變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

實(shí)施電力變壓器故障診斷，對(duì)于提高整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性是非常必要的。變壓器存在局部過(guò)熱或局部放電，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分烴類(lèi)氣體（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他氣體（如H2、CO等）。上述每種氣體在油中的濃度和油中可燃?xì)怏w的總濃度（TCG）均可作為變壓器設(shè)備內(nèi)部故障診斷的指標(biāo)。

一直以來(lái)，油中溶解氣體采用氣相色譜分析法作為故障診斷的常用方法來(lái)判斷㓎油類(lèi)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況。其主要優(yōu)點(diǎn)是能夠提供油中溶解的各種故障氣體濃度的定量分析。但其操作過(guò)程復(fù)雜，需要大量熟練的業(yè)人員進(jìn)行跟蹤檢測(cè)分析。另外，為了使氣相色譜能夠穩(wěn)定的工作，需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間（一般需要提十幾個(gè)小時(shí)通載氣使氣流穩(wěn)定），從而導(dǎo)致較高的運(yùn)行管理費(fèi)用。隨著我國(guó)電力向大電網(wǎng)，大機(jī)組，高容量，高電壓等的迅猛發(fā)展，對(duì)關(guān)鍵電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)把握提出越來(lái)越高的技術(shù)要求，變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)從本質(zhì)上改變了傳統(tǒng)的變壓器油監(jiān)測(cè)方式，不但提高了企業(yè)管理運(yùn)行效率，也有效保障了變壓器運(yùn)行的可靠性。

TOM-6000變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置嚴(yán)格以電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)及中國(guó)電力行業(yè)變壓器油監(jiān)測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）為研發(fā)依據(jù)，在傳統(tǒng)色譜分析技術(shù)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)不斷的研究和完善，嚴(yán)格以電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)及中國(guó)電力行業(yè)變壓器油監(jiān)測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為試驗(yàn)研發(fā)依據(jù)，結(jié)合色譜分析技術(shù)新成果，吸收國(guó)內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，研究開(kāi)發(fā)的新一代油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)品。可同時(shí)進(jìn)行單氫、多組份、全組份油中溶解故障氣體的監(jiān)測(cè)：如氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。自動(dòng)、快速地在線監(jiān)測(cè)變壓器等油浸式電力高壓設(shè)備的油中溶解故障氣體的含量及其增長(zhǎng)率，并通過(guò)故障診斷家系統(tǒng)早期預(yù)報(bào)設(shè)備故障隱患信息，避免設(shè)備事故，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。并通過(guò)對(duì)故障特性氣體的分析診斷，及時(shí)捕捉變壓器故障信息，科學(xué)指導(dǎo)變壓器等油浸式電力高壓設(shè)備運(yùn)行檢修。避免事故發(fā)生，減少重大損失，大程度的提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。廣泛適用于電力行業(yè)110KV及以上電壓等的電力變壓器，電弧爐變壓器，電抗器以及互感器等油㓎式高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置工作原理

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置是采用氣相色譜分析原理，實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)。當(dāng)變壓器存在局部過(guò)熱或局部放電時(shí)，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分子烴類(lèi)氣體（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他氣體（如H2、CO、、等）。上述每種氣體在絕緣油中的濃度和油中可燃?xì)怏w的總濃度（TCG）均可作為變壓器內(nèi)部故障診斷的指標(biāo)。

　　變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)，采用差壓泵吸方式將變壓器油吸入到油樣采集單元中，通過(guò)內(nèi)部油泵進(jìn)行油樣循環(huán)，在真空環(huán)境以及磁力攪拌作用下實(shí)現(xiàn)油氣快速分離，通過(guò)冷阱技術(shù)除雜后，將故障特性氣體導(dǎo)入六通閥定量管。定量管中的混合故障氣體在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入色譜柱，通過(guò)色譜柱對(duì)不同氣體具備不同的親和作用，將故障特性氣體依此分離。氣敏傳感器按出峰順序?qū)收咸匦詺怏w逐一進(jìn)行檢測(cè)，并將故障氣體的濃度特性轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器中心CPU對(duì)電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理、存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集器嵌入式工控機(jī)通過(guò)RS485通訊模式獲取本機(jī)日常監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)。嵌入式數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，分別計(jì)算出故障氣體各組份及總烴含量。再通過(guò)后臺(tái)主控計(jì)算機(jī)故障診斷家系統(tǒng)對(duì)變壓器油色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析診斷，實(shí)現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測(cè)分析。同時(shí)數(shù)據(jù)采集器可就地輸出多路無(wú)源觸點(diǎn)式報(bào)警信號(hào)直接進(jìn)入用戶自控系統(tǒng)。油中微水檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)業(yè)的外置微水在線檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入油色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷。

　　單臺(tái)數(shù)據(jù)采集器采集分析獲得的變壓器油運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至系統(tǒng)后臺(tái)主控計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)用綜合分析與故障診斷軟件處理，實(shí)現(xiàn)報(bào)表、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、故障診斷與報(bào)警、TCP/IP、GPRS等方式數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸與控制等系統(tǒng)功能，并形成后臺(tái)主控計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制的網(wǎng)絡(luò)式油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置。

系統(tǒng)構(gòu)成

　　變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置主要由油路循環(huán)系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、冷阱、載氣調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、油中特性故障氣體色譜檢測(cè)單元、故障診斷與數(shù)據(jù)管理軟件（由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及操作系統(tǒng)構(gòu)成）、通訊網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制與訪問(wèn)軟件組建而成。

檢測(cè)指標(biāo)

普通型

加強(qiáng)型

系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)特點(diǎn)

1、 真空與超聲波電磁振蕩脫氣技術(shù)

