到电力系统的安全和稳定。变压器油中溶解气体能够反映变压器内部绝缘老化情况和内部故障情况。油浸式电力设备油中溶解气体分析故障诊断技术的研究，对发现变压器内部早期存在的潜伏性故障，提高电力系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。本文在针对变压器油中溶解气体的在线监测及诊断技术进行深入研究的基础上，充分论述了油中溶解气体浓度与变压器电气故障的对应关系，提出了以油中溶解气体为特征量的在线监测系统的原理和实施方案，设计出个变压器油中溶解气体在线监测的系统，该系统在线监测变压器的故障特征信息，在这些信息的基础上利用诊断算法对变压器的故障进行诊断。在线监测系统的现场检测实际数据表明论文设计的油中溶解气体为特征量的在线监测系统对于变压器绝缘故障监测诊断的连续性和有效性，能够综合反映变压器的绝缘状况，并且可以在变压器故障时增加采样密度，有效地避免了人为因素对测量结果的影响，准确识别故障类型，而且系统运行稳定准确度高，维护量小。关键词变压器故障诊断油中溶解气体在线监测注本论文属自选题目绪论研究背景及意义变压器在线监测国内外发展现状在线监测的必要性变压器在线监测的方法在线监测的发展阶段本课题主要任务变压器油中溶解气体分析原理及方法变压器油的成份及气体的产生机理油中气体的成份气体在油中的溶解气体在油中的损失油气分离方法真空脱气法薄膜取气法油色谱法油色谱分析的气体分离原理油色谱分析的气体检测原理色谱法的不足小结变压器故障及其诊断方法变压器故障类型及其与油中特征气体的关系变压器典型故障类型变压器故障与特征气体的关系变压器故障的判断判断变压器是否有故障的方法判断变压器故障性质和类型的方法其它的各种辅助判断方法小结油中溶解气体在线监测系统的设计油气分离单元的原理控制处理及诊断单元的原理分压放大滤波电路硬件电路的设计系统采用的防干扰措施系统软件的设计小结结论参考文献,致谢绪论研究背景及意义从发电厂发出的电能，为减少输电线路上的电能损耗，首先要经过升压变压器送到高压电网，然后又通过降压变压器变成符合用户需要的各种低等级电压，同时区域电网之间互联也需要各种等级和容量的变压器，据统计，每的发电机容量，需的变压器与之配套。因此，电力变压器以及与之配套的电抗器电流互感器电压互感器等是电力系统中最重要的电气设备，其运行状态对电力系统运行的可靠性具有决定的意义。据统计年国家电网的变压器共发生非计划停运高达次，年的电力工业统计，除地方电网和工矿企业的变电站外，仅国家电网以上的变电站就达余座，主变压器达余台，而且近两年来国家电网新建变电站和新投入的主变电站每年以的速度增长。长期以来，为确保电力系统安全运行，电力行业直根据电力设备预防性试验规程的规定，对电力设备进行定期的停电试验检修和维护。这种计划检修体系无疑在电气设备绝缘故障诊断防止设备事故发生保证安全可靠地供电方面起着很好的作用。但计划检修是按照预试规程所规定的试验周期到期必修，而不顾电气设备绝缘的实际状况，具有很大的盲目性和强制性，因而会造成设备的过度检修或维修不足等问题，同时在过度检修中可能会由于检修的操作不慎频繁的拆装等给设备埋下新的绝缘隐患，。随着电力系统朝着超高压大容量方向发展，以及社会和生活对供电可靠性要求的不断提高，迫切需要对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测，以便及时发现电气设备早期缺陷，防止突发事故发生，减少不必要的停电检修，避免传统试验对电气设备由于过度检修所造成的巨大损失，有效地延长设备的使用寿命，使设备检修达到优化配置。采取状态监测与故障诊断技术后，可以使预防性维修向预知性维修即状态维修过渡，从到期必修过渡到该修则修，为变电站无人化创造了条件。在线监测故障诊断实施维修，这三个过程构成了电气设备状态检修工作的全部内涵，要想实时的掌握设备状态，必须以变电站电力设备在线监测为基础，个安全可靠实时的在线监测系统将是实现有效状态维修的前提条件。运行中的变压器发生不同程度的故障时，会产生异常现象或信息。故障分析就是通过搜集变压器的异常现象或信息并对其进行综合分析，判断故障的类型故障部位和严重程度。目前变压器油中气体分析方法是应用较早，也是应用较为成功的种变压器故障诊断方法，属于该研究领域的前沿项目之。变压器在线监测国内外发展现状许多国家对油中溶解气体监测方面进行了探讨研究，开发了有关仪器产品，如德国的等，他们设想用传感器取代继电器，美杜邦公司年代开始采用聚酯中空纤维膜回收氢气。美国南非及日本东芝采用氧化物半导体传感器实施监测，东芝还采用红外线检测器检测氢气氧化碳甲烷，美国公诉使用催化剂燃烧型传感器，爱尔兰使用铂催化剂气体传感器等。这几年，从国外开发了不少监测仪，如三菱自动监测仪东芝在线三组分色谱仪和加拿大型监测仪等。