基于TDLAS的變壓器油中溶解CO及CO2的傳感研究.pdf

1、當(dāng)電力變壓器中產(chǎn)生低溫過(guò)熱性故障時(shí)，變壓器油的分解不劇烈，油中烴類(lèi)氣體含量較低，而此時(shí)油中溶解CO和CO2濃度變化卻較大。油中溶解CO和CO2的氣體含量和產(chǎn)氣速率常用于變壓器固體絕緣老化狀況的診斷。同時(shí)，油中溶解CO和CO2常與糠醛的監(jiān)測(cè)相配合，用于低溫過(guò)熱故障以及絕緣老化故障的診斷。由于光學(xué)技術(shù)的抗電磁干擾、非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。目前油中溶解氣體光學(xué)檢測(cè)技術(shù)存在多氣體交叉敏感、易受振動(dòng)等噪聲干擾等問(wèn)題。為了

2、解決上述問(wèn)題，本文采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)開(kāi)展了變壓器油中溶解CO及CO2傳感研究。
　　本文首先分析總結(jié)了現(xiàn)有的油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜的基本原理進(jìn)行了分析，甄選了適用于CO及CO2氣體傳感的中心波長(zhǎng)。設(shè)計(jì)了TDLAS傳感系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，選用了金屬光柵工藝的分布反饋式激光器，保證了高光譜分辨率，解決了多氣體交叉敏感的問(wèn)題;設(shè)計(jì)了一體化的赫里奧特氣池降，低標(biāo)準(zhǔn)具條紋等光學(xué)干擾，降低

3、系統(tǒng)噪聲，通過(guò)增加有效光程加強(qiáng)氣體的吸收強(qiáng)度，通過(guò)將準(zhǔn)直器和光電探測(cè)器與長(zhǎng)光程氣池集成增強(qiáng)了抗震性能，保證了傳感的穩(wěn)定性。本文研制了一套油氣分離時(shí)間短，操作流程簡(jiǎn)單，無(wú)需載氣的油中溶解CO及CO2的氣體傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了μL/L量級(jí)的檢測(cè)。
　　為了實(shí)現(xiàn)所研在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要包括油樣采集與油氣分離組件、光學(xué)傳感模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、通信模塊等。研制了應(yīng)用于變壓器現(xiàn)場(chǎng)的氣體傳感系統(tǒng)，采用循環(huán)