目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1问题的提出和本课题的意义 (3)1.2目前变压器油中气体的检测方法及发展趋势 (4)1.3本文的主要研究内容 (8)第二章油中溶解气体的紫外及可见吸收光谱分析原理 (9)2.1紫外及可见光吸收光谱分析法简介 (9)2.2油中气体紫外及可见光吸收光谱检测的理论原理 (10)2.3有机化合物分子内的电子跃迁 (12)2.4有机化合物的紫外及可见光光吸收光谱 (14)2.5影响紫外及可见光光吸收光谱的因素 (14)第三章油中气体紫外及可见光吸收光谱检测的实验系统 (21)3.1实验系统原理综述 03.2实验系统的光路原理 (2)3.3实验系统的电路原理 (6)3.4实验过程及步骤 (7)3.5实验结果 (8)3.6实验结果分析 (11)3.7实验误差分析 (19)第四章结论与展望 0参考文献 (1)后记............................................... 错误！未定义书签。
摘要变压器作为电力系统最重要的供电设备，也是最为昂贵的设备之一，其可靠运行的程度直接关系到整个电力系统的安全运行。
电力变压器的大多数内部故障可以根据对变压器油中的溶解气体的分析来判断，因此变压器油中溶解气体的检测技术就显得尤为重要。
目前变压器油中溶解气体的检测方法主要是气相色谱分析法。
虽然该方法可以很好的反映变压器的内部故障，但是利用气相色谱法检测油中溶解气体,从取油样—油气分离—色谱分析的全过程来看,存在着环节多,操作手续繁琐,试验周期长等弊病,当然也就不可避免地引进较大的试验误差。
对于发展较快的故障检测则感到不够及时,难以充分发挥它的作用，而且也不便于发展油中气体的在线监测。
现在我们研究使用紫外及可见光吸收光谱法来检测变压器油中的溶解气体。
该方法基本不受变电站复杂的电磁环境的影响，能够很灵敏的检测出变压器油及其中溶解气体的变化，并且该技术也比较适用于在线监测。
本文的主要工作是对变压器油中溶解气体进行紫外及可见光谱分析研究。
论文介绍了目前国内外关于变压器油中气体的主要检测技术,重点论述了油中溶解气体的紫外及可见光光谱分析的原理和方法，并论述了分析结果与变压器内部故障之间的关系。
论文中也阐述了油中气体光谱分析误差产生的原因，并提出了解决的办法。
关键词：油中气体光谱分析故障诊断误差分析AbstractTransformer is one of prime and most expensive electric equipments in power system, Whether transformer can run safely or not determinates the power system’s stabilization. Because most interior breakdown of transformer can be detected through analyzing the gas in the oil, It is very important to detect the gas in the oil. At present, gas chromatography analysis technology is the main method of detecting the gas in the oil. Though this method can well reflect the interior breakdown of transformer, it has many disadvantages, such as the tedious operating procedure, the long testing period. These disadvantages will arose many unavoidable errors. At present it is difficult to monitor online for this method. Now, we use ultraviolet and visible absorption spectra to detect the gas in the oil. This method will not be affected by the complicated electromagnetic environment in transformer substation, and can sensitively detect the change of the gas in the oil. Finally, this method can easily become monitor online, too.In this paper, we do research on the gas in the oil using ultraviolet-visible absorption spectra. The paper has introduced internal and international main detection technique of the gas in the transformer oil at present, expounded the relation between the interior breakdown of transformer and the analysis result. We have found the error of ultraviolet-visible absorption spectrum and solved method. Keywords: Gas in the oil Spectrum analysis Breakdown analysis Error analysis第一章绪论1.1问题的提出和本课题的意义电力变压器故障是危及电网安全的很重要的一类故障，如：2001年国家电网的变压器共发生非计划故障停运达216次。
