一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置与流程

1.本发明涉及电力设备监测技术领域，具体涉及一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置。


背景技术：

2.变压器油色谱一般是用气相色谱法测定绝缘油中溶解气体的组分含量，是电力企业判断运行中的充油电力设备是否存在潜伏性的过热、放电等故障，以保障电网安全有效运行的有效手段。也是充油电力设备制造厂家对其设备进行出厂检验的必要手段。
3.对大型电力变压器，目前几乎是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体绝缘材料(纸和纸板等)在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种作用因素会逐渐劣化，如裂解成低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，并大部分溶解于油中；若变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速度，同时绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。
4.随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散，就会不断地溶解正在油中直至饱和甚至析出。因此，当变压器内部发生过热和放电故障时，变压器油和其他绝缘材料就会发生化学反分解，产生认定的烃类气体和h2、碳氧化物等，一般随着温度的升高，产气量最大的烃类气体依次为ch4、c2h6、c2h4、c2h2等。
5.出口短路会引起绕组的匝间短路，是瞬间高能量的工频连续放电，有时涉及固体绝缘，依次c2h2急剧上升，说明绕组可能烧坏或者烧断，线包绝缘遭到破坏。同一类性质的故障，其产生的气体的组分和含量一定程度上反映出变压器绝缘老化或者故障的类型及发展程度，可作为反映电气设备各异常的特征量。
6.一般在变压器中定期抽取变压器油进行色谱分析，以判断是否发生相应故障，但此种方法需要变压器停电，下端负荷因此断电，且进行色谱分析后要根据色谱的检测结果再进行推断，且检测结果属于分析类，并不能因此及时作出相对于变压器合理科学快速的应对。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置，能够通过对变压器油进行在线气相色谱分析，并根据色谱结果进行有效智能分析，对变压器的潜在故障进行预警和现存故障进行告警。
8.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
9.一种变压器油色谱分析故障诊断方法，对变压器内绝缘油进行固定时间采样和分析，方法包括：
10.step1、对c2h2进行分析：对变压器油气相色谱分析中c2h2含量进行次增长量分析、日增长量分析、周增长量分析和月增长量分析，并根据分析结果发出相应状态，状态分为正常、预警、告警、无效四种状态，记录c2h2含量参数值；
11.step2、当c2h2分析不存在告警情况时，对总烃进行日增长量分析、周增长量分析、月增长量分析和含量分析，总烃包括ch4、c2h6、c2h2、c2h4，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录总烃含量参数值；
12.step3、当c2h2、总烃都不存在告警情况时，对h2进行周增长量分析、月增长量分析和含量分析，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录h2含量参数值；
13.step4、step1至step3中所有气体分析诊断时，都对co和co2进行分析：对变压器油气相色谱分析中co和co2含量进行月增长量分析，如果分析结果超过预设值，气体缺陷类型增加“牵扯固体绝缘”，严重程度增加一级；
14.当c2h2出现预警或告警、总烃出现告警两种出现其一时，将ch4、c2h6、c2h2、c2h4的含量数据使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型判断，确定设备缺陷类型；
15.step5、对变压器有氧的连续测量数据计算重复性指标，如果规定时期内测量数据重复性满足判据要求，则认定装置稳定性满足要求，对变压器测量数据和离线的参考数据进行相关性计算，如果相关性满足要求，则可以对在线测量数据进行曲线校正。
16.上述的step1中c2h2次增长量分析具体方法为：
17.step1.1、c2h2次增长量分析
