新型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)

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1、中能電力科技開發(fā)公司莇蚇肅肇葿薀罿肆薁螆裊肅芁薈螁肅莃螄聿膄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁蒀螀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃羄芅莁蚈羀芄薃蒁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蕆螅羇芁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁肄莇蚆薄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀羈芀蟻羆肁莃袆袂肀蒅蠆螈聿薇蒂膇肈莇蚇肅肇葿薀罿肆薁螆裊肅芁薈螁肅莃螄聿膄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁蒀螀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃羄芅莁蚈羀芄薃蒁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蕆螅羇芁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁肄莇蚆薄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀羈芀蟻羆肁莃袆袂肀

2、蒅蠆螈聿薇蒂膇肈莇蚇肅肇葿薀罿肆薁螆裊肅芁薈螁肅莃螄聿膄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁蒀螀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖膈蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃羄芅莁蚈羀芄薃蒁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蕆螅羇芁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆肈莈蒄螁肄莇蚆薄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀羈芀蟻羆肁莃袆袂肀蒅蠆螈聿薇蒂膇肈莇蚇肅肇葿薀罿肆薁螆裊肅芁薈螁肅莃螄聿膄蒆薇羅膃薈螂袁膂羋薅螇膁蒀螀螃新型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)——法拉第TNU變壓器在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)1概述由于大型電力變壓器設(shè)計、制造、材料質(zhì)量和運行等諸多方面的原因，設(shè)備的惡性事故和故障時有發(fā)生，嚴重影響了電網(wǎng)

3、的安全穩(wěn)定運行(全國每年大約發(fā)生幾十起大型電力變壓器事故)。為確保變壓器類充油電力設(shè)備的安全運行，國內(nèi)外開發(fā)了許多的監(jiān)測方法，其中以利用氣相色譜法（DGA）檢測絕緣油中溶解氣體的含量，以此來判斷充油電力設(shè)備內(nèi)部故障的類型及嚴重程度的方法，在技術(shù)上非常成熟，成功地預(yù)防了很多變壓器的嚴重事故。絕緣油在熱和電的作用下，能分解出氫，一氧化碳、二氧化碳以及多種小分子烴類氣體，充油電力設(shè)備內(nèi)部故障的類型及其嚴重程度與這些氣體組分及產(chǎn)氣速率有著密切關(guān)系。目前，利用這一關(guān)系監(jiān)視充油電力設(shè)備的運行狀況，判斷充油電力設(shè)備內(nèi)部故障，

4、已成為電力系統(tǒng)對充油電力設(shè)備進行監(jiān)督，保證電網(wǎng)安全運行不可缺少的手段。利用絕緣油中溶解氣體氣相色譜分析（DGA），雖然成功地檢測出了許多充油設(shè)備的內(nèi)部故障，為電網(wǎng)的安全靠運行起到了積極作用，但是這項技術(shù)也存在著不足，每次檢測都必須經(jīng)過油樣采集——油樣運輸——油氣分離——色譜分析這樣一個過程，而每一個環(huán)節(jié)都存在著影響最終檢測結(jié)果的因素。同時氣相色譜要3個月以上，即使是縮短周期進行跟蹤，也不能夠?qū)崿F(xiàn)實時連續(xù)檢測，且易受外部干擾（如取樣方法不規(guī)范，脫氣率不高及其他操作誤差）。本文將介紹的法拉第TNU變壓器在線檢測與診

5、斷系統(tǒng)是一種新型的在線色譜檢測系統(tǒng)，它可以克服傳統(tǒng)氣相色譜分析及其它氣體檢測技術(shù)在應(yīng)用于在線檢測上的不足，實現(xiàn)真正的在線檢測、分析、診斷，為管理者提供及時、準確、連續(xù)的決策依據(jù)。2分析原理4中能電力科技開發(fā)公司法拉第系統(tǒng)的分析核心是傅里葉紅外變換（FTIR）技術(shù)，F(xiàn)TIR基于光的干涉原理，如下圖所示，待測氣體池置于邁克爾遜干涉光路中，動鏡移動時探測器上將得到強度不斷變化的干涉波。定鏡動鏡光源分束器氣體池探測器數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)背景干涉圖和樣品干涉圖經(jīng)傅里葉變換以后，可以得到背景單光譜和樣品單光譜，樣品透射光譜即為

6、上述兩光譜的比值。根據(jù)朗伯——比爾定律，吸光度A與樣品濃度c，吸收池光程長l，樣品吸收率a成正比，即A=acl。利用純樣品在選定的波數(shù)處建立吸光度值A(chǔ)相對于濃度c的校正曲線，然后根據(jù)待測樣品的吸光度可求解出未知組分的含量。為了準確復(fù)原光譜，F(xiàn)TIR光譜儀中都有一套激光干涉系統(tǒng)，采用激光干涉圖過零點采樣的辦法準確地對復(fù)雜光譜進行采樣。對判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障有價值的氣體：即氫氣（H2）、甲烷（CH4），乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2），除H2外，這些氣體

7、分子的基頻振動都應(yīng)落在中紅外區(qū)。且各種氣體都有獨立的吸收主峰，水的譜峰與各特征氣體的譜峰均沒有重疊。也就是說，使用FTIR譜儀原則上不僅可以測定除氫以外的所有故障氣體，而且可以同時測定水分。FTIR譜儀由紅外光源，干涉儀、氣體池、紅外探測器以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成。傳統(tǒng)的氣相色譜一般設(shè)置的采樣周期為3—12個月，在線氣相色譜可以做到24個小時采樣一次，緊急情況下最短時間間隔也需要2小時，而FTIR譜儀可以在30—60秒內(nèi)完成一次定量分析，所以其實時性接近于連續(xù)測量。4中能電力科技開發(fā)公司實驗室氣相色譜的允許誤差

8、一般為20%左右，基于氣相色譜的在線檢測儀還存在著受熱導(dǎo)池，載氣純度影響而導(dǎo)致對烴類氣體的最低檢測濃度高于警戒濃度的問題?，F(xiàn)在試驗和計算結(jié)果表明，在線FTIR的靈敏度已經(jīng)達到或超過了實驗室氣相色譜水平。1設(shè)備的功能與特點（1）、基于先進的測量原理，對變壓器油中氫氣（H2）、乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）七種油中