光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测装置中的色谱柱和气敏传感器存在消耗被测气体和长期稳定性差等不足.光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统油中溶解气体在线监测技术的缺点.文中对其在变压器油中溶解气体在线监测中的应用进行了研究.构建了用于变压器油中溶解气体分析的光声光谱平台,给出具有红外特征吸收峰的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2这6种主要故障特征气体的特征频谱,采用加权最小二乘法对2种混合气体中的CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2进行了定性和定量分析.分析结果与气体各组分体积分数真实值或气相色谱仪测量值的比较表明,光声光谱技术能有效地对变压器油中溶解气体进行分析.     

基于光声光谱检测的变压器油中溶解乙炔气体的压强特性

变压器油中溶解气体的检测及分析是运行电力变压器故障诊断最有效的方法之一。气体光声光谱检测技术能很好地应用于气体检测,气体压强对光声光谱检测有重要影响。论文从理论上推导出气体压强与气体吸收系数、谐振频率、光声池品质因素、池常数及气体光声电信号的函数关系。以构建的可调谐光声光谱装置对变压器油中主要故障特征气体C2H2进行实验,验证了上述函数关系的正确性,得到在气体吸收未发生饱和效应时,C2H2光声电信号与气体压强的函数关系:当0P75k Pa时,光声电信号近似与气体压强P1.5成线性关系;而当75k PaP100k Pa时,光声电信号近似与气体压强P成线性关系。结合吸收谱线增宽及光声电信号变化规律,确定C2H2的谱线6 578.58cm?1最佳光声检测压强为75k Pa,理论及实验结果为进一步完善油中溶解气体光声光谱在线监测提供了技术支撑。     

变压器油中溶解气体光声光谱检测技术研究

光声光谱技术具有选择性好、检测范围宽、准确度高和免维护等优点,基于光声光谱气体检测原理和变压器油中溶解气体的吸收光谱特征,对油中溶解气体进行定性和定量分析,构建了结合动态顶空脱气和光声光谱检测的微量气体检测装置,研究检测器内部噪声、环境温度和湿度等对检测结果的影响,结合现场数据和实验分析空气湿度的影响并提出解决方案,对比检测了取自现场变压器的油样,结果达到了IEC和相关国家标准的要求。     

光声光谱检测变压器油中气体的共振光声池研究

气体光声光谱技术是一种新型的微量气体检测技术,能很好地应用于变压器油中溶解气体检测。光声池是光声光谱监测系统中的核心部分,是表征系统灵敏度的重要因素。笔者模拟分析了气体光声信号分布及谐振腔几何尺寸与表征光声池性能的特性参数的量化关系,设计制作了两个不同几何结构参数的共振光声池,实验研究了光声池响应特性,实验结果比较得出谐振腔长120 mm、半径3 mm的不锈钢光声池表现出比较优越的气体响应性能,并对变压器油中溶解的主要特征气体C2H2进行了光声探测。理论与实验结果为气体光声光谱在线监测系统的完善及高灵敏度光声池的优化设计提供了技术支持与理论参考。     

变压器油中溶解气体光声光谱在线检测装置的研制及应用

针对目前变电站在线气相色谱仪检测准确率低、光声光谱仪测量精度和反演精度低等问题,研制了由油气分离装置、光声系统、H2传感器、电子系统组成的变压器油中溶解气体光声光谱在线检测装置,并在220 kV薛家湾变电站2号变压器投入使用.实际使用情况表明,该装置运行稳定,可以准确测出变压器运行过程中油中溶解气体的类型和含量,能够有...     

采用光声光谱技术与气相色谱技术进行变压器油中溶解气体检测的分析比较

本文总结了采用光声光谱技术及气相色谱技术在油中溶解气体分析(DGA)领域的应用,并对两种技术加以比较。同时,文中也给出了在美国、欧洲及中国各大电力公司对典型变压器内油样采用两种技术分别进行试验室及现场分析结果的相关性。     

基于光声光谱的变压器油中多组分气体检测方法

油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,基于光声光谱技术的基本原理,以甲烷和乙炔为例,对变压器油中多组分故障特征气体的光声光谱检测方法进行研究。提出的基于分布反馈半导体激光器的光声光谱检测装置具有选择性好、检测范围大的优点,提出的基于最小二乘回归的多组分气体光声定量方法不需要池常数、气体吸收系数等参数,因而避免了这些参数引入的误差。实验结果表明,提出的方法能够有效地检测出多组分故障特征气体,为光声光谱技术的工程应用提供了方法参考。     

