变压器绝缘油中气体在线监测装置技术规范书

合集下载

变压器油中溶解气体在线监测说明书

变压器油中溶解气体在线监测说明书
序,简化了装置,使装置体积小、抗压力强、平衡快,更易于实现在线连续监测的 要求。 ·灵敏度:系统应用基于最新的微结构技术开发的高灵敏度检测器,检测灵敏度较高。 ·先进的脱气技术:由于采用高分子膜的透气技术进行油气分离,具有脱气效率高、 时间短、重复性好等优点,并可大大提高小浓度组分的分析精度。 ·分析周期短:仪器稳定后,短时间内即可完成、脱气、色谱分析全过程,可连续进 行监测。 ·全天候连续监测变压器油中溶解气体浓度及变化。 ·免维护,无须定期更换载气等易耗品,无须定期校正仪器。 ·全面的自检功能,随时可以发现装置本身的故障 ·现场数据具有掉电保存功能。 ·依照科学模型,计算出采样时油中溶解气体的浓度、日变化趋势和月变化趋势,能 周期性的显示当前测量结果 ·可按照用户设定的警报触发发条件,启动报警,并对警报的发生、处理、恢复过程 进行完整记录。 ·通过键盘,接受用户对装置运行参数的修改,提供用户浏览历史监测数据和当前运 行参数。 ·油中微水含量检测或水活性(选配) ·装置集成度高,可单独运行:装置集成了所有的数据采集、计算、故障报警等功能, 无需配置后台软件即可单独运行,实时监测变压器油中气体含量。 ·液晶显示及手动开关(或选配人体感应开关) 装置可以选配人体感应开关,只有在技术人员现场操作时,液晶自动点亮,大大延长 了液晶的使用寿命。经过一定时间如果没有技术人员操作,则液晶自动熄灭。装置配 有薄膜按键键盘,便于用户查询数据和设置参数。 ·先进灵活的通讯方式:系统支持无线(选配)和有线两种通信方式,实现了数据传 输、远程监视、测量及控制功能。无线数据传输通过 GPRS 无线网络,实时、方便,
2)检测方式:手动召唤数据和定时自动轮询功能。 3)自检功能:在远程监控中心,本公司能及时的了解设备的运行状态,达到了更
好地为变压器用户,尤其是非电力系统用户服务的目的。 4)设备报警管理:接收运行报警信号,提供报警功能,具有报警条件,产气速率

PASL-3000 激光光声光谱变压器油中气体在线监测系统

PASL-3000 激光光声光谱变压器油中气体在线监测系统

武汉豪迈光电科技有限公司在业界开创性地将半导体激光器技术及光声光谱技术结合并应用到智能电网领域,研发生产的PASL-3000激光光声光谱变压器油中气体在线监测系统,可实现在线检测变压器绝缘油中8种故障气体。

PASL-3000 激光光声光谱变压器油中气体在线监测系统涵盖了多项专利技术,国内首次实现了激光光源对变压器绝缘油故障气体的检测,该系统作为气相色谱法和传统光声光谱法的技术升级产品,不仅无需更换载气,无气体交叉干扰,更具有准确度高,稳定性好的优点,可以进一步提高主变初期缺陷发现率,降低变压器的故障率,并减少运维成本,从而提高变压器等主设备的安全运行水平,实现电网运行的提质增效。

其操作的方便性、维护的简便性及测量的高准确度收到用户的广泛好评。

PASL-3000 激光光声光谱变压器油中气体在线监测系统产品特点●领先的技术本监测设备将半导体激光器技术与光声光谱技术引用到全新领域,检测变压器油中气体,系统抗交叉干扰能力强,检测响应速度快,测量精度高,重复性好●全组分油中故障气体监测利用光声光谱分析检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2及微水共八种故障气体成分含量,还可扩展油中N2、O2成分含量测量●无需耗材、免维护设备运行不需要人员操作,运行过程中无需载气或者重新标定,不需要经常维护,节约运行成本●可靠脱气设备内置恒温真空脱气装置,脱气效率高速度快,对油样无污染●多油箱监测一台设备最多可以监测三个变压器的油箱,变压器阀门与设备之间的管道最长30米,通过油路转换开关分时切换进行检测●安装简便无需停电即可完成安装,减少客户的经济损失●远程终端显示设备支持Modbus、IEC61850协议,可提供远程终端显示,包括设备运行状态、实时测量数据、数据柱状分析图、趋势图、报表和预警提示●多种数据通讯,远程集中管理先进的远程集中管理套件可将多个监测设备的运行状态和测试数据汇总监控,提供完善的趋势分析和诊断结果。

