變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
概述
實(shí)施電力變壓器故障診斷英嬉，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是菇。變壓器存在局部過熱或局部放電，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分烴類氣體（如CH4份肠、C2H6枣肚、C2H4、C2H2等）和其他氣體（如H2僧少、CO等）丐鸽。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)。
一直以來供撵，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判斷?油類電力設(shè)備的運(yùn)行狀況乏傀。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。但其操作過程復(fù)雜吝都，需要大量熟練的業(yè)人員進(jìn)行跟蹤檢測(cè)分析杆坪。另外，為了使氣相色譜能夠穩(wěn)定的工作鸿市，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）锯梁，從而導(dǎo)致較高的運(yùn)行管理費(fèi)用。隨著我國電力向大電網(wǎng)焰情，大機(jī)組陌凳，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)把握提出越來越高的技術(shù)要求合敦，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)方式初橘，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)行的可靠性充岛。
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)及中國電力行業(yè)變壓器油監(jiān)測(cè)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）為研發(fā)依據(jù)保檐，在傳統(tǒng)色譜分析技術(shù)基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷的研究和完善，嚴(yán)格以電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)及中國電力行業(yè)變壓器油監(jiān)測(cè)國家標(biāo)準(zhǔn)為試驗(yàn)研發(fā)依據(jù)崔梗，結(jié)合色譜分析技術(shù)新成果夜只，吸收國內(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)，研究開發(fā)的新一代油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置產(chǎn)品蒜魄∪雍ィ可同時(shí)進(jìn)行單氫、多組份盯辅、全組份油中溶解故障氣體的監(jiān)測(cè)：如氫氣(H2)摹跑、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)趴鹰、乙烷(C2H6)任咨、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)歧衡。自動(dòng)簇友、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，并通過故障診斷家系統(tǒng)早期預(yù)報(bào)設(shè)備故障隱患信息庸颂，避免設(shè)備事故肠豺，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。并通過對(duì)故障特性氣體的分析診斷扁钥，及時(shí)捕捉變壓器故障信息俐粪，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)生捐煤，減少重大損失褪秀，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薛训，電弧爐變壓器媒吗，電抗器以及互感器等油?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乙埃，實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)闸英。當(dāng)變壓器存在局部過熱或局部放電時(shí)，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分子烴類氣體（如CH4介袜、C2H6甫何、C2H4出吹、C2H2等）和其他氣體（如H2、CO辙喂、捶牢、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)巍耗。
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)秋麸，采用差壓泵吸方式將變壓器油吸入到油樣采集單元中，通過內(nèi)部油泵進(jìn)行油樣循環(huán)叁渣，在真空環(huán)境以及磁力攪拌作用下實(shí)現(xiàn)油氣快速分離玲装，通過冷阱技術(shù)除雜后谍潮，將故障特性氣體導(dǎo)入六通閥定量管溯侦。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，通過色譜柱對(duì)不同氣體具備不同的親和作用慷啊，將故障特性氣體依此分離况魔。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)某扑。數(shù)據(jù)采集器中心CPU對(duì)電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理奢赡、存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集器嵌入式工控機(jī)通過RS485通訊模式獲取本機(jī)日常監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)筐积。嵌入式數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理掷暇，分別計(jì)算出故障氣體各組份及總烴含量。