18.step1.1.1、c2h2告警分析：针对每次采样的气相色谱分析数据，根据以下情况标识为正常、预警、告警、无效四种状态：
19.a.当前数据如果小于0.5ppm时，为正常状态，如果大于或等于注意值一0.5ppm时为预警状态，当大于或等于注意值二1ppm时为进入预警二状态，当大于或等于告警值3ppm时为告警状态；
20.b.将当前数据与上一次采样数据进行对比，先看上一次数据装填，具体判断如下：
21.如果上一次采样数据状态为正常，当前数据状态判断：当前数据与上一次数据差值大于等于0.5ppm则为预警状态，小于等于-0.5ppm则为无效状态，大于-0.5ppm小于0.5ppm则为正常状态；
22.如果上一次采样数据状态为预警，当前数据状态判断：当前数据大于等于0.5ppm则为告警且危急状态，小于等于-0.5ppm则上一次数据无效，大于-0.5ppm小于0.5则为预警状态，大于等于0小于0.5ppm则为告警且严重状态；
23.如果上一次采样数据状态为告警，则后续所有数据继续告警；
24.c.当人工复位为正常时，针对已告警的信息进行复位，还原变压器为正常状态；
25.step1.1.2、诊断结果：当出现预警或者告警状态时，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
26.上述的step1中c2h2日增长量分析、周增长量分析和月增长量的具体方法为：
27.step1.2、c2h2日增长量分析
28.step1.2.1、c2h2日增长量告警分析：当天c2h2含量平均值，即通过次取值去除无效的预警数据后的平均值，与前一天平均含量值进行比较，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；
29.step1.2.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
30.step1.3、c2h2周增长量分析
31.step1.3.1、c2h2周增长量告警分析：当周c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一周的c2h2日含量平均值相比，如果绝对增长速度小于0.3ppm/周，则为正常，如果绝对增长速度大于或者等于注意值一0.3ppm/周则为预警状态，如果绝对增长速度大于或者等于注意值二0.6ppm/周则为预警二状态，如果绝对增长速度大于或者等于1.2ppm/周则为告警状态；
32.step1.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
33.step1.4、c2h2月增长量分析
34.step1.4.1、c2h2月增长量告警分析：当月c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一月的c2h2日含量平均值像比，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；
35.step1.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。
36.上述的step2中总烃含量分析的具体方法为：
37.step2.1、总烃日增长量分析
38.step2.1.1、当天的总烃含量平均值，通过次取值计算，与前一天含量平均值进行比较，如果增长超过5ppm，进行告警；
39.step2.1.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
40.step2.2、总烃周增长量分析
41.step2.2.1、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果绝对增量小于5ppm/周,则为正常，如果绝对增量大于或者等于注意值一5ppm/周，则为预警状态，如果绝对增量大于或者等于注意值二10ppm/周，则为告警状态；
42.step2.2.2、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果相对增量小于10％/周，则为正常，如果相对增量大于或者等于注意值一10％/周，则为预警状态，如果相对增量大于或者等于注意值二20％/周，则为告警状态；
43.step2.2.3、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
44.step2.3、总烃月增长量分析
45.step2.3.1、当天的总烃日含量平均值，与30天前的日含量平均值进行比较，如果增长超过50ppm，进行告警；
