电力变压器油色谱在线监测系统的研究与设计

摘要

电力变压器是最常用的配电设备。电力变压器经常超负荷运行会因绝缘损坏造成安全隐患，电力变压器油色谱在线监测系统通过对油中溶解气体成分及含量的分析，可实时监控运行中变压器工作状态。这样做不仅有利于变电站的自动化，减少巡视和维护，更能通过实时监控，预防和减少变压器故障。本文主要做了以下工作：
　　(1)阐述了电力变压器油中溶解气体在线监测的研究背景及意义和国内外的研究现状，总结常见的电力变压器故障类型与变压器油中溶解气体含量的关系。将电力变压器油中溶解气体在线监测与故障类型诊断相结合，分析了二者的关系，并提出了一种专家诊断算法。
　　(2)解释了气相色谱分析的相关概念。阐述了一些常见气体传感器的工作原理与优缺点。完成了色谱仪器硬件电路和气路的设计，指出了部分硬件的元器件选择，最后将所有模块集成在同一块板子上。最后，设计了色谱仪器的软件，实现程序的控制电机旋转与电磁阀门动作，控制温度，与上位机通信，色谱数据采集与分析，色谱仪程序与上位机程序的通信，上位机与色谱仪的数据传输。
　　(3)设计了在线监测系统的上位机软件，可在线监测电力变压器油中气体组分和浓度。能在计算机上动态显示色谱图，历史数据可自动保存供以后查阅。上位机软件具有谱图管理，谱图采集与显示，谱图处理，定性及定量，结果输出，自动化，帮助等功能。上位机软件还有RS485通信功能。色谱仪器的硬件主要负责数据采集，数据采集的关键是模数转换芯片的位数，位数越高转换精度越高。ADS1246具有很高的采样速度和精度。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 课题研究的背景及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 变压器内部故障类型与油中溶解气体含量的关系

1.5 变压器油中溶解气体分析方法及故障诊断

1.6 本文各章节的介绍

第2章 气相色谱分析原理及相关技术研究

2.1 引言

2.2 气相色谱基本原理

2.3 气相色谱定性及定量

2.4 几种气相色谱检测传感器的介绍

2.5 气相色谱气路硬件系统

2.6 变压器油中气体浓度实测操作步骤

2.7 本章小节

第3章 在线监测气相色谱硬件系统

3.1 硬件总体设计方案

3.2 电源模块

3.3 电磁阀门及旋转电机控制电路模块

3.4 RS485智能网络通讯单元

3.5 温度控制模块

3.6 SOFC输出电压检测电路模块

3.7 主控电路模块

3.8 色谱装置硬件电路主板

3.9 本章小结

第4章 色谱仪器上位机软件设计

4.1 引言

4.2 上位机软件设计指标

4.3 上位机软件开发工具

4.4 上位机的功能及界面

4.5 系统测试

4.6 实验与运行分析

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录1：下位机代码

附录2：上位机代码

附录3：MATLAB编写的上位机代码