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变压器油中溶解气体色谱在线监测系统关键技术研究

曹铁泽  
【摘要】:对油浸电力变压器的运行状况实时监测,保证其安全可靠运行,对提高电力系统的供电可靠性及稳定性有十分重要的意义。变压器油中溶解气体分析(Dissolved Gases Analysis,简称 DGA)是监测和诊断油浸电力变压器早期故障、预防灾难性事故的有效方法,形成了国家标准,在实际生产中被广泛应用。 本文在对国内外变压器 DGA 技术现状及发展趋势分析和综合的基础上,对变压器色谱在线 DGA 技术及实现进行了研究,提出了能够及时、准确的检测油中溶解的六种特征气体(H_2、CO、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2)的系统总体实施方案,对系统中的关键技术:分离膜、色谱柱、传感器,进行了深入的理论分析和实验研究。主要研究内容包括: (1)为缩短系统检测周期,对聚酰亚胺膜、PFA膜、聚四氟乙烯膜、多孔聚四氟乙烯膜的油气分离特性进行了实验比较。多孔聚四氟乙烯膜可在24小时内达到渗透饱和,透气速度明显优于其它薄膜。 (2)为使监测系统的结构简化,研究设计了可在常温下使用且能高效分离六种特征气体的单根色谱柱。通过理论分析和实验,确定了色谱柱的柱长、柱径等各项操作参数。 (3)对热线型传感器和旁热式SnO_2半导体传感器做了大量的对比实验,前者各方面性能均优于后者,并且体积很小,能和色谱柱很好地配合,得到更好的出峰图。 (4)设计了系统的控制单元,具有自动化程度高、稳定性强等特点。 通过理论分析、基础实验,验证了本文提出的变压器色谱在线DGA测量系统理论的正确性、设计方案的合理性。为变压器状态监测提供了一种新的技术手段。


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