变压器油中溶解气体的在线监测技术评述

油中溶解气体在线监测是获取变压器运行状态的重要手段之一.该文在概括变压器油中溶解气体在线监测技术一般方法的基础上,从油气分离和气体在线检测两个方面对其研究现状及工程应用进行了回顾.通过对多种油气分离技术的分析比较,认为薄膜透气法具有良好的性价比,更适合于变压器油中溶解气体在线监测.通过分析现有气体在线检测技术原理及特点,阐述了色谱柱和气体传感器阵列技术的不足在于消耗气样、长期稳定性差、交叉敏感等;对傅立叶红外光谱与光声光谱技术的比较表明,光声光谱在气体检测量、检测灵敏度等方面更有优势,其在油中溶解气体在线监测中具有良好的应用前景.     

特高压变压器油中溶解气体在线监测技术概述

本文首先概述了变压器油中溶解气体检测的技术原理和在线监测装置的必要性,而后梳理了应用于国网特高压的几种主流的油气分离、气体组分分离以及气体检测技术。油气分离技术主要有真空脱气法、动态顶空脱气法以及膜分离法,组分分离技术主要采用毛细管色谱柱和填充柱,气体检测技术主要采用半导体气敏传感器、热导检测器以及光声光谱检测器。最后具体对比分析了这些技术的优缺点,为变压器油中溶解气体在线监测装置的选型选配提供一定的参考,同时为油中溶解气体在线监测技术的研究方向提供一定的思路。     

TransFix变压器油在线监测系统在小浪底水电厂的应用

简要介绍了小浪底水电厂开展变压器油色谱在线监测的意义，以及采用动态顶空平衡法进行油气分离、采用光声光谱技术进行气体检测的TransFix变压器油中溶解气体及微水在线监测系统的原理及应用情况，给出了相关的试验数据。     

光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测装置中的色谱柱和气敏传感器存在消耗被测气体和长期稳定性差等不足.光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统油中溶解气体在线监测技术的缺点.文中对其在变压器油中溶解气体在线监测中的应用进行了研究.构建了用于变压器油中溶解气体分析的光声光谱平台,给出具有红外特征吸收峰的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2这6种主要故障特征气体的特征频谱,采用加权最小二乘法对2种混合气体中的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2进行了定性和定量分析.分析结果与气体各组分体积分数真实值或气相色谱仪测量值的比较表明,光声光谱技术能有效地对变压器油中溶解气体进行分析.     

大型变压器油中溶解气体在线监测技术进展

介绍了近年来国内外大型变压器油中溶解气体在线监测技术的最新进展。结合在线监测原理．描述了其监测过程。重点阐述了油气分离技术和气体分离与检测技术的发展．讨论了各种方法的技术特点和应用前景。通过对多种油气分离方法的性能比较,认为高分子透气膜法最适合变压器油中溶解气体在线监测。概括了多种基于油中溶解气体分析DGA(Dissolved Gas Analysis)技术的变压器故障诊断方法．并指出在线监测数据和离线监测数据获得的条件不同,两种数据存在差异,其处理方式也应该有所不同。     

光声光谱技术在油浸式电气设备故障气体检测中的应用

光声光谱气体检测技术具有精度高、检测范围宽、不消耗被测气体和载气等优点,适用于油浸式电气设备油中溶解气体的在线监测。对气体光声信号的产生机理进行了理论研究,分析了油中溶解气体的红外光谱特性。基于顶空脱气和光声光谱监测技术,构建了油中溶解气体在线监测平台。结合平台对标准气样和标准油样进行重复性和准确度的测试。采集实际运行的变压器中的油样,与实验室的气相色谱仪进行对比测试,结果都达到或优于电力系统油中溶解气体在线检测的要求,能有效地检测油浸式电器设备油中溶解气体含量。     

