《光声光谱技术绝缘油在线监测分析系统项目投资可行性论证初步设计报告》

年，他将这种方法命名为色谱法。

自年世界上第次创建实用气液色谱法以来，在短短几十年间，气相色谱仪作为现代分析检测仪器的代表，已发展成为个有相当生产规模的产业，并形成了具有相当丰富的检测技术知识的学料。

采用气相色谱技术对绝缘油中溶解气体进行分析和诊断的应用已经超过年的历史。

在线式分析系统，目前主要是气相色谱技术和化学分子膜技术。

气相色谱法的原理决定了设备在现场需要有标气和载气等耗材，它需要定期维护或更换，色谱柱由于使用寿命的限制需要定期更换高压气瓶的运输和存储存在定的危险，气相色谱技术的分析系统不仅增加了使用成本，而且对设备和人身安全都构成了威胁。

对于化学分子膜技术，虽然其测量原理不需要附带标气载气，但是其传感器关键部件使用寿命短，正常的化学分子模式传感器使用寿命般为年，并且，传感器之间的测量干扰较大，测量时需要的气样也较多，其准确性和效率低，不太适合普遍推广。

而光声光谱技术的快速准确无需耗材能同时测量绝缘油中溶解的多种气体及微水含量等诸多优点，为在线监测系统提供了种崭新的测量技术和手段。

光声光谱技术有其他检测技术不具有的优点。

例如，不消耗被测样品，不需要消耗性载气，不需要标准样气，各部件使用寿命长，气路简单，容易控制，测量时间短，灵敏度高，制造成本低等等。

这些优点被越来越多的专业人士接受并认同，很多国外大公司对此已研究多年，尤其是年通用电气公司收购英国家光声光谱专业公司后，将此技术整合到其智能电网产品业务组合。

为该技术在全球范围内的推广和应有提供了良好的基础。

研究的技术关键与难点。

在光声光谱技术应用于油中溶解气体及微水分析的过程中，我们发现由于溶解气体的分子结构相差性不大，各分子吸收的波段有很多的重叠，这个对光源的稳定性有很高的要求，所以稳定的宽光源和合适的计算方式是该技术的关键，难点在于如何做到低成本制造，如何提高脱气效率，如何解决在不同使用条件下的电磁兼容及稳定性问题等。

三项目申请单位具备的研究基础和条件项目负责人的情况介绍，专业特长工作量和在本项目中的作用项目负责人黎卫文于年参加工作，电气工程硕士，电气工程高级工程师。

在变电运行检修试验继电保护等方面的管理及技术应用有较为深入的研究。

年年主持完成了变电站高压设备状态检修与信息管理技术的综合应用的科技项目，年年主持完成了简易变电站远程监控实现的科技项目。

项目负责人具有较高的专业技术和管理水平，在本项目中起主导作用，总体规划并对最终成果把关。

项目申请单位在相关研究领域曾开展的工作曾取得的科研成果曾获得的荣誉甲单位供电局自年以来在砚都站主变端州站主变四会站主变及高要八个站安装了油在线监测装置，积累了大量的同研制出了光声光谱技术的绝缘油的油中溶解气体及微水分析仪及系统。

公司使用光声光谱技术作为气体的微量分析早在世纪年代就开始应用于血液的分析，于年已把光声光谱技术应用于变压器油的溶解气体及微水分析，只是应用于便携式。

目前，我们都是采用色谱在线监测系统或者是传感器方式的在线监测系统，偶尔有误报警，且测量数据与实验室的分析结果往往有定的偏差。

希望使用光声光谱技术的油在线分析系统会解决这些问题，而且还可以减少个油微水的在线监测系统，该分析系统的硬件设备体积小，从设计上看，个进油口个出油口及主机部分，中间的连接部件比较少，不需要气相色谱技术的标气和载气，整个系统简单而且方便，能减轻现场维护工作量。

如果该技术得到广泛的推广和使用，那么在今后的工作当中，我们的人员可以减少，附属设备可以精简，这是个人力物力都能得到极大优化的方案。

光声光谱技术在绝缘油油中溶解气体及微水的在线监测系统的应用，主要是用在变压器油的在线分析，随着生产成本的降低，产品性能的提升，将会逐步发展并应用到其他的充油设备上。

研究基础及条件制造能力和设备威恒开发公司主要致力于向全球电力系统提供世界先进的测试仪器和优秀的技术服务，生产面积近平方米，拥有生产组装车间产品测试车间五金加工车间等。

公司委托德国德国上市公司定制光声光谱传感器模块。

该公司建筑面积平方米，主要从事光学传感器，实验室自动化，航空，火灾探测等领域的研发和产品生产。

光声光谱模块年生产能力超过套。

公司拥有强大的生产和装配能力的同时，拥有多款检测和实验设备，安捷伦色谱仪，高低温恒温实验装置，振动实验台，公司气密性检测设备，电磁干扰模拟发生装置等。

公司视产品的品质为企业的生命，严格按质量管理体系对产品品质生产管理市场营销售后服务等全方位程序控制，实施国际先进的制造资源计划管理系统对产品质量实行全面管理。

设计能力与条件公司拥有研发人员人，其中德国研发工程师人，有博士学位人，本科及本科以上学位人员人。

研发团队由光学化学通讯软件等多学科人员组成。

在工程安装及施工方面有名通讯工程和机械工程方面的经验丰富的作为设计和施工指导。

光声光谱检测模块在德国制造，深圳工厂组装和调试。

德国研发人员有超过年光谱研究经验，曾参与多项该领域的国际合作开发，为奥林巴斯，欧洲空客等多家强公司提供精密气体传感器或测试仪器。

公司在线式产品采用光声光谱原理，它是利用束强度可调制的单色光照射到密封于光声池中的样品上，样品吸收光能，并立即以释放热能的方式退激。

释放的热能使样品和周围介质按光的调制频率产生周期性加热，从而导致介质产生周期性压力波动，这种压力波动可用高灵敏的微音拾音器和压电陶瓷传声器检测，并通过放大得到光声信号。

