本发明涉及电力设备状态监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种高压电抗器潜伏性缺陷的状态监测系统。
背景技术：
高压电抗器用于吸收长距离输电线路无功功率，使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡和防止无序潮流，同时也减轻了线路上的功率损失；此外，还可以改善和稳定长距离输电线路上的电压分布，使之轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。高压电抗器是电力系统中的关键元件，其故障将导致电网安全事件，危及经济发展和社会稳定。高压电抗器异常原因主要在于设备制造、安装过程中的质量和工艺问题；加之运行中高压电抗器气隙中电磁力大、振动和噪声高，导致在长期运行后的部件松动、放电和过热等缺陷。高压电抗器绝缘油中溶解气体分解物是反映设备绝缘性能的重要特征参数之一，油中溶解气体的变化趋势是设备绝缘劣化的征兆和表现形式。因此实时检测绝缘油中溶解气体能够有助于及早发现其内部早期的绝缘缺陷，以采取具体处理措施，避免其恶性发展。目前，高压电抗器的实时检测方法主要是油中溶解气体监测，其特点可以监测高压电抗器油中的h2、co、co2、ch4、c2h4、c2h2、c2h6等分解物，适合于检测和发现缓慢发展的潜伏性缺陷。
高压电抗器绝缘油中溶解气体分析诊断技术包括从高压电抗器中取出绝缘油样，再从绝缘油中解析出溶解气体，用气相色谱技术分析该气体的成分和含量，判定设备内有无内部故障，诊断其故障类型，并推定故障点的温度、故障能量等。然而，监测结果的离散性及稳定性难以控制等问题严重影响监测装置的准确性及实用性。究其原因，除了监测装置的自身缺陷外，更有可能是其在气相色谱峰识别及计算过程中受现场工作环境、运行工况的干扰所致。目前气相色谱峰识别一般采用单参数进行真假峰的判断。单参数识别法虽可初步减少由于干扰信号引起的气相色谱峰误识别和漏识别情况，但在面对强干扰（温度、湿度、电磁场等）及较小的色谱气体峰时，仍难以得到满意的分析结果。上述情况将会造成对高压电抗器运行监督的不到位，影响及时发现、处置高压电抗器的潜伏性缺陷。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种高压电抗器潜伏性缺陷的状态监测系统，体技术方案如下：
一种高压电抗器潜伏性缺陷的状态监测系统包括油样采集单元、油气分离单元、气体分离单元、气体检测单元、数据处理单元、数据传输单元；
所述油样采集单元用于采集高压并联电抗器本体中的绝缘油并将采集到的高压并联电抗器本体中的绝缘油输入至油气分离单元；油气分离单元用于分离油样采集单元采集的高压并联电抗器本体中的绝缘油与绝缘油中溶解的混合气体并将分离出来的混合气体输入至气体分离单元；气体分离单元用于分离从油气分离单元中分离出来的混合气体的各个气体组分并将分离出来的各个气体组分输入至气体检测单元；气体检测单元用于检测从气体分离单元输入的各个气体组分的浓度并将各个气体组分的浓度转化为电信号输入至数据处理单元；数据处理单元用于处理气体检测单元检测出来的各个气体组分浓度的数据并将各个气体组分浓度的数据输入至数据传输单元；数据传输单元用于将数据处理单元输入的各个气体组分浓度的数据上传至设备状态监测评价中心；所述油样采集单元、油气分离单元、气体分离单元、气体检测单元、数据处理单元、数据传输单元依次连接。
进一步，所述油样采集单元包括进油管、回油管、2个油阀、空气增压泵；所述进油管的一端与高压并联电抗器的下部取样阀连接，进油管上设置油阀，进油管的另一端与空气增压泵连接；回油管的一端与高压并联电抗器的上部取样阀连接，回油管上设置油阀，回油管的另一端与空气增压泵连接。