再通過后臺(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)行綜合分析診斷珊求，實(shí)現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測(cè)分析层攀。同時(shí)數(shù)據(jù)采集器可就地輸出多路無源觸點(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)通過業(yè)的外置微水在線檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)赃阀，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)庫霎肯，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)榛斯。數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)用綜合分析與故障診斷軟件處理观游，實(shí)現(xiàn)報(bào)表、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析驮俗、故障診斷與報(bào)警懂缕、TCP/IP、GPRS等方式數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸與控制等系統(tǒng)功能王凑，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)裝置提佣。
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)荤崇、冷阱拌屏、載氣調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)潮针、溫度控制系統(tǒng)、油中特性故障氣體色譜檢測(cè)單元倚喂、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）每篷、通訊網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制與訪問軟件組建而成。
TOM-6000型系統(tǒng)是結(jié)合了本公司在電力色譜自動(dòng)全脫氣裝置運(yùn)行中近二十年的成功經(jīng)驗(yàn)笛吱，并總結(jié)國內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)搁蛤，傾心打造而成。該系統(tǒng)保持了我公司產(chǎn)品向來所具有的穩(wěn)定性途培、可靠性建搞、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢(shì)：
♦ 在線檢測(cè)H2、CO注欧、CO2祈岔、CH4、C2H4钙蕉、C2H2口纸、C2H6、H20(可選)的濃度及增長(zhǎng)率官孝；
♦ 定量清洗循環(huán)取樣方式努禽，真實(shí)地反應(yīng)變壓器油中溶解氣體狀態(tài)；
♦ 油氣分離安全可靠门俏，不污染丸匀，排放和不排放變壓器油可由用戶自己選擇；
♦ 采用用復(fù)合色譜柱危融，提高氣體組分的分離度畏铆；
♦ 采用進(jìn)口特制的檢測(cè)器 ，提高烴類氣體的檢測(cè)靈敏度专挪；
♦ 高穩(wěn)定性及志、高精度氣體檢測(cè)技術(shù)，誤差范圍為 ± 10%寨腔；
♦ 成熟可靠的通信方式速侈，采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸迫卢；
♦ 數(shù)據(jù)采集可靠性高倚搬，采用過采樣技術(shù)Δ－∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24位分辨率乾蛤，自動(dòng)校準(zhǔn)每界；
♦ 多樣的數(shù)據(jù)顯示及查詢方式，提供報(bào)表和趨勢(shì)圖家卖，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壽命為10年眨层；
♦ 環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)荷右，成功應(yīng)用于高寒、高溫捅硅、高濕度完簿、高海拔地區(qū)；
♦ 抗干擾性能高桅蕊，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標(biāo)準(zhǔn) 聚灸；
♦ 提供有兩報(bào)警功能，報(bào)警信號(hào)可遠(yuǎn)傳阅牛；
♦ 開放的數(shù)據(jù)庫朱鹤，可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng)；
此外秫痪，TOM-6000型系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)延杯，高性能嵌入式處理器的應(yīng)用使色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，并具有下列特點(diǎn)：
♦ 更快的分析周期元丈，小監(jiān)測(cè)周期為40-60分鐘坤乌，可由用戶自行設(shè)置喘建，推薦檢測(cè)周期為24小時(shí)檢測(cè)一次显驼；
♦ 油氣分離速度快，僅需10分鐘多鐘左右坯临，采用特殊的環(huán)境適應(yīng)技術(shù)焊唬，消除溫、濕度變化對(duì)氣體分配系數(shù)的影響看靠；
♦分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術(shù)赶促，消除回注變壓器本體的油樣中夾雜的氣泡，多層隔離式回注油（返油）技術(shù)挟炬，保證載氣不會(huì)帶進(jìn)變壓器本體中鸥滨；
♦ C2H2低檢測(cè)限可達(dá) 0.1-0.5 μ L/L ；
♦ 采用雙回路多模式恒溫控制谤祖，控溫精度達(dá) ± 0.1 ℃ 婿滓，設(shè)備配有自動(dòng)恒溫工業(yè)空調(diào)；