变压器油中8种气体在线监测

变压器油中8种气体在线监测

变压器油中8种气体在线监测1.前言:在现代电力工业的设备运行和维护中,要求在电厂或电站运行的关键变压器特别是发现有异常的变压器上经常进行故障气体,微水含量,局部放电,绕组变形等多种项目的测量。

从这些结果中得到的科学信息是电力部门预计并控制安全服务和运行成本的诸多因素。

随着现代科技的快速发展以及微处理器的引入,在线监测仪器的发展速度正在稳步提高。

在线监测仪器的功能不断改善而价格在逐步下降,使智能化在线检测仪器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的分析和控制中心,在出现故障时不但能及时自动报警并可从多气体比值判断故障性质及类型,采取必要措施,更显示出了他的重要作用。

近年来在国外各大电力部门的应用已经证明,在线监测技术对电力设备的充分利用,提高效益,延长使用寿命以及降低运行维护费用方面都有极大的作用。

自1960年以来,世界电力工业广泛使用变压器油中多种故障气体的色谱分析及多比值,TD 图等判断方法为电力部门的安全高效运行提供重要依据。

但其测量周期较长,脱气误差较大以及耗时较多等问题,尚难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就成为迫切的需要。

由国家质量监督局颁布的最新国家标准“变压器油中溶解气体分析和判断导则”中指出了变压器绝缘油的产气原理是由于绝缘油和固体绝缘材料在电及热作用下的分解。

低能量放电故障促使最弱的C-H键断裂,主要重新化合成氢气,乙烯在高于甲烷和乙烷的温度下生成。

大量的乙炔是在电弧的弧道中产生。

标准定义了“对判断充油电器设备内部故障有价值的特征气体:即氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2),并说明氧气(O2)和氮气(N2),可作为辅助判断指标。

因此对包含氧气(O2)在内的8种故障气体进行在线监测才能符合中国国家标准的要求,进一步监测氮气(N2)是国际新发展方向。

变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范-(终稿)

变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范-(终稿)

变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范1范围本规范规定了变压器局部放电(特高频法)在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。

本规范适用于变压器局部放电(特高频法)在线监测装置。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 7261 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分:总则与定义GB/T 11287 电气继电器量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验GB 2423 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法GB 4208 外壳防护等级(IP代码)GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术DL/T 860 变电站通信网络和系统GB7354 局部放电测量GB/T16927 高电压试验技术3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。

3.1特高频法(ultra high frequency(UHF))指采用特定的传感器检测局部放电在特高频频段(300~1500MHz)所产生电磁波信号的方法。

3.2最小可测放电量在检定环境下针对特定典型的局部放电类型所能检出的最小放电量q min(pC)。

为了得到明确的测量结果,q min的测量幅值至少应为背景幅值的2倍。

4技术要求4.1通用技术要求在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。

4.1.1一致性功能应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线,采用统一的通信协议和数据格式,应具备时间同步功能。