46.step2.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
47.step2.4、总烃含量分析
48.step2.4.1、对采样的总烃含量进行分析，采样时间为随时采样，如果总烃含量小于75ppm时，则为正常，如果总烃含量大于或者等于注意值一75ppm时，则为预警状态，如果总烃含量大于或者等于注意值二1150ppm时，则为告警状态；
49.step2.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。
50.上述的step3中h2含量分析的具体方法为：
51.step3.1、h2周增长量分析
52.step3.1.1、对h2当日含量平均值与一周前的h2当日含量平均值，h2含量增长量超过2ppm或5ppm，则告警；
53.step3.1.2、诊断结果：
54.当h2含量增长量超过5ppm/d或总量超150，判断为“严重受潮”；
55.当h2含量增长量超过2ppm/d，判断为“大概率受潮”；
56.step3.2、h2月增长量分析
57.step3.2.1、对h2当日含量平均值与30天前的h2当日含量平均值，如果h2含量增长量：增长量超0.5ppm/d,或总量超150，则告警；
58.step3.2.2、诊断结果：
59.增长量超2ppm/d,或总量超150，判断为“严重受潮”；
60.增长量超1ppm/d，判断为“轻度受潮”；
61.增长量大于等于0.5ppm/d小于1ppm/d,判断为“大概率受潮”；
62.增长量大于等于0.2ppm/d小于0.5ppm/d，判断为“小概率受潮”；
63.增长量小于0.2ppm/d，判断为“正常”；
64.step3.3、h2含量分析
65.step3.3.1、对采样的h2含量进行分析，采样时间为随时采样，如果h2含量小于75ppm，则为正常，如果h2含量大于或者等于注意值一75ppm，则为预警状态，如果h2含量大于等于150ppm，则进行告警；
66.step3.3.2、诊断结果：当h2含量告警后，判断变压器为“严重受潮”。
67.上述的step4中co和co2含量分析的具体方法为：
68.step4.1、co和co2月增长量分析
69.step4.1.1、当c2h2或总烃气体由于次增长、日增长、周增长或含量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过5ppm/d，co2月增长量超过20ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理；
70.当c2h2或总烃气体由于月增长量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过15ppm/d，co2月增长量超过40ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理。
71.上述的告警时使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断的具体使用原则为：
72.当告警时c2h2次增长量超过0.5ppm，或者h2次增长量超过20ppm，或者ch4、c2h6、c2h4中的一种次增长量超过5ppm时，，以三比值法进行故障类型判断，其他情况以大卫三角形进行故障类型判断。
73.上述的step5中重复性指标和曲线校正的计算方法为：
74.step5.1、重复性以测量数据的相对标准偏差rsd表示，取装置48内连续6组的监测数据，按下式计算相对标准偏差：
[0075][0076]
式中：rsd为相对标准偏差，n为测量次数，ci为第i次的测量结果，为n次测量结果的算术平均值，i为测量序号；
[0077]
合格的判据为：
[0078]
对每次重复性计算结果，h2和总烃均满足以下要求：
[0079]
1)油中溶解气体浓度小于等于20ppm时，rsd应不大于10％；
[0080]
2)油中溶解气体浓度大于20ppm时，rsd应不大于5％；
[0081]
step5.2、对测量数据进行曲线校正的方法为：
[0082]
step5.2.1、通过对相同的参考油样或变压器油样的检测，得到变压器油样测量数据xi和离线检测数据yi，yi为参考数据，计算xi和yi的相关系数，如果相关性满足要求，通过线性回归方程进行曲线拟合，得到校正函数y＝a bx，然后应用校正函数对在线监测数据进行校正；
[0083]
step5.2.2、变压器油样测量数据xi和离线检测数据yi之间的相关系数按下式计算：
[0084][0085]
式中：为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值；
