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油中溶解气体在线监测装置准确性分析

编辑:小T来源:泰特仪器日期:2018-04-17

 

以下由js金沙所有登入网址_9159金沙注册官方网站色谱技术人员主要先容变压器油中溶解气体在线监测装置的准确性分析, GC2030气相色谱仪js金沙所有登入网址_9159金沙注册官方网站最新推出的新一代国产反控气相色谱仪,技术先进,性能可靠。本文分析了不同原理和技术的油中溶解气体在线监测装置现场应用情况,为油中溶解气体在线监测装置的应用和选型提供参考依据。

变压器是电网系统的核心设备之一。在油浸式电力变压器运行过程中,绝缘油和有机绝缘材料在放电、过热作用下,可以分解出H2,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2等特征气体,这些故障气体的组成和含量与变压器故障类型及其严重程度有密切关系。由于传统定期取油样的离线分析手段在检测周期上具有局限性,近年来变压器在线监测技术发展迅速。通过在线监测装置对变压器油中溶解气体进行实时而连续的监测,可及时发现变压器内部存在的潜伏性故障,并持续跟踪其故障发展趋势。随着电网设备状态检修工作的不断推进,油中溶解气体在线监测装置在现场的实际应用也越来越广泛。

气分离单元、混合气体检测单元、数据处理单元和网络接入单元等几部分组成。首先对变压器取油样,进行油气分离,从油中获取所需混合气体,再对混合气体进行检测,将气体浓度信号转换成电信号,经数据处理单元再转换成相应的数字信号后,通过网络接入单元将监测数据传送给主机。多组分油中溶解气体在线监测装置的关键技术在于油气分离和混合气体检测。

油气分离

油气分离是油中溶解气体在线监测的关键步骤,其气体萃取的效果和速率直接影响装置检测的准确性和实时性。目前应用于在线监测装置的油气分离方法主要有:薄膜渗透法、真空脱气法、平衡取气法和吹扫捕集法等。

(1)薄膜渗透法借助有机合成的高分子膜来透析各种气体,国内使用较多的有聚四氟乙烯膜。渗透膜加工简单,成本低,但油气平衡所需时间较长,并且膜易老化,目前在线监测装置中应用较少。

(2)真空脱气法主要有波纹管式和真空泵式,利用多次伸缩产生真空,使气体从油中脱出,脱气效率较高,结构相对简单,目前被多家监测装置厂家所采用。

(3)平衡取气法通常采用振荡或搅拌平衡的方式,搅动油样脱气,使油中溶解气体在气、液两相达到分配平衡,根据分配定律得出油样中各气体组分浓度。此法较薄膜渗透法速度快,但油、气无物理分界面,且溶解对气体有稀释作用,降低了之后气体检测的灵敏度。

(4)吹扫捕集法就是通过载气吹扫油样后,油中气体组分随载气逸出,被收集到装有吸附剂的捕集器中进行浓缩,然后迅速切换到色谱柱分离,具有脱气时间短、重复性好等优点,可提高低浓度组分的分析精度。

混合气体检测

混合气体检测方法主要有气相色谱法、传感器阵列法和光声光谱法等。

(1)气相色谱法是目前油中溶解气体监测装置使用最广泛的气体分离和检测方法。经油气分离脱出的混合气样通过色谱柱进行分离,不同气体依次进入检测器进行检测。气体检测器的测量精度对检测结果有较大影响,应用较多的有半导体气敏传感器和微型热导检测器,均为广谱型检测器。

采用半导体气敏传感器检测,电路简单、成本低、灵敏度高,缺点是响应非线性,且传感器寿命较短。微型热导检测器一般由热导池及电桥电路组成,响应线性度好、使用寿命较长,但成本高,对载气要求也高,载气不纯会降低检测灵敏度。

(2)传感器阵列法是指用多个传感器对应检测不同的气体,通过神经网络等算法计算得到混合气体各组分的浓度。该方法需解决传感器交叉响应问题,实际应用厂家并不多。

(3)光声光谱法基于气体光声效应,即气体分子吸取特定波长的电磁辐射后温度上升,导致密闭气室内气体压力增高,如采用脉冲光源照射气体,可通过微音器探测与脉冲光源频率相同的压力波来检测气体浓度。该方法具有非接触性测量、无需色谱柱分离和消耗载气等优点,但成本价格偏高,装置运行稳定性和现场抗干扰能力也有待进一步考证。

 

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