一种基于自动化控制的智能油色谱载气运行系统装置的研究及应用

一种基于自动化控制的智能油色谱载气运行系统装置的研究及应用

李彤、杨俊波、钟兴、许泽昊、何艳琪

云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650012

摘要：当前随着电网建设力度持续发展，电网内变压器主设备越来越多，对电网主设备主变压器的可靠运行的要求也越来越高。每一台主变压器的故障停运检查时间，都影响着电网的安全可靠性——停运时间过长，将会给整个电网造成极大的不安定因素。基于此现状，研究出一种基于自动化控制的智能油色谱载气运行系统装置，应用于缺陷处理工作时，对油色谱试验中载气气路的远程控制，优化色谱试验流程，缩短化验时间，为后续检修方案的研究提供可靠保障。

关键词：油色谱；载气；远程控制

1 引言

当前随着电网建设力度持续发展，电网内变压器主设备越来越多，对电网主设备主变压器的可靠运行的要求也越来越高。每一台主变压器的故障停运检查时间，都影响着电网的安全可靠性——停运时间过长，将会给整个电网造成极大的不安定因素。

本文基于此现状，研究出一种基于自动化控制的智能油色谱载气运行系统装置，应用于缺陷处理工作时，对油色谱试验中载气气路的远程控制，优化色谱试验流程，缩短化验时间，为后续检修方案的研究提供可靠保障。

2 当前油色谱试验流程及存在问题

油色谱试验的仪器为气相色谱仪，其中以氮气作为载气，将震荡后脱出的油中溶解气体带入色谱柱中，根据各组分的保留时间不同而将组分之间实现分离。由于色谱仪中检测器的温度很高，作为惰性气体的载气还具有保护仪器的作用。因此，每一次色谱试验开启仪器之前，都要先将载气系统开启一段时间，以免损坏仪器或影响仪器的稳定运行。

在电网中主变压器的故障停运大多都需要绝缘油色谱判定内部是否有故障存在，缺陷处理人员接到指令后，到达实验室才能开启油色谱载气气路。路程消耗的时间影响了载气气路迟滞开启时间，也影响了气相色谱仪基线稳定时间，从而不能实现较快得到色谱分析结果，最终影响后续变压器的故障分析判定时间。

3 装置实现原理、优点及使用效果

基于上述现象，我们研究出一套基于自动化控制的智能油色谱载气运行系统装置。该装置的总结构图如下图所示。

图释：1.载气瓶，2.气象色谱仪，3.空气泵，4.大气压力，5.调压阀，6.智能远程控制断路器，7.监控仪表，8.旁路气路，9.废液收集装置

装置主要由调压开关系统（4、5、6）、仪表监控系统（7）及废液收集装置（9）组成。利用智能远程控制断路器（6）开启载气气路阀门，实现远方控制载气系统，加装手动关闭阀门装置，避免系统误动；同时采用仪表监控系统（7）实现实时监控、低压报警等功能；另加设废液收集装置（9），保证实验室整洁干净，确保符合7S管理需求。装置另设一个旁路气路（8），以保证在特殊情况或后台网络中断情况下系统能正常运行，实现网络安全性。

在实际工作情况下，如缺陷处理，负责人员通过手机app打开调压开关，开关中的智能断路器实现打开自动阀门，将气路连通，待操作人员到达实验室后开启气相色谱仪，由于气路已经提前打开，在很短的时间内就可以实现仪器自动点火。相比原来的操作，人员可以提前赶往现场进行绝缘油取样工作，缩短整个过程的分析时间。

对于断路器，选用XX型，该断路器只带漏电监测，不带漏电保护，可以防止仪器内部元件及特殊情况下断路器的保护误动，从而起到保护仪器的功能。

以下是采用传统方法及采用该装置的模拟缺陷处理时间对比：

以城区某110kV变电站为例，采用传统方法时，实验人员从接到指令到得出试验数据大约需要4小时以上；而采用该装置情况下，整个过程缩短了近半小时。明显减少了化验专业在缺陷处理过程中的不必要耗时，从而为后续检修试验的判断分析节省了部分时间。

从安全运行角度上看，装置的仪表监控系统（由两个监视器、一个光报警设备及一个照明灯组成）能有效实现气压监控及低压报警功能。在气瓶压力过低时，后台通过识别打开气瓶柜上的光报警灯，提醒试验人员更换气瓶。

4 结论

将该装置应用于试验室内智能开启油色谱、SF6色谱载气气路，同时还能应用于自动控制开启油微水风橱风机以及油微水仪开机走基线系统。这样既节省缺陷处理时间，又提高了快速色谱数据结论时间以及微水数据结论时间，降低了主变压器停电时间过长而引起的电网安全风险，能够更加快速给决策层提供决策依据，提高供电可靠率。