[0086]
变压器油样测量数据和离线检测数据不少于3组，采用低中高3组浓度数据，不具备条件时可使用2组浓度数据加上原点构成3组数据；
[0087]
step5.2.3、校正函数模型如下：
[0088]
y＝a bx
[0089]
式中，a为校正函数的截距，b为校正函数的斜率，截距a和斜率b计算方法如下：
[0090][0091][0092]
式中，为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值。
[0093]
使用上述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法的装置，包括与变压器油箱连接的取样泵，取样泵的输出端与变压器油色谱分析仪连接，变压器油色谱分析仪内设有顶空进样样本仓，顶空进样样本仓输入端连接取样泵和纯净绝缘油箱的输出端，顶空进样样本仓输出端与废油净化装置输入端连接，废油净化装置输出端与变压器油箱连接，变压器油箱与取样泵之间设有取样开关阀，取样泵与变压器油色谱分析仪之间设有取样进料阀，废油净化装置与变压器油箱之间设有以添油阀，顶空进样样本仓输出端与废油净化装置之间设有取样出油阀，顶空进样样本仓上还设有排空阀，纯净绝缘油箱输出端设有冲洗阀，在线诊断控制装置与取样泵、变压器油色谱分析仪、纯净绝缘油箱及各阀体电连接，变压器油箱
内的绝缘油定时通过取样泵进入变压器油色谱分析仪进行气相色谱分析，气相分析完后的绝缘油通过废油净化装置进行净化处理。
[0094]
上述的添油阀和取样开关阀结构相同，包括与变压器油箱连接的绝缘阀管，绝缘阀管内设有可伸缩的绝缘通断阀板，绝缘通断阀板上下伸缩使绝缘阀管内部空间打开或关闭，绝缘通断阀板一端与提拉杆嵌接，提拉杆另一端穿过电磁铁，电磁铁与绝缘阀管壁固定连接，电磁铁和提拉杆嵌接端之间设有环绕杆体的复位弹簧，电磁铁与在线诊断控制装置电连接。
[0095]
上述的在线诊断控制装置采用工控机或者单片机，绝缘阀管和绝缘通断阀板采用环氧树脂，绝缘通断阀板上下两端与绝缘阀管关闭密封。
[0096]
本发明提供的一种变压器油色谱分析故障诊断方法及装置，通过对变压器内的绝缘油进行定时采样并进行在线气相色谱分析，根据分析结果中c2h2含量、总烃含量、h2当日含量、co和co2含量进行智能化的分析，既能以最小计算量对变压器油内溶解气体结果进行检测，又能及时发现变压器存在的潜在故障，并能够对变压器的故障类型进行判断和预警，能够通过定时采样进行次采样比较分析，也能够通过日、周、月的数据对比对变压器的潜在问题发出警告，变压器维护检测不在需要停电，也不需要人工进行监管，极大了节省了人力物力。
附图说明
[0097]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0098]
图1为本发明三比值法进行变压器故障类型判断时的编码规则；
[0099]
图2为本发明三比值法进行变压器故障类型判断时各编码组合对应的缺陷类型；
[0100]
图3为本发明大卫三角形法进行变压器故障类型判断的规则示意图；
[0101]
图4为本发明变压器油色谱分析故障诊断装置的结构示意图；
[0102]
图5为本发明变压器油进行采样分析的管路原理图；
[0103]
图6为本发明添油阀和取样开关阀的结构示意图；
[0104]
图7为图6中的局部放大示意图。
[0105]
其中：变压器1、取样泵2、变压器油色谱分析仪3、顶空进样样本仓31、保温层32、废油净化装置4、纯净绝缘油箱5、取样进料阀6、冲洗阀7、添油阀8、取样开关阀9、取样出油阀10、排空阀11、绝缘阀管12、绝缘通断阀板13、电磁铁14、提拉杆15、复位弹簧16、在线诊断控制装置17。
具体实施方式
[0106]
以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。
[0107]
一种变压器油色谱分析故障诊断方法，对变压器内绝缘油进行固定时间采样和分析，方法包括：
[0108]
step1、对c2h2进行分析：对变压器油气相色谱分析中c2h2含量进行次增长量分析、日增长量分析、周增长量分析和月增长量分析，并根据分析结果发出相应状态，状态分为正常、预警、告警、无效四种状态，记录c2h2含量参数值；
[0109]
step2、当c2h2分析不存在告警情况时，对总烃进行日增长量分析、周增长量分析、
月增长量分析和含量分析，总烃包括ch4、c2h6、c2h2、c2h4，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录总烃含量参数值；
[0110]
step3、当c2h2、总烃都不存在告警情况时，对h2进行周增长量分析、月增长量分析和含量分析，并根据分析结果发出相应告警或状态，记录h2含量参数值；
