在现代电力工业的设备运行和维护中,安全要求极为严格,在电厂或电站运行的关键变压器,特别是发现已经有异常的变压器上需要进行长期的故障气体、局部放电、绕组变形等多种项目的监测,从测试结果中可以得到初步诊断信息,是电力部门预防控制并保持安全服务和运行成本的重要依据。
随着现代科技的快速发展尤其是以微控制器主导的嵌入式系统SOC引入,在线监测设备的性能提升和装机数量正在稳步提高。在线监测设备的功能不断改善、性能的不断优化,而产品成本在逐步下降,价格同步的下降使得智能在线监测设备的广泛应用成为可能。由于通讯技术的发展使得在线监测的结果能够快速传递到远距离智能分析和控制中心,当故障出现时不但能及时自动报警,而且可以从初步诊断结果来判断故障类型,及时采取必要的应对措施,更突显了实时监测的重要作用。近年来在国内外各大电力部门快速的推广应用已经证明,在线检测技术对电力设备的充分利用,提高效益,寿命使用延长以及降低运行维护费方面都起了直接的作用。
自从1960年以来,世界电力工业广泛使用离线实验室的通用气相色谱法,应用于对变压器油中溶解的特征气体进行测量和分析,作为电力部门的设备是否正常运行的重要依据。但离线的方法,由于其测量周期较长,脱气过程误差较大,测试方法影响因素多等问题,难以满足安全生产和状态检修的要求。因此,变压器油中多种故障气体的在线监测系统的应用就成为迫切的需求。
变压器油色谱在线监测装置就是根据电力用户的紧迫需求,针对变压器内部的过热和放电等故障所开发的监测设备,该设备弥补了离线测试周期长的不足,可以在线定时的长期监测油浸式变压器的运行状态,检测的结果及时上传到后台的监控系统。
公司经过十多年的不间断反复研究,结合其生产高压设备方面的专业优势,在综合研究国内外各种在线监测技术特点的基础上,应用目前先进的气相色谱分析和故障诊断技术,开发出领先水平的新型变压器油色谱在线监测装置。
新型变压器油色谱在线监测装置的组成分为三部分:变压器油中气体在线监测装置(简称装置)+后台监控系统+电缆等连接部件。
变压器油色谱在线监测装置是集控制、测量分析技术于一体的精密分析设备。整个系统分为油气分离,混合气体分离,数据分析处理,远程传输控制四大部分。设备可以测量反映变压器故障信息的七种特征气体——氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2),还可以根据客户的需要增加微水的监测。
变压器油色谱在线监测装置工作原理:系统首先进行充分的油循环,保证所取分析的油样能反映变压器内部的真实油样;变压器中油样通过充分的循环后再获取少量油样,进入油气分离装置,由真空装置抽取真空将特征气体与被检测油样分离,被分离后的特征气体进入色谱柱进行气体组分的分离,在载气的推动下经过气体传感器,将气体浓度值转换成的电压信号,此电压信号通过高精度A/D转换器转换成数字序列信号,并通过RS485通讯线上传到后台控制系统进行详尽的分析、存储和显示。
检测周期:最小2小时,最长检测周期任意设定;
数据存储:≥10年;
脱气方式:动态顶空;
报警设定:各气体浓度超限报警;
输出结果:氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)和总烃数值及其浓度谱图,三比值、大卫三角形等初步诊断结果、历史数据趋势图等,微水等按照客户需求选配;
通信方式: RS485,RJ45等;
通信协议: MODBUS、IEC61850等。
3、软件系统
变压器在线监测系统专门为变压器监测开发的一款功能强大、集成度高的自动化系统,总结了数百套工业自动化系统成功应用的基础之上,面向电力自动化和工业自动化当前及未来发展趋势,全新设计的新一代自动化应用平台。支持变压器油中气体、铁芯接地等多种状态量监测。实时记录及存储数据,同时可生成报表、曲线、谱图等关键分析模块,综合分析,采用多种分析模型及诊断方法,可对变压器进行全面故障预警与诊断。