上传数据应遵循DL/T 860通信协议。

在线监测装置传输的数据内容和方式,以及进行数据建模时应遵循的原则见附录A。

电力变压器油中溶解气体在线监测技术

电力变压器油中溶解气体在线监测技术

线监 测 ,首 先 需 要 将气 体 从 油 中分 离 出来 ,这 也 是变 压器 油 中溶 解气 体 在 线 监 测 技 术 的关 键 ,通 常利 用 高分 子膜 分 离 法 将溶 解 于油 中 的气 体 分 离
出来 。
2 产 生 气 体 的原 因
1 空 气 的溶 解 :空 气 对 油 的 溶 解 ,主 要 产 ) 生气 体成 份是 氧 和氮 ,还有 二氧 化碳 和 氢气 等 。 2 正常运 行 下 产 生 的气 体 :正 常 运 行 中 的 ) 变压 器 内部绝 缘油 和 固体绝缘 材 料 由于 受到
条 件 ,改善 进 风 的 均 匀性 ,改 善省 煤 器 及 空 气 预
2 制粉 系统 改 造 :改 造 粗 粉 分 离 器 提 高 粗 ) 粉分 离 器 的分离 效率 ,减 少 回粉 量 ,同时 降 低 粗
粉分 离 器阻力 。 同时改 造 粗 粉 分 离 器 的 顶 盖 ,改 善分 离器 出 1 的 出气 条 件 。增 加 细 粉 分 离 器 筒 径 : 3 以降 低其 阻力 ,优 化细 粉 分 离 器 内部 结 构 以提 高
体和 碳 的氧化 物等 。
表 1 故 障 将导 致 变压 器 内 部分 解 产 生 的 气 体


图 1 特 征 气 体 析 出
3 数 据处 理 与 诊 断单 元 :通 过 色 谱 柱 依 次 ) 分 离 出的特 征 气 体 的体 积分 数 ,在 数据 处理 与诊 断单元 分 别被 转 化 为 电信 号 ,A D转 换 器 将 电信 / 号 又转换 为数 字信 号上 传 到 专 业 管理 部 门的 专 家
2 特征气 体 检 测 单 元 :从 油 中分 离 的 混 合 )
气 体 通过 色谱 柱 分离 出特 征气 体 。如下 图 l

变压器在线监测装置

变压器在线监测装置

变压器在线监测装置我厂2×1000MW机组2组主变(2x3台单相变)及2台三相一体式起备变变压器配置美国Serveron公司生产的变压器在线监测装置的描述。

在该系统装置中,对变压器油中故障气体(TM8)、微水(TMM)、高压套管(TMB)进行在线监测及后台控制,并通过接口与DCS 连接。

1、TM8/TMM变压器在线监测装置工作原理TM8/TMM变压器在线监测装置是通过油中溶解气体分析(Dissolved Gases Analysis,简称DGA)来对油浸电力设备进行监测。

因能够及时发现变压器内部存在的早期故障,在以往的运行维护中消除了不少事故隐患。

其工作原理是:TM8/TMM通过一台泵来实现变压器油以大约250ml/m的流量在变压器和在线监测仪的萃取系统间循环。

萃取过程不消耗变压器油。

油气分离装置气体侧有一个气密的空间,与油侧的油中气体达到自然平衡。

经过一个典型的4小时采样间隔,大约有60升油穿过了萃取系统,萃取系统中显示的气压反映了变压器中溶解气体的全部气压。

在获得气样后用载气通过色谱柱后,通过TCD获得气体的具体含量。

在色谱柱热区,通过加热的方式使其温度一直保持在73 C。

这样能够使测量准确稳定。

TM8/TMM带有自校验系统,能够自动或人为进行校验。

TM8/TMM共测量8种故障气体及微水,包括氢气,甲烷,乙炔,乙烯,乙烷,一氧化碳,二氧化碳和氧气。

TM8也能对氮气及总烃报数,是唯一全面符合中国标准的DGA。

2、TMB容性设备绝缘在线监测系统工作原理TMB容性设备绝缘在线监测系统,对电流互感器(CT)、套管(Bushing)、耦合电容器(OY)以及电压互感器(PY)、CVT等进行在线监测,能够发现套管存在的绝缘问题。