[0111]
step4、step1至step3中所有气体分析诊断时，都对co和co2进行分析：对变压器油气相色谱分析中co和co2含量进行月增长量分析，如果分析结果超过预设值，气体缺陷类型增加“牵扯固体绝缘”，严重程度增加一级；
[0112]
当c2h2出现预警或告警、总烃出现告警两种出现其一时，将ch4、c2h6、c2h2、c2h4的含量数据使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型判断，确定设备缺陷类型；
[0113]
step5、对变压器有氧的连续测量数据计算重复性指标，如果规定时期内测量数据重复性满足判据要求，则认定装置稳定性满足要求，对变压器测量数据和离线的参考数据进行相关性计算，如果相关性满足要求，则可以对在线测量数据进行曲线校正。
[0114]
针对乙炔、氢气、总烃的日、周、月增长量第一条数据的处理时，没有达到周期不进行做日周月增长量的分析，只有产生对比数据时再进行分析；
[0115]
变压器油色谱分析采集数据时间间隔可采用2小时或者4小时；
[0116]
如果上条数据告警，后续所有数据继续告警；后续数据可能会变成正常比如修复设备但没操作软件，这些数据虽然已经标记为告警数据但是其实已经正常了，对已经标记为告警的数据继续故障诊断；
[0117]
在三比值法差值计算中，最后一条异常数据和最后一条正常数据做差值计算，所有气体-氢气、乙炔、总烃都为正常才可以。
[0118]
通过对变压器油中溶解的c2h2含量首先进行分析，可以先排除变压器内存在低能放电或者电弧放电等严重的变压器故障类型，如果存在c2h2含量超标，这判定变压器存在故障，则立即进行故障类型分析，当c2h2含量正常时，通过总烃含量进行分析，这两者都正常的情况下，对h2增长量进行分析，在上述存在告警的情况下，它通过三比值发和大卫三角形法对具体故障类型进行判断，此种方法既保证了分析计算量的简洁性，又能及时对变压器的故障根据严重程度进行分析计算，也能对潜在故障进行预警。
[0119]
如图1中所示，在三比值法中，利用c2h2/c2h4、ch4/h2、c2h4/c2h6三对比值结果，进行编码，根据编码组合确定缺陷类型，计算比值时，应利用出现缺陷后，各指标的差值计算，即利用异常后的数据，减去最后一次正常数据，例如：乙炔出现告警，其他气体的取值均根据乙炔产生告警时的数据进行提取，计算三比值，编码规则如图1所示。
[0120]
根据图1中的编码，对应图2中三比值法所确定的各种变压器故障类型。
[0121]
如图3中所示，在大卫三角形法中，利用c2h2、c2h4、ch4所占比例，绘制图形的方式，确定故障类型的方法：
[0122]
c2h2、c2h4、ch4所占比例计算方法：
[0123]
％c2h2＝100*x/(x y z)
[0124]
％c2h4＝100*y/(x y z)
[0125]
％ch4＝100*z/(x y z)
[0126]
其中x是c2h2的含量，y是c2h4的含量，z是ch4的含量。
[0127]
各区域条件：
[0128]
pd局部放电:％ch4》＝98％
[0129]
d1低能放电:c2h4《＝23％且c2h2》＝13％
[0130]
d2高能放电：38％》＝c2h4》23％且c2h2》＝13％，或c2h4》38％且c2h2》＝29％
[0131]
t1低温过热：c2h2《4％且c2h4《10％且ch4《98％
[0132]
t2中温过热：c2h2《4％且10％《c2h4《＝50％
[0133]
t3高温过热：c2h2《15％且c2h4》50％
[0134]
其它为d t局部放电加过热。
[0135]
上述的step1中c2h2次增长量分析具体方法为：
[0136]
step1.1、c2h2次增长量分析
[0137]
step1.1.1、c2h2告警分析：针对每次采样的气相色谱分析数据，根据以下情况标识为正常、预警、告警、无效四种状态：
[0138]
a.当前数据如果小于0.5ppm时，为正常状态，如果大于或等于注意值一0.5ppm时为预警状态，当大于或等于注意值二1ppm时为进入预警二状态，当大于或等于告警值3ppm时为告警状态；
[0139]
b.将当前数据与上一次采样数据进行对比，先看上一次数据装填，具体判断如下：
[0140]
如果上一次采样数据状态为正常，当前数据状态判断：当前数据与上一次数据差值大于等于0.5ppm则为预警状态，小于等于-0.5ppm则为无效状态，大于-0.5ppm小于0.5ppm则为正常状态；
[0141]