基于光声光谱法的变压器在线监测技术研究

针对现有电力变压器油中的溶解气体浓度低和复杂的外部干扰信号等问题,监测系统在小信号测量和提取方面存在很大的困难。文中基于光声光谱法原理,提出一种对变压器油中气体进行在线监测的技术方案。通过实验,分析和比较了不同电压、不同时间的变压器油中溶解气体数据,确定故障类型。实验结果表明,光声光谱法可以快速检测出变压器油中溶解的故障气体。该研究为我国电力变压器在线监测技术的发展提供参考和借鉴。     

变压器油中溶解气体光声光谱检测的温度特性

气体光声光谱检测技术能很好地应用于变压器油中溶解气体的在线监测。温度是光声光谱检测的重要影响因素之一。论文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置;在分析光声池声学理论的基础上,结合实验探讨了温度对光声池池常数、谐振频率以及气体吸收系数的影响。以变压器油中主要特征气体C2H2进行实验分析,得到了乙炔气体光声信号与温度之间的关系曲线,理论及实验结果为进一步完善油中气体光声光谱在线监测系统奠定了重要基础。     

基于光声光谱技术的变压器油中溶解气体在线监测

构建了基于光声光谱技术的变压器油中溶解气体的在线监测系统,给出了光声光谱测量、气体池的设计、特征吸收频率的确定及采用超声波技术的光声测量等关键技术方法,从而利用了光声光谱技术对变压器油中溶解气体进行分析,实现对变压器故障在线监测。     

光声光谱检测变压器油中气体的共振光声池研究

气体光声光谱技术是一种新型的微量气体检测技术,能很好地应用于变压器油中溶解气体检测。光声池是光声光谱监测系统中的核心部分,是表征系统灵敏度的重要因素。笔者模拟分析了气体光声信号分布及谐振腔几何尺寸与表征光声池性能的特性参数的量化关系,设计制作了两个不同几何结构参数的共振光声池,实验研究了光声池响应特性,实验结果比较得出谐振腔长120 mm、半径3 mm的不锈钢光声池表现出比较优越的气体响应性能,并对变压器油中溶解的主要特征气体C2H2进行了光声探测。理论与实验结果为气体光声光谱在线监测系统的完善及高灵敏度光声池的优化设计提供了技术支持与理论参考。     

光声光谱技术与气相色谱技术在变压器在线监测中的分析比较

光声光谱技术进行变压器油中溶解气体分析是近些年开发的一种新技术.本文结合国内某AP1000核电项目中主变压器、高压厂用变压器及辅助变压器在线监测装置选型情况,介绍了光声光谱技术及传统的气相色谱技术在变压器油中故障气体分析（DGA）的基本原理和产品结构,对最小检知浓度等技术指标进行了对比.最后总结了两种不同技术原理的油中故障气体在线监测设备之间的差异.旨在能为大型变压器在线监测设备选型提供技术参考.     

基于分布反馈半导体激光器的CO气体光声光谱检测特性

一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈(distributed feedback,DFB)半导体激光器搭建了CO气体光声光谱检测平台,选择1.567m的CO分子谱线为研究对象,实验研究了DFB半导体激光器的辐射特性和CO气体的光声光谱响应特性,分析了光声信号与激光功率、气体浓度的关系。结果表明:在气体吸收未发生饱和效应的条件下,光声信号与激光功率、气体浓度均具有良好的线性关系。该研究结果为变压器油中气体光声光谱的在线监测奠定了基础。     

基于光声光谱检测的变压器油中溶解乙炔气体的压强特性

变压器油中溶解气体的检测及分析是运行电力变压器故障诊断最有效的方法之一。气体光声光谱检测技术能很好地应用于气体检测,气体压强对光声光谱检测有重要影响。论文从理论上推导出气体压强与气体吸收系数、谐振频率、光声池品质因素、池常数及气体光声电信号的函数关系。以构建的可调谐光声光谱装置对变压器油中主要故障特征气体C2H2进行实验,验证了上述函数关系的正确性,得到在气体吸收未发生饱和效应时,C2H2光声电信号与气体压强的函数关系:当0P75k Pa时,光声电信号近似与气体压强P1.5成线性关系;而当75k PaP100k Pa时,光声电信号近似与气体压强P成线性关系。结合吸收谱线增宽及光声电信号变化规律,确定C2H2的谱线6 578.58cm?1最佳光声检测压强为75k Pa,理论及实验结果为进一步完善油中溶解气体光声光谱在线监测提供了技术支撑。     

