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、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，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㓎油類電力設(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)，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)，結(jié)合色譜分析技術(shù)新成果，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�？赏瑫r(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，避免設(shè)備事故，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，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、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)�故障特性氣體逐一進(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)，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，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)分離出來的故障氣體進(jìn)行吸附過濾，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法滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長時(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，徹底避免油氣對(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獨(dú)特的陶瓷硅芯片上，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。和其他非色譜檢測(cè)法對(duì)比，檢測(cè)器構(gòu)造簡單，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)過授權(quán)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及國家電力行業(yè)變壓器油檢測(cè)國家標(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)了一套獨(dú)特的通訊協(xié)議，數(shù)字化數(shù)據(jù)可有效、安全、長距離傳輸。

4、查詢方便：能方便查詢?cè)O(shè)備名稱、當(dāng)濃度數(shù)據(jù)、相對(duì)增長率、絕對(duì)增長率、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、全方位設(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，完全符合國家電網(wǎng)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授權(quán)的條件下瀏覽數(shù)據(jù)處理服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和有關(guān)系統(tǒng)信息。

更新時(shí)間：2024/8/15 9:26:14