如果上一次采样数据状态为预警，当前数据状态判断：当前数据大于等于0.5ppm则为告警且危急状态，小于等于-0.5ppm则上一次数据无效，大于-0.5ppm小于0.5则为预警状态，大于等于0小于0.5ppm则为告警且严重状态；
[0142]
如果上一次采样数据状态为告警，则后续所有数据继续告警；
[0143]
c.当人工复位为正常时，针对已告警的信息进行复位，还原变压器为正常状态；
[0144]
step1.1.2、诊断结果：当出现预警或者告警状态时，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
[0145]
上述的step1中c2h2日增长量分析、周增长量分析和月增长量的具体方法为：
[0146]
step1.2、c2h2日增长量分析
[0147]
step1.2.1、c2h2日增长量告警分析：当天c2h2含量平均值，即通过次取值去除无效的预警数据后的平均值，与前一天平均含量值进行比较，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；
[0148]
step1.2.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
[0149]
step1.3、c2h2周增长量分析
[0150]
step1.3.1、c2h2周增长量告警分析：当周c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一周的c2h2日含量平均值相比，如果绝对增长速度小于0.3ppm/周，则为正常，如果绝对增长速度大于或者等于注意值一0.3ppm/周则为预警状态，如果绝对增长速度大于或者等于注意值二0.6ppm/周则为预警二状态，如果绝对增长速度大于或者等于1.2ppm/周则为告警状态；
[0151]
step1.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊
断，确定设备缺陷类型；
[0152]
step1.4、c2h2月增长量分析
[0153]
step1.4.1、c2h2月增长量告警分析：当月c2h2日含量平均值，即通过次取值去除无效预警数据后的平均值，与前一月的c2h2日含量平均值像比，如果增长量超过0.5ppm，进行告警；
[0154]
step1.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。
[0155]
上述的step2中总烃含量分析的具体方法为：
[0156]
step2.1、总烃日增长量分析
[0157]
step2.1.1、当天的总烃含量平均值，通过次取值计算，与前一天含量平均值进行比较，如果增长超过5ppm，进行告警；
[0158]
step2.1.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
[0159]
step2.2、总烃周增长量分析
[0160]
step2.2.1、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果绝对增量小于5ppm/周,则为正常，如果绝对增量大于或者等于注意值一5ppm/周，则为预警状态，如果绝对增量大于或者等于注意值二10ppm/周，则为告警状态；
[0161]
step2.2.2、当周的总烃日含量平均值，通过次取值计算，与前一周的日含量平均值进行比较，如果相对增量小于10％/周，则为正常，如果相对增量大于或者等于注意值一10％/周，则为预警状态，如果相对增量大于或者等于注意值二20％/周，则为告警状态；
[0162]
step2.2.3、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
[0163]
step2.3、总烃月增长量分析
[0164]
step2.3.1、当天的总烃日含量平均值，与30天前的日含量平均值进行比较，如果增长超过50ppm，进行告警；
[0165]
step2.3.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型；
[0166]
step2.4、总烃含量分析
[0167]
step2.4.1、对采样的总烃含量进行分析，采样时间为随时采样，如果总烃含量小于75ppm时，则为正常，如果总烃含量大于或者等于注意值一75ppm时，则为预警状态，如果总烃含量大于或者等于注意值二1150ppm时，则为告警状态；step2.4.2、诊断结果：当告警后，利用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断，确定设备缺陷类型。
[0168]
上述的step3中h2含量分析的具体方法为：
