變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)研究

何思陽 周瀾 甘衛(wèi)華 張?zhí)盟? 何禮

摘?要：本文將會對變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要的分析論述，以期能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士提供理論參考。

關(guān)鍵詞：變壓器;油色譜;真空脫氣;在線監(jiān)測裝置

油色譜技術(shù)作為變壓器在線監(jiān)測作為有效的檢測手段之一，其在我國的電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，并以此來及時發(fā)現(xiàn)變壓器中潛在的各種故障問題。因此對變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，將會對我國變壓器油色譜技術(shù)的改進(jìn)有著極為重要的現(xiàn)實意義。

一、總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對于變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)，其主要包括有著油氣分離模塊、混合氣體分析模塊、色譜檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及控制模塊等五大模塊。下面將分別對以上五個模塊分別進(jìn)行簡要的分析論述。

（一）油氣分離模塊

在變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)中，游戲分離模塊主要安裝在變壓器油中循環(huán)回路之中，并且由于真空脫氣的超高效率，所以通常30min便可以完善一次脫氣工作。油氣分離模式在實際工作過程中，需要有著控制模塊來進(jìn)行啟動、氣體進(jìn)樣、出樣、檢測等等一系列工作的實際控制，最終才能夠有效的分離出測量所需的多種氣體組分[1]。

如上圖所示，在實際工作過程中，油氣會在真空的作用下進(jìn)入到真空脫氣罐中，然后利用攪拌電機(jī)來實現(xiàn)油氣分離工作，在脫氣完成以后，需要將分離后的氣體通入到干燥管中，然后在經(jīng)過干燥管進(jìn)入到色譜柱中，完成實際氣體樣本的進(jìn)樣工作。

（二）色譜檢測模塊

色譜檢測模塊是整個系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的組成模塊，該模塊的主要工作內(nèi)容便是將分離后的氣體樣本組分進(jìn)行依次分離，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再間采集后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，方便后期的計算機(jī)處理檢測工作。而在實際檢測過程中，色譜柱主要據(jù)采用GC毛細(xì)管柱，并使用雙并聯(lián)的方式進(jìn)行色譜柱的實際氣體樣本分離工作[2]。

（三）數(shù)據(jù)采集模塊與控制模塊

數(shù)據(jù)采集模塊的主要作用便是實現(xiàn)對色譜檢測模塊所分離后的氣體樣本進(jìn)行實際數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)上傳;而控制模塊不僅有著對其他模塊進(jìn)行實際控制的作用，還可以對色譜技術(shù)進(jìn)行自動控制以及在油中氣體濃度超過額定限度以后自動發(fā)出警報等功能。之所以能實現(xiàn)這些功能，主要還是數(shù)據(jù)采集模塊所采集的諸多數(shù)據(jù)信息將會在轉(zhuǎn)化為電信號后同數(shù)據(jù)庫中已有的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比，然后再根據(jù)事先所設(shè)計的各種警報參數(shù)來判斷是否要自動發(fā)出警報，從而自動化的完成變壓器的故障檢測與警報工作，降低工作人員的工作強(qiáng)度同時，提高檢測的精準(zhǔn)性與及時性。

二、數(shù)據(jù)采集模塊與控制模塊的設(shè)計

（一）硬件設(shè)計

本研究中的在線監(jiān)測功能主要是通過單片機(jī)、CPLD兩部分所共同組成、實現(xiàn)的。其中發(fā)送數(shù)據(jù)端口與接收數(shù)據(jù)端口將會與上位機(jī)進(jìn)行串行通信，然后實時上傳和接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)信息，并對單片機(jī)所發(fā)送的各種指令進(jìn)行及時的分析處理。

在實際工作過程中，CPLD可以在不關(guān)電的情況下實現(xiàn)對內(nèi)部邏輯刷新、RAM的分段儲存控制以及外部時鐘頻率分配等控制工作，然后在多個時鐘頻率的支持下實現(xiàn)相應(yīng)芯片的使用以及對色譜在線監(jiān)測裝置的自動控制工作[3]。

在硬件方面，本研究中的系統(tǒng)主要由CPU電路板、繼電器電路板以及真空脫漆電路板三部分所共同組成。其中CPU電路板的主要工作內(nèi)容為系統(tǒng)的檢測流程控制、后臺通信、繼電器電路控制以及指示燈功能控制等等;而繼電器電路板則是根據(jù)CPU電路板所發(fā)出的各種信號完成實際的動作控制，具體動作內(nèi)容包括有著啟動、關(guān)閉、上電、斷電等等;真空脫氣電路板的主要作用則是對真空脫氣流程的全部控制。對于本研究中的系統(tǒng)來說，三大部分缺一不可，不過想要實現(xiàn)更好的控制效果，還需要有著軟件設(shè)計部分的良好補(bǔ)充。

（二）軟件設(shè)計

本研究中的軟件設(shè)計需要參考硬件部分的細(xì)節(jié)操控內(nèi)容，然后根據(jù)硬件部分的實際特點(diǎn)來進(jìn)行自動控制、數(shù)據(jù)上傳、溫度控制、濃度超限報警燈功能的實際軟件編程工作，另外，為了能夠控制色譜柱的實際分離效果能夠達(dá)到最佳，在進(jìn)行軟件設(shè)計的時候還要能夠?qū)⑸V柱的實際溫度控制在60℃左右，然后再結(jié)合計算機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行上傳數(shù)據(jù)的實時對比分析，從而完成通過軟件來實現(xiàn)控制來的全設(shè)計過程。

三、總結(jié)

變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置真空脫氣系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的變壓器監(jiān)測技術(shù)來說，其不僅可以有效的節(jié)省人力物力，從而為變電所的日常運(yùn)營成本，還可以實現(xiàn)變壓器的自動、實時監(jiān)測診斷，從而及時的發(fā)現(xiàn)故障問題的根源所在，進(jìn)而為相關(guān)檢修人員提供有力的檢修依據(jù)，減少檢修時間，最終為變電所的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供更好的支持，促進(jìn)變電所的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃娟.淺談變壓器油色譜在線監(jiān)測的若干問題[J].廣東科技，2013（22）：63-64.

[2]李鵬儒，佟金鍇，趙志剛.變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的實踐應(yīng)用與分析[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（4）：343-349.

[3]劉靜，黃清丹.變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置應(yīng)用現(xiàn)狀[J].科技資訊，2014，14（32）：45-50.