变压器油中甲烷气体的光声光谱检测方法

甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种便携式、可调谐的光声光谱装置,借助该装置研究光声信号与激光功率、CH4浓度之间的关系,及CH4的2v3带R(3)支的高分辨光声光谱;该装置对CH4的检测灵敏度达到5.05 mL/L。理论与实验结果为CH4的光声光谱在线监测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

光声光谱法在变压器油中气体分析的发展应用

随着电力系统的高速发展,电力安全稳定运行越来越多的引起研究人员们的关注,作为电力系统中的重要一环,电力变压器的故障检测诊断技术是当前行业研究的热点。本文在讨论利用光声光谱技术实现变压器油中溶解气体的在线监测的原理的基础上,通过对比和分析光声光谱技术与传统气相色谱技术,证明了光声光谱法的可靠性、先进性与经济性。     

采用激光共振光声光谱技术检测乙炔气体

乙炔常伴随变压器内放电性故障的出现而产生,为了检测乙炔气体,通过研究乙炔在近红外波段的红外吸收特性及深入分析光声池的设计,构建了用以检测乙炔的光声光谱气体检测装置。利用该装置,对分布反馈半导体激光器的辐射特性进行了实验分析,结果表明,激光器的辐射波长随工作温度或注入电流的升高以近似线性升高,且在工作温度下的变化梯度大于注入电流下的变化梯度;利用分布反馈半导体激光器的窄线宽和可调谐特性,测得乙炔分子在近红外区第一泛音带的R(4)、R(5)支光声光谱;对光声信号受气体体积分数、激光功率影响的实验分析表明,在低气体体积分数、低激光功率条件下,光声信号与气体体积分数、激光功率间具有良好的线性依赖关系,该装置对乙炔的最低体积分数检测限约为1.4×10-6。     

变压器油中溶解气体光声信号检测的干扰抑制方法

光声光谱气体检测技术能很好地应用于变压器油中溶解气体的在线监测,为了提高其检测信噪比,笔者针对光声信号检测的强噪声环境,结合小波阈值去噪和混沌检测来抑制检测过程中的强噪声干扰,配合使用LabVIEW和Simulink构建信号检测系统提取微弱光声信号。实验结果表明该方法对被强噪声覆盖的微弱周期信号非常敏感,能有效地抑制强噪声干扰。     

光声光谱在油中气体分析中的应用前景

讨论了光声光谱应用于实现变压器油中气体在线监测的原理.探讨了利用光激发的声波速度测量氢气含量的实现途径;在光声光谱的检测指标、技术特点等与在线色谱、在线傅立叶红外光谱进行了比较.     

光声光谱法在变压器油溶解气体检测中的应用

介绍基于光声光谱法的便携式油中气体分析仪测量油中气体含量的原理和方法,通过对某变压器油的跟踪检测证明了该方法的准确性;通过与光声光谱法进行比较,分析光声光谱法的优缺点,并对该方法的使用提出建议。     

SF6局部放电分解组分光声光谱检测的温度特性

光声光谱检测法在SF6局部放电分解特征气体组分的检测中有较好的效果,但检测温度对其检测的准确度有较大影响。为此,利用构建的光声检测实验平台,获取了SO2、CO2和CF4这3种单一特征气体组分的光声信号温度特性和混合特征气体组分的红外交叉响应特性,对温度影响气体光声信号检测准确度的原理进行了理论分析。研究发现,在30～50°C温度范围内,SO2(波长为7.35μm)、CO2(波长为4.26μm)和CF4(波长为7.78μm)的光声信号值具有负温度特性,混合特征气体组分的交叉响应比例具有正温度特性。同时,提出了一种光声检测微量气体的温度线性校正模型。对该模型进行了校正检验,校正结果与参考温度下的标准光声信号误差<4%。该模型为SF6局部放电分解特征气体组分的光声光谱检测和相应在线监测装置的研制奠定了可行的温度校正基础。     

便携式变压器油中溶解气体色谱分析装置的研制

介绍了一种便携式变压器油中溶解气体分析装置的工作原理及其研制过程。     

基于分布反馈半导体激光器的CO气体光声光谱检测特性

一氧化碳(CO)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映运行电力变压器中油纸绝缘的放电及老化;而光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)技术能够应用于变压器油中溶解气体的在线监测。基于光声光谱检测原理,利用分布反馈(distributed feedback,DFB)半导体激光器搭建了CO气体光声光谱检测平台,选择1.567m的CO分子谱线为研究对象,实验研究了DFB半导体激光器的辐射特性和CO气体的光声光谱响应特性,分析了光声信号与激光功率、气体浓度的关系。结果表明:在气体吸收未发生饱和效应的条件下,光声信号与激光功率、气体浓度均具有良好的线性关系。该研究结果为变压器油中气体光声光谱的在线监测奠定了基础。