进一步，所述油气分离单元包括脱气室、载气发生器。
进一步，所述气体分离单元包括绝缘油气相色谱柱。
进一步，气体检测单元包括氢焰检测器。
进一步，所述数据处理单元包括a/d转换芯片、微处理器。
进一步，所述数据传输单元包括工业以太网交换机、工控机。
进一步，所述数据处理单元识别所检测的高压电抗器的绝缘油中气相色谱峰真伪的方法是基于综合判断经验值的判定，综合判断经验值c通过加权计算气相色谱图中峰高、峰型、峰宽、峰位得到；计算方法如下：
式中：weh为气相色谱图中峰高的的权重系数、wer为气相色谱图中峰型的权重系数、wew为气相色谱图中半峰宽的权重系数、wed为气相色谱图中峰位的权重系数；ph为气相色谱图的峰高、pr为气相色谱图的峰型、pw为气相色谱图的半峰宽、pd为气相色谱图的峰位；
气相色谱图中的峰型pr、气相色谱图中的峰宽pw、气相色谱图中的峰位pd是在出厂检验标定的复合气相色谱柱时得到；气相色谱图中的峰高ph是在现场调试的复合气相色谱柱时得到；气相色谱图中的峰高ph权重最高；经统计先验概率所得当综合判断经验值c大于0.9时即认为气相色谱峰为真；反之，即可认为气相色谱峰为伪。
进一步，所述油阀为法兰型油阀。
进一步，所述载气发生器为氢气发生器、氮气发生器中的一种。
本发明成功实现了快速、准确、实时地检测出高压电抗器的油中溶解气体成分与含量，避免了高压电抗器运维中欠缺长期稳定、精度可信监测手段的弊端，提供了用于在线评估分析设备绝缘强度的可靠数据。开创性地实现了高压电抗器绝缘油中溶解气体色谱图的识别方法，一举克服因色谱图曲线的基线抖动的导致气相色谱峰误识别和漏识别的关键难题，提高了高压电抗器绝缘油中溶解气体监测的可靠性，达到了电力安全生产中风险、效能和成本综合最优的目标。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
一种高压电抗器潜伏性缺陷的状态监测系统包括油样采集单元、油气分离单元、气体分离单元、气体检测单元、数据处理单元、数据传输单元；
油样采集单元用于采集高压并联电抗器本体中的绝缘油并将采集到的高压并联电抗器本体中的绝缘油输入至油气分离单元；油气分离单元用于分离油样采集单元采集的高压并联电抗器本体中的绝缘油与绝缘油中溶解的混合气体并将分离出来的混合气体输入至气体分离单元；气体分离单元用于分离从油气分离单元中分离出来的混合气体的各个气体组分并将分离出来的各个气体组分输入至气体检测单元；气体检测单元用于检测从气体分离单元输入的各个气体组分的浓度并将各个气体组分的浓度转化为电信号输入至数据处理单元；数据处理单元用于处理气体检测单元检测出来的各个气体组分浓度的数据并将各个气体组分浓度的数据输入至数据传输单元；数据传输单元用于将数据处理单元输入的各个气体组分浓度的数据上传至设备状态监测评价中心；油样采集单元、油气分离单元、气体分离单元、气体检测单元、数据处理单元、数据传输单元依次连接。
油样采集单元包括进油管、回油管、2个油阀、空气增压泵；进油管的一端与高压并联电抗器的下部取样阀连接，进油管上设置油阀，进油管的另一端与空气增压泵连接；回油管的一端与高压并联电抗器的上部取样阀连接，回油管上设置油阀，回油管的另一端与空气增压泵连接；油阀为法兰型油阀，进油管、回油管采用直径为8毫米、密度为8.96克每立方厘米的紫铜管。