[0169]
step3.1、h2周增长量分析
[0170]
step3.1.1、对h2当日含量平均值与一周前的h2当日含量平均值，h2含量增长量超过2ppm或5ppm，则告警；
[0171]
step3.1.2、诊断结果：
[0172]
当h2含量增长量超过5ppm/d或总量超150，判断为“严重受潮”；
[0173]
当h2含量增长量超过2ppm/d，判断为“大概率受潮”；
[0174]
step3.2、h2月增长量分析
[0175]
step3.2.1、对h2当日含量平均值与30天前的h2当日含量平均值，如果h2含量增长量：增长量超0.5ppm/d,或总量超150，则告警；
[0176]
step3.2.2、诊断结果：
[0177]
增长量超2ppm/d,或总量超150，判断为“严重受潮”；
[0178]
增长量超1ppm/d，判断为“轻度受潮”；
[0179]
增长量大于等于0.5ppm/d小于1ppm/d,判断为“大概率受潮”；
[0180]
增长量大于等于0.2ppm/d小于0.5ppm/d，判断为“小概率受潮”；
[0181]
增长量小于0.2ppm/d，判断为“正常”；
[0182]
step3.3、h2含量分析
[0183]
step3.3.1、对采样的h2含量进行分析，采样时间为随时采样，如果h2含量小于75ppm，则为正常，如果h2含量大于或者等于注意值一75ppm，则为预警状态，如果h2含量大于等于150ppm，则进行告警；
[0184]
step3.3.2、诊断结果：当h2含量告警后，判断变压器为“严重受潮”。
[0185]
上述的step4中co和co2含量分析的具体方法为：
[0186]
step4.1、co和co2月增长量分析
[0187]
step4.1.1、当c2h2或总烃气体由于次增长、日增长、周增长或含量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过5ppm/d，co2月增长量超过20ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理；
[0188]
当c2h2或总烃气体由于月增长量告警时，则对co、co2进行判断：如果此时co月增长量超过15ppm/d，co2月增长量超过40ppm/d，则对当前告警气体诊断结果进行“故障涉及固体绝缘，严重程度增加一级”报警处理。
[0189]
上述的告警时使用三比值法和大卫三角形法进行故障类型诊断的具体使用原则为：
[0190]
当告警时c2h2次增长量超过0.5ppm，或者h2次增长量超过20ppm，或者ch4、c2h6、c2h4中的一种次增长量超过5ppm时，，以三比值法进行故障类型判断，其他情况以大卫三角形进行故障类型判断。
[0191]
特高压变压器(高抗)油色谱在线监测装置特征气体的绝对增量和相对增长速率分别按以下方式计算∶
[0192]
a)绝对增量，即每运行周产生某种特征气体的差值，按下式计算：
[0193]
γa＝c
i，2-c
i，1
ꢀꢀꢀ
(1)
[0194]
式中：γa——绝对增量，ppm/周；
[0195]ci,2
——装置对应特征气体的实时测量数据,ppm；
[0196]ci,1
——装置对应特征气体参比值，按照参比值取值原则计算。
[0197]
b)相对增长速率，即每运行周某种特征气体含量增加值相对于原有值的百分数，按下式计算∶
[0198]
[0199]
其中，γr——相对增长速率，％/周；
[0200]ci,2
——装置对应特征气体的实时测量数据,ppm；
[0201]ci,1
——装置对应特征气体参比值，按照参比值取值原则计算。参比值的取值原则：
[0202]
绝对增量γa和相对增长速率γr中参比值c
i,1
指通过计算得到的装置对应特征气体含量，按以下原则取值：
[0203]
a)正常情况下，参比值取装置前14天～前7天之内测量数据的算术平均值，且计算前应先剔除测量数据中的奇异值；
[0204]
b)装置新投运或校准、检修后恢复运行的∶如投运或恢复运行不满14天，参比值取7天前实际运行天数测量数据的算术平均值；如投运或恢复运行不满7天，参比值取第1天测量数据的算数平均值，且计算相对增长速率时不折算至周。
[0205]
上述的step5中重复性指标和曲线校正的计算方法为：
[0206]
step5.1、重复性以测量数据的相对标准偏差rsd表示，取装置48内连续6组的监测数据，按下式计算相对标准偏差：
[0207][0208]
式中：rsd为相对标准偏差，n为测量次数，ci为第i次的测量结果，为n次测量结果的算术平均值，i为测量序号；
[0209]
合格的判据为：
[0210]
对每次重复性计算结果，h2和总烃均满足以下要求：
[0211]