基于光声光谱的变压器油中多组分气体检测方法

油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,基于光声光谱技术的基本原理,以甲烷和乙炔为例,对变压器油中多组分故障特征气体的光声光谱检测方法进行研究。提出的基于分布反馈半导体激光器的光声光谱检测装置具有选择性好、检测范围大的优点,提出的基于最小二乘回归的多组分气体光声定量方法不需要池常数、气体吸收系数等参数,因而避免了这些参数引入的误差。实验结果表明,提出的方法能够有效地检测出多组分故障特征气体,为光声光谱技术的工程应用提供了方法参考。     

光声光谱法在变压器油中气体分析的发展应用

随着电力系统的高速发展,电力安全稳定运行越来越多的引起研究人员们的关注,作为电力系统中的重要一环,电力变压器的故障检测诊断技术是当前行业研究的热点。本文在讨论利用光声光谱技术实现变压器油中溶解气体的在线监测的原理的基础上,通过对比和分析光声光谱技术与传统气相色谱技术,证明了光声光谱法的可靠性、先进性与经济性。     

激光拉曼光谱应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测是实施变压器状态检修的重要手段之一。激光拉曼光谱技术能直接使用单一频率的激光对混合气体进行非接触式的测量,符合在线监测的要求。利用激光拉曼光谱对变压器油中溶解气体进行分析,能克服传统在线监测方法的诸多不足。对激光拉曼光谱在变压器油中溶解气体分析中的应用进行了研究。分析了变压器油中7种主要故障特征气体(H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2)的拉曼特征频谱,并阐述了基于特征频谱和最小二乘法对7种特征气体进行定性定量分析的方法。利用共聚焦拉曼技术和镀银石英玻璃管制成的气体样品池,构建了激光拉曼光谱气体分析试验平台。结合平台研究了7种故障特征气体的拉曼光谱检测特性,并与实验室气相色谱法的测量结果进行了对比。对比结果表明,激光拉曼光谱能有效地对变压器油中溶解气体进行定量分析,为变压器油中溶解气体的拉曼光谱在线监测奠定了基础。     

基于有限元的变压器油中气体检测光声传感器研究

在变压器油溶解气体检测中,气体检测光声传感器应用效果较好。利用基于有限元的多重物理量耦合软件COMSOLMultiphysic 3.2,模拟了变压器油中溶解特征气体光声传感器光声池内光声信号的分布,分析了腔体的谐振特性以及光声信号随气体浓度的变化规律,实验研究了乙烯气体光声光谱检测特性。理论和实验结果为微量气体探测光声传感器的设计,特别是光声池的几何优化设计提供理论和数据支持。     

光声光谱在油中气体分析中的应用前景

讨论了光声光谱应用于实现变压器油中气体在线监测的原理.探讨了利用光激发的声波速度测量氢气含量的实现途径;在光声光谱的检测指标、技术特点等与在线色谱、在线傅立叶红外光谱进行了比较.     

基于光学效应的变压器油中甲烷气体光声光谱检测技术

文章对光声光谱技术的相关原理进行了分析,研究设计了光声光谱法变压器油在线监测系统,并探讨了基于光声效应的变压器油中甲烷气体光声光谱检测技术。     

变压器油中甲烷气体的光声光谱检测方法

甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种便携式、可调谐的光声光谱装置,借助该装置研究光声信号与激光功率、CH4浓度之间的关系,及CH4的2v3带R(3)支的高分辨光声光谱;该装置对CH4的检测灵敏度达到5.05 mL/L。理论与实验结果为CH4的光声光谱在线监测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。