其中最具有代表意义的是加拿大公司研制的系列产品。国内研究机构在变压器故障监测方面也做了大量工作，如东北电力试验研究院，北京电子管厂，中国电力科学研究院等单位都研制出了具有自身特色的监测仪器，并在实践中获得了些效果。总的来说，国内研究产品可分为两大类类是对等国外系列产品的方知另类是着眼于油样自动全脱气研究，将室内色谱仪分析技术与自动控制技术在线监测技术结合起来应用于变压器在线监测。国内目前的些典型油中溶解气体在线监测装置，其中大多数是针对或单气体居多。对于油中多种溶解气体在线监测，目前运行的装置仍主要采用色谱柱将气室中的混合气体依次分离，统由传感器采集信号，送到中心处理单元进行数据处理和诊断。近几年来在此基础上，随着对多传感器的研究和多传感器测试技术的发展，已研制出复合分布式传感器，将多个具有不同工作温度和不同工艺的常规金属氧化物传感器组合，构成个传感器阵列，当给出混合气体和等后，不同传感器单元分别响应各自的特征气体，并通过定的软件处理方法排除其余气体的干扰误差，这样就取消了色谱柱，为新代变压器油中多种溶解气体在线监测装置开发奠定了基础。在线监测的必要性现阶段，我国变电站电气设备的状态检修工作主要仍是按照电气设备预防性试验规程的要求定期进行预防性试验。根据试验的结果来判断设备的运行状况，从而确定其是否可以继续投入运行，传统的预防性试验对我国电力系统的安全运行起到了很大的作用，但随着电力系统大容量化，高电压化和结构的复杂化，对电力系统的稳定运行要求的提高，这种传统的预防性试验诊断方法越来越显示出它的弊端，主要表现在试验时需要停电，给国家或地方的经济运行和人们的生活带来不便试验周期长。预防性试验的周期般为年，些发展较快的故障很容易在两次规定试验之间的时间内发展成为事故试验时间集中，工作量大。由于要在较短的时间完成大量设备的试验任务，则劳动强度大，二则难以对每台设备都进行十分仔细的监测和诊断试验电压低，诊断的有效性值得研究。传统的预防性试验，试验电压般在以下，随着系统电压的提高，这个电压与设备运行之间的差距越来越大。由于试验电压低，些般性的缺陷不易被发现，而且试验中现场的各类干扰的影响也相应加大，影响到试验结果的准确性。在现场曾多次发生预防性试验合格后不久，设备就发生事故的情况。基于以上原因，显然单靠传统的预防性试验已不能满足电力系统飞速发展的要求，为了确保电力系统的安全运行，最大限度的降低事故率，迫切需要寻求新的更有效的试验监测方法。近年来的实际经验表明，采用在线监测技术能较好地解决以上的问题，满足电力系统的下述要求采用在线监测技术可以及时发现发展中的事故隐患，防范于未然逐步采用在线监测代替停电试验，减少设备停电时间，节省试验费用对老旧设备或己知有缺陷，怀疑有缺陷的设备，用在线监测来随时监视其运行状况，旦发现问题能及时退出，最大限度的利用这些设备的剩余寿命。变压器在线监测的方法近年来，随着对电力系统稳定性要求的提高，状态监测在电力系统中越来越受到有关管理科研运营和工程技术人员的重视。主要有以下几方面的原因由于电力设备的故障，不仅会造成供电系统意外停电而导致电力公司经济效益减少，且可能造成用户的重大经济损失和抱怨，因此迫切需要做到有计划的维护和停电电力部门希望尽量延长电力设备的维护间隔缩短维护时间，从而缩短停电时间，减少因停电维护而造成的影响，增加经济效益尽可能延长电力设备的使用寿命，以增加经济效益。这些因素促使电力系统采用状态监测技术。可以肯定地说，广泛采用状态监测技术是电力系统发展的必然趋势。电力变压器主要的在线状态监测方法有油中气体分析法局部放电检测法绝缘恢复电压法等等。油中气体分析法是含油设备如变压器绝缘监测最常用的方法之，他能够在无需停电的情况下进行，而且不受电磁场干扰，检测结果具有重复性和再现性，更重要的是国内外已经积累了丰富的故障判断经验。由于设备内部不同的故障会产生不同的气体，如电弧会产生乙炔气，而过热的纤维将产生碳氧化物，因此，通过分析油中气体的成分含量和相对百分比，就可达到对设备绝缘诊断的目的。几种典型的油中气体如和，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，常采用特征气体法和或罗杰斯比值法来对变压器的内部故障进行判别，如局部放电火花放电过热等。已有的技术能够确定气体的类型浓度趋势及气体的产生速率。油中溶解气体的变化速率在决定故障发展严重性方面很有价值。局部放电，既是设备绝缘系统老化的征兆，也是造成绝缘老化的个重要机理。油中气体分析法可以从个方面反映局部放电，而专门对局部放电进行测量也是设备状态监测的个重要方面。常用的局部放电检测方法有声学检测光学检测化学检测电气测量等方法。种常用的局部放电检测法是声学检测法，该方法是将个高频声学传感器阵列附在变压器箱的外部。这些传感器对局部放电或电弧放电产生的暂态声音信号非常敏感，而