采用的真空與超聲波電磁振蕩相結(jié)合的脫氣技術(shù)可在低真空度條件下，利用超聲波的電磁激振與溶質(zhì)的真空揮發(fā)共同形成溶解氣體的循環(huán)自激，在無(wú)任何介質(zhì)介入的提下，實(shí)現(xiàn)變壓器油溶解氣體的快速有效分離。脫氣效率高、時(shí)間短、重復(fù)性好，避免對(duì)變壓器絕緣油的污染。

2、冷阱技術(shù)

在油色譜檢測(cè)中存在油氣對(duì)色譜柱活性物質(zhì)的污染，這將嚴(yán)重影響色譜柱的分離效果，降低色譜柱使用壽命。通常采用活性劑（如活性碳等）對(duì)分離出來(lái)的故障氣體進(jìn)行吸附過(guò)濾，可有效降低油氣對(duì)色譜柱污染。但活性劑的活化再生特性無(wú)法滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)期穩(wěn)定運(yùn)行要求。

冷阱是在一定的低溫環(huán)境下，將變壓器油C3以上有機(jī)物揮發(fā)成份實(shí)現(xiàn)有效冷凝，避免油氣對(duì)色譜柱的污染，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)免維護(hù)要求。

3、復(fù)合色譜柱

用復(fù)合單柱取代雙柱，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。復(fù)合色譜柱在一定溫度環(huán)境下，可有效分離H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等六種故障氣體，且在不同恒溫條件下，各氣體出峰面積不變，不影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的捕峰條件，適用于現(xiàn)場(chǎng)安裝的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置。復(fù)合色譜柱具有柱效率高，抗污染性能好，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

4、氣體檢測(cè)器技術(shù)

采用集成傳感技術(shù)，敏感元件和控制電路集成在的陶瓷硅芯片上，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的故障氣體受檢氣室，具有小的死體積，可大大提高檢測(cè)靈敏度。

和FID、TCD傳感器相比，不怕中毒，壽命長(zhǎng)。和其他非色譜檢測(cè)法對(duì)比，檢測(cè)器構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小巧，檢測(cè)靈敏度高。

Ø5、支持TCP/IP、IEC61850通信協(xié)議

氣體組分組份濃度、載氣壓力狀態(tài)、二維譜圖等數(shù)據(jù)信息可采用SV/GOOSE形式傳輸至過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，支持TCP/IP通訊協(xié)議并全面支持智能變電站基于IEC61850通信要求，可實(shí)現(xiàn)與其他廠商的變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)主IED的無(wú)縫接入。

軟件系統(tǒng)

啟動(dòng)軟件與登陸

　　客戶端軟件采用了基于權(quán)限的用戶管理機(jī)制，只有經(jīng)過(guò)的用戶才能使用本系統(tǒng)。普通用戶只能查看系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置、瀏覽監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及使用其他基本功能，只有高用戶才具有修改系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)配置、進(jìn)行用戶管理等權(quán)限，這樣在很大程度上確保了系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

軟件特點(diǎn)

1、自動(dòng)捕峰、分段增益：采用當(dāng)實(shí)用的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)故障特性氣體檢測(cè)曲線的自動(dòng)捕峰，合理準(zhǔn)確；對(duì)故障特性氣體檢測(cè)曲線出峰進(jìn)行分段增益，可有效提高系統(tǒng)檢測(cè)精度。

2、算法獨(dú)到、診斷準(zhǔn)確：依托IEC及國(guó)家電力行業(yè)變壓器油檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB），融合多年的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整合形成了一套算法獨(dú)到、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、診斷及時(shí)的數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)。

3、通訊穩(wěn)定、安全可靠：根據(jù)變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套的通訊協(xié)議，數(shù)字化數(shù)據(jù)可有效、安全、長(zhǎng)距離傳輸。

4、查詢方便：能方便查詢?cè)O(shè)備名稱(chēng)、當(dāng)濃度數(shù)據(jù)、相對(duì)增長(zhǎng)率、增長(zhǎng)率、歷史數(shù)據(jù)等。

5、趨勢(shì)分析：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)可自動(dòng)生成趨勢(shì)圖。   

6、報(bào)警值設(shè)定：可以為故障氣體濃度或產(chǎn)氣率設(shè)定報(bào)警注意值。

7、報(bào)表功能：可自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。

8、故障診斷：可通過(guò)改良三比值法、立方圖和大衛(wèi)三角形等多種方法進(jìn)行故障判斷。

9、設(shè)定監(jiān)測(cè)周期：可隨時(shí)設(shè)定試驗(yàn)周期增加檢測(cè)次數(shù)，達(dá)到連續(xù)監(jiān)測(cè)目的。

10、設(shè)備監(jiān)控：可對(duì)油溫、柱溫、油路循環(huán)、載壓等設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。

變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)方式

    TOM-6000變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置采用的通訊協(xié)議，使數(shù)字化數(shù)據(jù)可安全、穩(wěn)定的長(zhǎng)距離傳輸。采用光纖有線通訊方式組網(wǎng)。并根據(jù)用戶需要定制多種通訊方式，便于用戶選擇，大程度的方便了用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的組建，符合組建大規(guī)模智能數(shù)字化電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

   TOM-6000變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)光纖接入模式組成三遠(yuǎn)程油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)電廠或變電站可以用一臺(tái)后臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器，通過(guò)以太網(wǎng)方式控制多臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集器，每一臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集器可監(jiān)測(cè)一臺(tái)電力變壓器。系統(tǒng)通過(guò)WEB方式接入局域網(wǎng)，局域網(wǎng)上的任一終端瀏覽器都可以在獲得的條件下瀏覽數(shù)據(jù)處理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和有關(guān)系統(tǒng)信息。

更新時(shí)間：2024/1/8 16:33:37