变压器故障的最大部位是其内绝缘，主要故障是变压器绝缘老化、变压器油变质劣化,局部放电等。
作为电力系统的主要设备，变压器故障会给电力系统的安全稳定运行造成很大的危害，并且电力变压器是电力系统中最为昂贵的设备之一，若产生故障毁损将造成重大经济损失。
在变压器局部放电的电、热作用下，变压器油会裂解为CH4、C2H2、C2H4，C2H6等有机低分子气体，同时还有H2,CO,O2,CO2等无机气体，这些气体都会溶解在变压器油中。
通过检测油中的这些气体的成分和含量，就可推断变压器内的绝缘情况。
目前，油中气体的色谱分析法已被广泛应用在油浸变压器绝缘的检测中，对于预防变压器的潜伏性故障，取得了较好的效果。
但现有的色谱装置的缺点是：1.比较笨重，2.每次检测都需要脱气处理，3.色谱柱易因污染而导致测量误差，对柱温的精确要求以及对高精密气路切换的要求等极大地增加了系统的复杂性，导致了系统可靠性的降低。
鉴于以上原因，我们开始研究利用紫外及可见光吸收光谱来检测变压器油中溶解气体的成份和含量，利用光栅光谱仪对含气变压器油的吸收光谱进行扫描，并进行比较分析。
该方法选择性好，可以同时检测多种气体，最为重要的一点就是不用将油中溶解气体作脱气处理，误差较小，能够很好的反映变压器的内部故障。
还有一点，当光谱检测技术成熟时，利用光谱检测比较易于发展在线监测。
因此，研究变压器油中气体的光谱检测方法来分析变压器油中溶解气体，对变压器的内部故障进行诊断和预测，是实现变压器状态检修的一项非常重要和有意义的工作。
1.2目前变压器油中气体的检测方法及发展趋势目前常用和比较成熟的方法主要是变压器油中溶解气体的气相色谱分析法，其基本原理是先将油中气体脱出，再以氢气，氮气，氩气为载气将油中脱出的气体一部分经镍触媒转化后经火焰离子化验器（FID）以测量CO和2CO；另一部分经导热池（TCD）可测出2O，而烃类气体仍旧由FID测出。
气相色谱分H，2析法对于预防变压器的潜伏性故障取得了较好的效果。
但气相色谱分析装置比较笨重，一般安装在实验室里，国外也有在实验车里安装的。
而且对油进行分析时要经过放油，运输，脱气等一系列过程，实验过程中也主要靠人工传递操作，误差较大，不利于形成在线监测。
现在经过改善有的结构已适当简化，可以制成可携型以适应现场检测的需要，但离在线监测还有一段距离。
现在也有利用气敏元件作为传感器来检测变压器油中溶解气体的方法，其原理是将变压器油中气体脱出后，使用对某种气体敏感的半导体元件来作为传感器进行检测。
但存在着气敏元件长期稳定性差，且只能检测一种或少量几种气体或显著性差的缺点。
另外，对于变压器油中气体的脱出方法也有了改进，比如利用某些合成材料薄膜（如聚酰亚胺，聚四氟乙烯，氟硅橡胶等）的透气性让油中溶解气体经此膜而透析到气室里，当时间相当长后，气室中气体浓度达到稳定，根据它与油中溶解气体的浓度之间的关系就可进行换算，但存在膜与变压器油长期接触后的老化问题。
现在国内外刚刚开始变压器油中溶解气体的光谱分析技术的研究，已经研究出几种利用吸收光谱的原理制成传感器来检测油中气体的设备。
如国外开发有利用红外原理制作的22C H传感器，它使用一加热器作为红外线的光源，因为22C H在红外区里有很好的固有吸收光谱，因此很容易利用光谱分析测得22C H的含量。
这种传感器的选择性非常好，很少会对其他气体敏感。
国内也有基于分子吸收光谱原理制作的对微量22C H进行检测的检测仪的介绍，其灵敏度已达1ppm。
不过以上两种原理制作的检测仪器都需要将油中溶解气体进行脱气处理后才能进行检测，而且一般只能对单一气体进行检测。
红外光谱检测主要使用傅立叶红外光谱仪，使用该设备可以同时检测多种混合气体。
红外气体分析器的特点是具有不接触被测气体、无交叉干扰以及无消耗等诸多优点，能测量多种气体含量，测量范围宽，灵敏度高，精度高，响应快，选择性良好，可靠性高，寿命长，可以实现连续分析和自动控制。
红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律，从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外型以及基于微机电系统技术的微型红外气体分析器。
分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。
不分光型红外气体分析器(NDIR)指光源发出的连续红外语全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。
由于被测气体的含量不同，吸收固定红外线的能量就不同。