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《新型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中能電力科技開發(fā)公司新型變壓器在線監(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)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
2、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，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
3、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
4、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
5、化碳（CO2），除H2外，這些氣體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一般為
6、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）七種油中溶解的故障特征氣體以及油中水分（H2O）實施實時的在線連續(xù)檢測，且測量精度達到了實驗室氣相色譜的水平。H2C2H2C2H4CH4C2H6COCO2H2O最小測量值（ppm）1
7、0131205105%重復(fù)精度（+/-ppm）50.30.60.25253%測量范圍（ppm）10-20001-10003-15001-150020-15005-200010-80005-95%(2)、在線監(jiān)測故障氣體的同時，可接入其它外部傳感器信號，如：負荷電流、電壓、環(huán)境溫度、油箱頂部油溫，主油箱壓力釋放，瓦斯保護動作等，在后端進行綜合處理，以便對變壓器實施全面的管理與看護。（3）、管理可能存在潛在故障的變壓器，監(jiān)測故障演變，采取及時有效的防護措施，減少和避免非計劃停運時間，延長設(shè)備的使用年限。（4）、安裝方便、維護量少，不需要載氣，整體具備可移
8、動性，其功能相當于一個可移動的色譜分析實驗室。（5）、先進的溫度控制技術(shù)，通過內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)和加熱器，保證整
