在現代電力工業的設備運行和維護中,安全要求極為嚴格,在電廠或電站運行的關鍵變壓器,特別是發現已經有異常的變壓器上需要進行長期的故障氣體、局部放電、繞組變形等多種項目的監測,從測試結果中可以得到初步診斷信息,是電力部門預防控制并保持安全服務和運行成本的重要依據。
隨著現代科技的快速發展尤其是以微控制器主導的嵌入式系統SOC引入,在線監測設備的性能提升和裝機數量正在穩步提高。在線監測設備的功能不斷改善、性能的不斷優化,而產品成本在逐步下降,價格同步的下降使得智能在線監測設備的廣泛應用成為可能。由于通訊技術的發展使得在線監測的結果能夠快速傳遞到遠距離智能分析和控制中心,當故障出現時不但能及時自動報警,而且可以從初步診斷結果來判斷故障類型,及時采取必要的應對措施,更突顯了實時監測的重要作用。近年來在國內外各大電力部門快速的推廣應用已經證明,在線檢測技術對電力設備的充分利用,提高效益,壽命使用延長以及降低運行維護費方面都起了直接的作用。
自從1960年以來,世界電力工業廣泛使用離線實驗室的通用氣相色譜法,應用于對變壓器油中溶解的特征氣體進行測量和分析,作為電力部門的設備是否正常運行的重要依據。但離線的方法,由于其測量周期較長,脫氣過程誤差較大,測試方法影響因素多等問題,難以滿足安全生產和狀態檢修的要求。因此,變壓器油中多種故障氣體的在線監測系統的應用就成為迫切的需求。
變壓器油色譜在線監測裝置就是根據電力用戶的緊迫需求,針對變壓器內部的過熱和放電等故障所開發的監測設備,該設備彌補了離線測試周期長的不足,可以在線定時的長期監測油浸式變壓器的運行狀態,檢測的結果及時上傳到后臺的監控系統。
公司經過十多年的不間斷反復研究,結合其生產高壓設備方面的專業優勢,在綜合研究國內外各種在線監測技術特點的基礎上,應用目前先進的氣相色譜分析和故障診斷技術,開發出領先水平的新型變壓器油色譜在線監測裝置。
新型變壓器油色譜在線監測裝置的組成分為三部分:變壓器油中氣體在線監測裝置(簡稱裝置)+后臺監控系統+電纜等連接部件。
變壓器油色譜在線監測裝置是集控制、測量分析技術于一體的精密分析設備。整個系統分為油氣分離,混合氣體分離,數據分析處理,遠程傳輸控制四大部分。設備可以測量反映變壓器故障信息的七種特征氣體——氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2),還可以根據客戶的需要增加微水的監測。
變壓器油色譜在線監測裝置工作原理:系統首先進行充分的油循環,保證所取分析的油樣能反映變壓器內部的真實油樣;變壓器中油樣通過充分的循環后再獲取少量油樣,進入油氣分離裝置,由真空裝置抽取真空將特征氣體與被檢測油樣分離,被分離后的特征氣體進入色譜柱進行氣體組分的分離,在載氣的推動下經過氣體傳感器,將氣體濃度值轉換成的電壓信號,此電壓信號通過高精度A/D轉換器轉換成數字序列信號,并通過RS485通訊線上傳到后臺控制系統進行詳盡的分析、存儲和顯示。
檢測周期:最小2小時,最長檢測周期任意設定;
數據存儲:≥10年;
脫氣方式:動態頂空;
報警設定:各氣體濃度超限報警;
輸出結果:氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)和總烴數值及其濃度譜圖,三比值、大衛三角形等初步診斷結果、歷史數據趨勢圖等,微水等按照客戶需求選配;
通信方式: RS485,RJ45等;
通信協議: MODBUS、IEC61850等。
3、軟件系統
變壓器在線監測系統專門為變壓器監測開發的一款功能強大、集成度高的自動化系統,總結了數百套工業自動化系統成功應用的基礎之上,面向電力自動化和工業自動化當前及未來發展趨勢,全新設計的新一代自動化應用平臺。支持變壓器油中氣體、鐵芯接地等多種狀態量監測。實時記錄及存儲數據,同時可生成報表、曲線、譜圖等關鍵分析模塊,綜合分析,采用多種分析模型及診斷方法,可對變壓器進行全面故障預警與診斷。