月22日，安装于立新站#2主变油色谱在线监测显示，气体含量出现了突变增长。与6月21日的数据相比，总烃含量增加了46μL/L。计算绝对产气速率和相对产气速率分别为40ml/h及400%以上（按48小时计算），严重超过相应的注意值（分别为0.5ml/h和10％）。为了排除在线监测装置故障的可能性， 6月23日对立新站＃2主变进行了色谱离线分析，所得结果与在线监测的数据基本吻合。
在线监测数据及趋势图：
图3-3 色谱在线数据
图3-4 色谱在线数据趋势图
通过对色谱离线数据及在线监测数据分析发现：
1)在对220kV立新站#2主变的在线监测过程中，氢气、甲烷、乙烯、乙烷、总烃的增长趋势和绝对值，与试验室离线色谱分析基本一致。
2)油色谱在线监测系统所测数据，与试验室色谱分析结果具有可比性，各组分浓度的增长趋势与试验室色谱跟踪趋势一致，监测数据可信。
3)油色谱在线监测系统可发现潜伏性故障突变造成的油中气体变化情况，有利于及时对故障进行跟踪。
由于过热性故障与设备运行时的负荷有密切关系（负荷越高，温度越高），＃2主变在21、22、23日时的最高负荷，分别为137MW、160MW及155MW，相对应的变高电流为354A、419A及406A，可知＃2主变在22日的负荷最高，与气体的突然增长吻合。根据对油色谱在线监测数据和色谱离线监测数据的比较、分析，认为立新站＃2主变疑有中温过热性故障（300～700℃），在负荷高的时候故障特别明显，必须进行吊罩检查。2010年，设备制造厂对立新站#2主变进行了吊罩检查，发现铁芯硅钢片中存在5处缺陷，其中缺陷5(与缺陷1同一对硅片的另块)，而其中相当片数已经出现高温溶解现象。
如下是吊芯检查的图片：
图3-5 立新站#2主变吊芯检查照片
4.油色谱在线监测系统状况
通过以上两个实例，证实油色谱在线监测系统能实时监测油中溶解气体的含量及变化趋势，对日常监测变压器及时反映变压器运行状况有实效作用，但是油色谱在线监测系统也存在缺陷问题。通过维护记录统计发现，油色谱在线监测系统存在多处缺陷，包括电路、油路以及气路方面都存在问题，特别是在油路及气路方面存在问题较为严重。油路方面主要是油路阀存在缺陷，在设备投入运行后不久就出现漏油现象，而且个别漏油现象较为严重。气路方面主要是载气的实际用量与设计用量相差很大，按厂家提供信息是：一瓶新载气可用一年半左右的时间，但在实际应用过程中一瓶新载气平均只能用6个月左右，远远达不到设计要求。据统计，造成此原因可能存在以下几个因素：1.仪器设计本身不能完善的控制载气用量；2.气路元件存在缺陷，有漏气点；3.压力表密封性能有缺陷，有漏气点；4.载气气瓶存在漏气点。
现阶段油色谱在线监测系统还存在技术及质量上的问题，但随着科技的发展及技术的不断完善和应用，油在线监测系统的技术及质量会得到进一步提升。
5结论
1.随着油色谱在线监测系统技术的不断进步，可靠性不断提高，利用油色谱在线监测系统监测变压器内部早期故障氣体的发生与演变过程，经应用证明，此技术是可行的，它起到了准确灵敏的“哨兵”作用，是离线气相色谱分析的有力补充。我们有理由相信，在线监测系统将为我国电网事业的发展作出更多的贡献。
2.油色谱在线监测系统的运行维护非常重要，应根据不同监测系统的具体运行情况，及时对监测系统进行维护工作，保障监测系统在正常工况下运行。
3.积极开展变压器类设备油色谱在线监测工作，使变压器更加可靠、安全运行，有十分重要的意义。
4.虽然油色谱在线监测系统在实时监测上能补充离线色谱的不足，但也存在质量及技术问题，监测系统的维护造成较大的工作量，期望在今后油色谱在线监测技术得到补充及完善。
参考文献：
[1] 马长芳等著.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M].北京科学出版社,2003.
[2] 河南电力技师学院编.油务员.中国电力出版社,2008.
[3] 汪红梅著.电力用油（气）.化学工业出版社,2008.
[4] 徐坤,周建华,茹秋实,周茁.变压器油中溶解气体在线监测技术发展与展望[J].高电压技术,2005年8期.
[5] 张雪梅,李邦云,丁晓群.变压器油中溶解气体在线监测系统的应用[J].变压器,2004年04期.
[6] 孙坚明等著.电力用油（气）.电力部热工研究院;1996.
[7] 孙才新,廖瑞金,陈伟根等;变压器油中溶解气体的在线监测研究[J].电工技术学报,1996年02期.
[8] 廖瑞金,陈伟根,孙才新.变压器油中气体色谱的微机在线监测[J].高电压技术,1996年03期.