由于每种化合物都有其特有的红外光谱通常指吸收光谱，若入射单色光波长可变，则可检测到随波长变化的光声信号图谱从而实现对被测物的结构鉴定与定性定量分析。

关键制造工艺主要应用的制造工艺有精密微音器和精密光学玻璃加工精密五金加工焊接连接等质量控制公司视产品的品质为企业的生命，严格按质量管理体系对产品品质生产管理市场营销售后服务等全方位程序控制，实施国际先进的制造资源计划管理系统进行全面质量管理。

试验室电气测试仪器示波器通讯测试仪精密万用表电磁干扰模拟发生器等化学测试仪器安捷伦色谱仪质谱仪气密性测试仪压力表各种浓度校验瓶等试验仪器及设备机械性能测试振动测试台，高低温测试机跌落试验机等。

四项目研究内容技术路线与实施方案项目研究内容顶空动态平衡脱气与实验室振动脱气比较研究主要采用对比实验研究，定量分析。

光声光谱技术与实验室气相色谱仪及在线式油色谱的比较研究将采用对比实验，通过收集定时间段内的所有测试数据，对数据进行分析比较研究。

在线式光声光谱技术油中溶解气体测试系统再设计与优化通过对实验数据的分析，查找偏差原因，对系统油路和气路系统再设计，减少因硬件原因的误差。

数据分析软件开发与数据远程传送结合计算机技术和通讯技术，将传感器采集到的信息采用有线和无线的方式传送到控制终端，属于工程开发项目。

项目研究的技术路线该项目的技术路线如下图项目实施方案准备阶段选择合适的被测对象，安排合适人员制定相应的工作计划安装调试测试仪器数据数据数据数据数据数据数据数据数据同被测对象在线式光声光谱分析仪实验室气相色谱仪在线式气相色谱仪数据库分析目的和意义该研究项目是在线式光声光谱油中溶解气体分析系统的应用研究科技项目，将采用比较和实证的研究方法，为在线式光声光谱技术油中溶解气体分析系统项目的可靠性分析并提出可操作性的指导意见或方案。

由于在电力系统中普遍实行的定期检修制度已不能适应电力系统改革发展的需要和电力用户对供电可靠性的要求，推行在国际上更先进的状态检修已成为电力企业的迫切要求，即根据设备的运行状态确定是否需要维修和如何维修，而在线监测是对高压电气设备实行状态维修的必须和有效手段。

油中溶解气体分析是业内公认的预防充油电气设备故障最为有效的方法之，分为离线和在线测试两种。

传统油中溶解气体的分析方法是采用离线式气相色谱法，直以来，被国内各大中小型变电站普遍使用。

离线式气相色谱分析法具有选择性好分离性能高分离时间快灵敏度高适用范围广和技术成熟等优点，但也存在其固有的原理缺陷，例如，脱气作业存在人为误差，监测曲线的人工修正也会加大误差从取油样到油气分离再到实验室分析，作业核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，程序复杂，花费时间长另外，绝缘劣化的发展有快有慢，预防性试验不能实时地发现故障，对电力变压器中气体含量实施在线监测已成为迫切的需要。

在线式的气相色谱监测系统很好的解决了离线式色谱仪的检测周期长分析时间长等缺点。

但是，目前所使用的在线式色谱分析系统都是采用气相色谱技术原理，即将实验室仪器简单地进行小型化改造，从目前使用中的在线式气相色谱分析系统的实测情况来看，主要有如下几个缺点检测精度不够，重复性差，不能满足实际工作需要需要标气载气等，后期维护量大，长期运行费用高气相色谱技术管路复杂组件多，仪器长期运行的稳定性和可靠性不够。

而光声光谱技术在线式油中溶解气体分析系统能有效的避免以上不足，能为电网公司创造巨大的直接经济效益。

二项目研究的背景项目研究的背景电网是经济社会发展的基础设施和重要的公用事业，是现代化建设的基本保障，关系国家能源安全和国计民生。

建设坚强智能电网，充分发挥电网在资源优化配置全面服务国民经济发展中的作用，对我国经济社会全面协调可持续发展具有十分重要的现实意义。

年国家为扩大内需，提出了加快建设智能电网的要求，各级电力公司纷纷提出建设规划和实施纲要，大大加快了智能电网的建设步伐。

智能电网从技术层分析，它是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术通讯技术信息技术计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

而本系统是集成先进传感器技术通讯技术控制技术计算机及数据处理技术的综合系统，是建设智能电网的基础。

随着电力工业的迅速发展和技术进步，大容量高压发供电用油设备逐渐增多，电力设备中的变压器互感器汽轮机等维护及监督的重要手段依然是电力用油的监督和分析。

电力用油技术监督已经成为各发供电单位的项重要技术监督工作，它对保障电力生产安全经济运行有重要作用。

在众多高压电力设备事故原因追踪分析中，绝缘油的测量分析较其他试验方法更灵敏量化准确。

因此，对简单快速便捷而又准确的分析仪器或系统的需求越来越迫