變壓器油中溶解氣體檢測(cè)
1.油中溶解氣體檢測(cè)的意義
電力變壓器是電網(wǎng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行可靠性影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。大多數(shù)變壓器故障都是由內(nèi)部局部微小缺陷逐步演變形成的。變壓器構(gòu)造為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的全密封箱體，其內(nèi)部缺陷難以通過(guò)外部測(cè)量手段監(jiān)測(cè)，但其導(dǎo)致的放電或過(guò)熱現(xiàn)象，不同程度上均會(huì)導(dǎo)致變壓器絕緣油及絕緣紙等固體絕緣材料發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，生成不同類型的故障特征氣體，并溶解于變壓器油中。如同診斷人體疾病最常用的“驗(yàn)血”手段，通過(guò)對(duì)油中溶解特征氣體濃度及比例的檢測(cè)或監(jiān)測(cè)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器大部分內(nèi)部隱患和缺陷。
常用的變壓器油中溶解故障特征氣體主要為氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）七種，變壓器在不同故障類型下產(chǎn)生的氣體如表1所示。
2.油中溶解氣體檢測(cè)方法
常用的多組分氣體檢測(cè)方法主要包括氣相色譜法、光聲光譜法、電化學(xué)傳感器法、半導(dǎo)體傳感器法等，其檢測(cè)原理圖如圖1所示。
圖1常用的多組分氣體檢測(cè)方法
氣相色譜法通過(guò)氣相色譜檢測(cè)器測(cè)量油中溶解氣體的濃度，其具有技術(shù)成熟度高、測(cè)量靈敏的優(yōu)勢(shì)，但存在需要更換載氣、色譜柱的問(wèn)題；
光聲光譜法屬于一種光學(xué)氣體檢測(cè)方法，其具有測(cè)量周期短、無(wú)需載氣、維護(hù)量少的優(yōu)勢(shì)，但存在國(guó)產(chǎn)化程度低的問(wèn)題，且部分氣體（如乙炔）檢測(cè)靈敏度仍有待提升。
電化學(xué)傳感器法與半導(dǎo)體傳感器法檢測(cè)原理類似，均是通過(guò)待測(cè)氣體改變傳感器/半導(dǎo)體本身的特性后產(chǎn)生的電流信號(hào)來(lái)測(cè)量氣體濃度，均具有靈敏度高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但都同樣存在氣體間交叉干擾的影響，且長(zhǎng)期可靠性較差。
目前常用于在線監(jiān)測(cè)的油中溶解氣體檢測(cè)裝置主要采用了氣相色譜與光聲光譜技術(shù)。氣相色譜技術(shù)成熟度高，主要零部件實(shí)現(xiàn)了全國(guó)產(chǎn)化，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)；光聲光譜技術(shù)具有檢測(cè)周期短、維護(hù)量少的優(yōu)勢(shì)，入網(wǎng)率逐年上升，但由于其主要核心部件（光源、麥克風(fēng)）仍依賴進(jìn)口，導(dǎo)致其成本較高，價(jià)格較貴。
二、油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置入網(wǎng)檢測(cè) 目前，油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置在變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中具有廣泛的應(yīng)用，但變壓器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，如何保持油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中的測(cè)量準(zhǔn)確性（精度）是面臨的一大難題。如果在線監(jiān)測(cè)裝置精度降低，甚至發(fā)生誤報(bào)等現(xiàn)象，就喪失了在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)變壓器早期潛伏性故障的監(jiān)測(cè)作用，還會(huì)增加運(yùn)維人員的工作量。 究其原因，其一是部分在線監(jiān)測(cè)裝置在安裝前未經(jīng)嚴(yán)格的出廠檢測(cè)和入網(wǎng)檢測(cè)，測(cè)量精度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；其二是在線監(jiān)測(cè)裝置會(huì)在運(yùn)行復(fù)雜環(huán)境的影響下，檢測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生漂移，如不及時(shí)校正，其檢測(cè)精度將逐步降低。因此，常用的方法是開(kāi)展油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置的入網(wǎng)檢測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作，以確保在線監(jiān)測(cè)裝置在運(yùn)行中的精度。 依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)有限公司變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)、校驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工作要求，國(guó)網(wǎng)湖北電科院持續(xù)加強(qiáng)油中溶解氣體檢測(cè)裝置質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)全省新安裝的220千伏及以上變壓器類設(shè)備油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)展抽檢，并定期赴現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)跨區(qū)電網(wǎng)1000千伏特高壓交流、±500千伏直流等變電站、換流站153臺(tái)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，有力提升了變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置的準(zhǔn)確性、有效性和可靠性，保障了變壓器設(shè)備的本質(zhì)安全水平。 圖2油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置到貨驗(yàn)收 圖3油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn) 2021年1月和3月，國(guó)網(wǎng)湖北電科院在開(kāi)展變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置專項(xiàng)技術(shù)監(jiān)督時(shí)發(fā)現(xiàn)，計(jì)劃在220千伏省內(nèi)某變電站安裝的由某公司生產(chǎn)的絕緣油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置在到貨驗(yàn)收檢測(cè)時(shí)，經(jīng)兩次檢測(cè)均不符合Q/GDW 10536-2017《變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求。首次檢測(cè)測(cè)量誤差試驗(yàn)、測(cè)量重復(fù)性試驗(yàn)和交叉敏感性試驗(yàn)不符合要求，設(shè)備換貨后再次檢測(cè)測(cè)量誤差試驗(yàn)和交叉敏感性試驗(yàn)仍不符合要求。針對(duì)此狀況，省電科院發(fā)布了針對(duì)該公司產(chǎn)品的技術(shù)監(jiān)督告警通知單，并給出了以下處理意見(jiàn)： 1）地市公司敦促供貨單位及時(shí)提供新的符合標(biāo)準(zhǔn)要求的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置，并重新委托開(kāi)展到貨驗(yàn)收檢測(cè)。如再次檢測(cè)仍不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的，應(yīng)納入供應(yīng)商不良行為進(jìn)行處理。 2）對(duì)2021年1月1日以前，已中標(biāo)、未投運(yùn)的該公司生產(chǎn)的同型號(hào)變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置，其到貨驗(yàn)收性能檢測(cè)要求由抽檢變?yōu)槿珯z。 通過(guò)該典型案例，充分體現(xiàn)了針對(duì)油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)展入網(wǎng)檢測(cè)的必要性及有效性。 1. 加強(qiáng)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置到貨驗(yàn)收檢測(cè)能力 進(jìn)一步加強(qiáng)針對(duì)新投運(yùn)的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行到貨驗(yàn)收檢測(cè)的工作，將到貨驗(yàn)收?qǐng)?bào)告作為投產(chǎn)必備條件，確保在線監(jiān)測(cè)裝置入網(wǎng)質(zhì)量、提高應(yīng)用質(zhì)效，加強(qiáng)檢測(cè)能力。 2. 加強(qiáng)已入網(wǎng)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置性能提升 縮短油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)周期，高效優(yōu)質(zhì)的開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作，對(duì)性能指標(biāo)發(fā)生變化的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)或技術(shù)監(jiān)督，發(fā)揮油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的作用。 3.加強(qiáng)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)處理能力 對(duì)不同廠家的油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置所收集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，排除誤報(bào)及異常數(shù)據(jù)。對(duì)清洗后的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分析，及時(shí)通過(guò)異常氣體增長(zhǎng)趨勢(shì)等判斷設(shè)備故障類型及故障發(fā)展情況。