油气分离单元包括脱气室、载气发生器，脱气室与空气增压泵连接，载气发生器向脱气室中的高压并联电抗器绝缘油中通气，通过和高压并联电抗器绝缘油中溶解的气体进行多次交换与平衡将高压并联电抗器绝缘油中溶解的气体置换出来，并将置换出来的高压并联电抗器绝缘油中溶解的气体输入至气体分离单元。载气发生器为氢气发生器、氮气发生器中的一种。
气体分离单元包括绝缘油气相色谱柱，绝缘油气相色谱柱采用se-30系列绝缘油气相色谱柱。
气体检测单元包括氢焰检测器，其正常工作电压，即极化电压范围是100~350v，其正常工作温度范围是70~220摄氏度，其测量误差应符合dl/t722导则中不同实验室间针对同一油样测量结果相差不应大于平均值30%的要求。
数据处理单元包括a/d转换芯片、微处理器，a/d转换芯片采用24位以上icl系列的a/d转换芯片；微处理器采用cc2530系列的微处理器。
数据传输单元包括工业以太网交换机、工控机，工业以太网交换机采用eki-系列网管型工业以太网交换机，工控机为安装有rhel6.5操作系统的嵌入式工控机。
数据处理单元识别所检测的高压电抗器的绝缘油中气相色谱峰真伪的方法是基于综合判断经验值的判定，综合判断经验值c通过加权计算气相色谱图中峰高、峰型、峰宽、峰位得到；计算方法如下：
式中：weh为气相色谱图中峰高的的权重系数、wer为气相色谱图中峰型的权重系数、wew为气相色谱图中半峰宽的权重系数、wed为气相色谱图中峰位的权重系数；ph为气相色谱图的峰高、pr为气相色谱图的峰型、pw为气相色谱图的半峰宽、pd为气相色谱图的峰位；
气相色谱图中的峰型pr、气相色谱图中的峰宽pw、气相色谱图中的峰位pd是在出厂检验标定的复合气相色谱柱时得到；气相色谱图中的峰高ph是在现场调试的复合气相色谱柱时得到；气相色谱图中的峰高ph权重最高；经统计先验概率所得权重值weh为0.33、wer为0.23、wew为0.21、wed为0.23；经统计先验概率所得当综合判断经验值c大于0.9时即认为气相色谱峰为真；反之，即可认为气相色谱峰为伪。
油样采集单元的进油管、回油管分别接至高压并联电抗器的下部取样阀、上部取样阀，并将所采集到的高压并联电抗器绝缘油传输入至油气分离单元中脱气。油气分离单元采用载气脱气法，通过向脱气室中的高压并联电抗器通气置换高压并联电抗器绝缘油中溶解的混合气体，并通过0.4兆帕以上的载气将混合气体输入至气体分离单元分离。气体分离单元通过绝缘油气相色谱柱分离氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯，并将各组分气体送至气体检测单元检测，此时气体检测单元4中包含三大类基础气体，分别是载气及其携带的试样气体组分、可燃气、助燃气；气体检测单元通过氢焰检测器依次检测被分离出的各组分气体，并将各组分气体的浓度信号输入至数据处理单元转换、存储。数据处理单元识别所检测的高压电抗器绝缘油中溶解气体中的气相色谱峰真伪后，转换、存储与各组分气体真实值浓度成正比的数字信号，并将信号传输至数据传输单元远传、监视。数据传输单元通过工控机现场展示监测数据、识别真伪后的监测数据、谱图、曲线等高压并联电抗器的状态信息，并通过电力综合数据网将上述信息传输至设备状态监测评价中心供设备运维人员监视、分析、调用。通过分析高压并联电抗器的绝缘油中溶解气体可以发现在设备运行正常状态下，由于在热和电的作用下，高压并联电抗器绝缘油和固体绝缘材料因老化分解出少量的可燃性气体，但产气速率比较缓慢；当出现潜伏性异常后，凭借绝缘油中特征气体浓度可跟踪判断设备内部异常的严重程度和发展速度，此时的气体含量和产气速率对于判断故障有无、严重程度及发展趋势更为直观。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。