1)油中溶解气体浓度小于等于20ppm时，rsd应不大于10％；
[0212]
2)油中溶解气体浓度大于20ppm时，rsd应不大于5％；
[0213]
step5.2、对测量数据进行曲线校正的方法为：
[0214]
step5.2.1、通过对相同的参考油样或变压器油样的检测，得到变压器油样测量数据xi和离线检测数据yi，yi为参考数据，参照gbt22554-2010《基于标准样品的线性校准》计算xi和yi的相关系数，如果相关性满足要求，即相关系数大于0.99，通过线性回归方程进行曲线拟合，得到校正函数y＝a bx，然后应用校正函数对在线监测数据进行校正；
[0215]
step5.2.2、变压器油样测量数据xi和离线检测数据yi之间的相关系数按下式计算：
[0216][0217]
式中：为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值；
[0218]
变压器油样测量数据和离线检测数据不少于3组，采用低中高3组浓度数据，不具备条件时可使用2组浓度数据加上原点构成3组数据；
[0219]
step5.2.3、校正函数模型如下：
[0220]
y＝a bx
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0221]
式中，a为校正函数的截距，b为校正函数的斜率，截距a和斜率b计算方法如下：
[0222][0223][0224]
式中，为变压器油样测量数据的平均值，为离线检测数据即参考数据的平均值。
[0225]
校正流程：
[0226]
首先计算装置测量数据和参考数据相关系数，如相关性较好(相关系数大于0.99)，再计算出校正函数的截距a和斜率b，然后利用校正函数计算出某次装置测量数据校王后的结果。
[0227]
以下为电网某站校正案例：
[0228]
以乙炔c2h2为例，原始装置测量数据分别为0.65、3.25和9.4，其离线检测参考值为1.22、6.2和15.99，计算这三组装置测量数据和离线检测参考数据的相关系数为0.999，表明可以应用线性校正方法，计算得出斜率b为1.67、截距a为0.39，经校正后在线监测数据为1.48、5.82和16.10。
[0229]
在线监测数据校正案例
[0230][0231]
校正周期：
[0232]
一般情况下，特高压变压器(高抗)油色谱在线监测装置曲线拟合校正周期与现场标油比对周期一致，即每年一次；具备高频次比对校验条件的单位，可结合实际对数据校正周期进行调整。
[0233]
使用上述的一种变压器油色谱分析故障诊断方法的装置，包括与变压器1油箱连接的取样泵2，取样泵2的输出端与变压器油色谱分析仪3连接，变压器油色谱分析仪3内设有顶空进样样本仓31，顶空进样样本仓31输入端连接取样泵2和纯净绝缘油箱5的输出端，
顶空进样样本仓31输出端与废油净化装置4输入端连接，废油净化装置4输出端与变压器1油箱连接，变压器1油箱与取样泵2之间设有取样开关阀9，取样泵2与变压器油色谱分析仪3之间设有取样进料阀6，废油净化装置4与变压器1油箱之间设有以添油阀8，顶空进样样本仓31输出端与废油净化装置4之间设有取样出油阀10，顶空进样样本仓31上还设有排空阀11，纯净绝缘油箱5输出端设有冲洗阀7，在线诊断控制装置17与取样泵2、变压器油色谱分析仪3、纯净绝缘油箱5及各阀体电连接，变压器1油箱内的绝缘油定时通过取样泵2进入变压器油色谱分析仪3进行气相色谱分析，气相分析完后的绝缘油通过废油净化装置4进行净化处理。
[0234]
在不进行采样时，取样开关阀9、添油阀8、取样进料阀6及排空阀11关闭，当达到采样时间时，打开取样开关阀9、取样进料阀6和排空阀11，启动取样泵2向变压器油色谱分析仪3内注入变压器油，采样完毕后关闭排空阀11和取样开关阀9，进行色谱分析，分析完毕后冲洗阀7和取样出油阀10打开，纯净绝缘油箱5对顶空进样样本仓31输出干净变压器有进行清洗，避免残留的油干扰下一次测量。
[0235]
上述的添油阀8和取样开关阀9结构相同，包括与变压器1油箱连接的绝缘阀管12，绝缘阀管12内设有可伸缩的绝缘通断阀板13，绝缘通断阀板13上下伸缩使绝缘阀管12内部空间打开或关闭，绝缘通断阀板13一端与提拉杆15嵌接，提拉杆15另一端穿过电磁铁14，电磁铁14与绝缘阀管12壁固定连接，电磁铁14和提拉杆15嵌接端之间设有环绕杆体的复位弹簧16，电磁铁14与在线诊断控制装置17电连接，通过绝缘阀管12和绝缘通断阀板13的可伸缩结构，使得在线采样装置既能进行采样，又能保证绝缘。
[0236]
上述的在线诊断控制装置17采用工控机或者单片机，绝缘阀管12和绝缘通断阀板13采用环氧树脂，绝缘通断阀板13上下两端与绝缘阀管12关闭密封。