♦ 采用嵌入式處理器控制系統(tǒng)粥喜，將油氣分離凸主、數(shù)據(jù)采集、色譜分析额湘、濃度計(jì)算卿吐、數(shù)據(jù)報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體忘哼，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等情況疏悯，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性灸尾；
♦ 功能接口電路采用光耦隔離設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾性能歉冷；
♦ 采用以太網(wǎng)方式宅集，可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸炸穿、控制和參數(shù)設(shè)置拔灾；
♦ 加強(qiáng)系統(tǒng)故障診斷功能，提供改良三比值法暖鬓、大衛(wèi)三角法和立方體圖示法继锰，給出診斷結(jié)果 ；
♦ 加強(qiáng)系統(tǒng)自檢麸档，增加遠(yuǎn)程維護(hù)功能及窃，提供設(shè)備異常事件報(bào)警；
♦ 支持 61850通訊協(xié)議乃沙，提供同類監(jiān)測(cè)設(shè)備組網(wǎng)功能起趾，可實(shí)現(xiàn)某一區(qū)域的集中遠(yuǎn)程診斷；
♦ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用19”標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱和高集成模塊化設(shè)計(jì)警儒，結(jié)構(gòu)緊湊训裆，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，操作人性化蜀铲；
♦ 可擴(kuò)展性高边琉，可便捷的與其它監(jiān)測(cè)裝置集成；
♦ 無鋼瓶設(shè)計(jì)记劝，不需要每年更換載氣变姨，大大減少了售后維護(hù)量，并且沒有高壓容器在變壓器旁厌丑，設(shè)備安全性得到充分保障定欧，沒有任何安全隱患。
技術(shù)參數(shù)
| 序號(hào) | 技術(shù)參數(shù)名稱 | 提供值 | |
| 1 | 系統(tǒng)型號(hào) | TOM-6000 | |
| 2 | 工作環(huán)境溫度 | -40℃～＋70℃ | |
| 3 | 工作環(huán)境濕度 | 相對(duì)濕度5～95%（裝置內(nèi)部既無凝露怒竿，也不應(yīng)結(jié)冰） | |
| 4 | 大氣壓力 | 70kPa～110kPa | |
| 5 | 工作電源 | AC 220 V±10% 砍鸠， 50Hz | |
| 6 | 監(jiān)測(cè)組分 | H2、 CO愧口、 CO2武帚、 CH4、 C2H4幌瓦、 C2H2称海、 C2H6、H20（可選）等7種氣體組分及微水苫担、相對(duì)增長(zhǎng)率及增長(zhǎng)速度脓甘； 油中微水監(jiān)測(cè)可選 | |
| 7 | 分析診斷功能 | 通過改良三比值法辰丛、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷茅祠，并提供原始譜圖 | |
| 8 | 小檢測(cè)周期 | 40-60分鐘向酝，可由用戶自行設(shè)定，默認(rèn)24小時(shí) | |
| 9 | 取樣方式 | 循環(huán)取樣舒跌，安全真實(shí)地反應(yīng)變壓器中氣體成份 | |
| 10 | 油氣分離方式 | 真空全脫氣方式 | |
| 11 | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壽命 | ≥ 10 年 | |
| 12 | 配備載氣量 | 氣源發(fā)生器 | |
| 13 | 監(jiān)測(cè)氣體 | 測(cè)量范圍 | 低檢測(cè) |
| 1） | H2 | 2 ～ 2000 µ l/l | 2µ l/l |
| 2） | CO | 5 ～ 20000 µ l/l | 5 µ l/l |
| 3） | CH4 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 4） | C2H4 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 5） | C2H6 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1 -0.5µ l/l |
| 6） | C2H2 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 7） | C02 | 25 ～ 20000 µ l/l | 25 µ l/l |
| 8） | H2O（可選） | 1 ～ 800 µ l/l | |
| 9） | 總烴 | 1 ～ 8000 µ l/l | |
| 10） | 總含氣量（可選） | 0.2 ～ 15% | |
| 14 | 穩(wěn)定性（測(cè)量偏差） | 同一試驗(yàn)條件下對(duì)同一油樣的監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差不超過 ±5%（中等濃度） | |
| 15 | 靜電放電抗擾度 | 4 盖疾，± 8kV－± 15kV | |
| 16 | 電快速瞬變脈沖群抗擾度 | 4 ，± 4kV | |
| 17 | 浪涌（沖擊）抗擾度 | 4 概丢，± 4kV | |
| 18 | 耐地震能力：地震波為正弦波 持續(xù)時(shí)間：三個(gè)周波警沧，安全系數(shù) 1.67 | 地震烈度 9 度地區(qū)： 地面水平加速度 0.4g ，地面垂直加速度 0.2g | |
| 地震烈度 8 度地區(qū)： 地面水平加速度 0.25g 攻柠，地面垂直加速度 0.125g | |||
| 地震烈度 7 度地區(qū)： 地面水平加速度 0.2g 球订，地面垂直加速度 0.1g | |||
| 19 | 存儲(chǔ)運(yùn)輸限環(huán)境溫度 | -40 ℃ ～＋ 80 ℃ | |
| 20 | 外殼的防護(hù)性能 | 室外安裝部件（本系統(tǒng)和通訊控制單元） IP56 | |
| 21 | 外形尺寸 | 寬 535mm × 深 600mm × 高 1100mm | |
| 22 | 整機(jī)重量 | 125kg | |
更新時(shí)間：2024/1/17 14:57:22