本系统利用高灵敏度电流传感器,不失真的采集电力设备末屏对地的电流信号,同时从相应的PT取得电压信号,通过对数字信号的运算和处理,得出介质损耗和电容量等信息。

最终利用专家系统,全方位的分析、判定、预测电气设备绝缘系统的运行状况。

TROM变压器油色谱在线监测系统使用说明书

TROM变压器油色谱在线监测系统使用说明书

目录与思源电气联系 (3)TROM-600HW变压器油色谱在线监测系统使用说明书 (4)一、产品型号说明 (4)二、产品介绍 (4)三、技术指标 (6)3.1功能指标: (6)3.2检测指标: (6)3.3外形参数: (6)3.4环境要求: (7)3.5系统配置: (7)四、设备安装 (7)4.1安装前的准备工作 (7)4.2货物检查 (8)4.3发货清单(标准配置) (8)4.4仪器安装 (8)五、电缆连接 (9)5.1供电电源的连接 (9)5.2通讯电缆的连接 (10)六、载气连接 (11)6.1载气要求 (11)6.2载气压力调整 (11)6.3气路系统漏气检查 (11)七、调试 (11)7.1系统初步检查 (11)7.2载气压力检查 (12)7.3电源检查 (12)八、设备维护 (12)8.1日常维护 (12)8.2报警维护 (12)8.3报警方式 (12)8.4停机维护 (12)8.5其他问题 (13)九、注意事项 (13)十、通讯电缆要求 (13)十一、其他标准 (13)十二、氮气标准 (14)12.1范围 (14)12.2引用标准 (14)12.3技术要求 (14)十三、TROM-600HW系统图 (15)TROM-600HW变压器油色谱在线监测系统软件使用说明书 (16)一、TROM-600HW变压器油色谱在线监测系统软件的安装部署 (17)1.1程序安装 (17)1.2程序运行 (17)二、TROM-600HW变压器油色谱在线监测系统软件使用说明 (18)2.1通讯服务软件 (18)2.2 Web应用服务软件 (19)与思源电气联系产品支持有关使用思源电气股份有限公司产品TROM-600HW变压器油色谱在线监测系统的问题,可以通过以下方式联系思源公司电话: 86-(0)21-传真: 86-(0)21-64420808邮箱:服务热线: 86-(0)21-64894700北京时间周一至周五上午8时至下午5时移动电话: 86-(0)时间:每天24小时,全年无休服务支持请与思源电气产品供应商或销售中心联系。

变压器绝缘油中气体的监测

变压器绝缘油中气体的监测

起 放 电。 征气体 以 cH:H 为 主 , 特 、: 因故障能 量小 , 一般总 烃
含量 不 高 。 局部 放 电 。 ③ 随放 电能 量 密度 不 同而 异 , 般 总 一
烃 含量 不高 , 主要成 分 是 H , 次是 C , 常 H 占氢烃 的 其 H4通 2
分析 , 专家 系 统软 件 进 行 故 障 判 断 , 服 了 常规 的 离线 按 克 的变 压器 油色谱 分析 方法 操作 复杂 、 测周 期长 、 测人 为 检 检
农业 工程 学
现代农 业科技
21 0 0年第 2 4期
变压器 绝缘 油 中气体 的监测
李晓虹
( 宁 省 电 力有 限 公 司辽 阳供 电公 司 弓长 岭 供 电 分公 司 , 宁 辽 阳 1 10 ) 辽 辽 10 8
摘 要 阐 述 了 变压 器 绝 缘 油 中 气 体 的 监 测 , 绍 了 变 压 器 不 同 内部 故 障 所 产 生 的 特 征 气 体 和 气 体 在 线 监 测 装 置 工 作 原 理 , 为 用 户 介 以
或放 电故 障又会 加快 产气 的速 率 。 随着 故障 的缓慢 发展 , 裂 解 出来 的气 体 形成 气泡 , 油 中经 过对 流 、 散 作用 , 在 扩 就会
不断 地溶解 在 油中 。 同一 类性 质 的故障 , 产生 的气体 组 分 其
C ②火 花放 电 。 H。 常发 生在 以下情 况 : 引线或 套管 储油柜 对
防 性 试验 为基 础 的预 防性 维 护 , 且 相继 都在 研 究 以在 线 而
监 测 为 基 础 的 预 知 性 维 护 策 略 , 便 实 时 或 定 时 在 线 监 测 以
含 量 , 于及 早发 现 充油 电力设 备 内部 存在 的潜伏 性 故 障 对 具 有非 常重 要 的意义 。 压器 内部 故障方 式主 要是 机械 性 、 变 热 性和 电性 3种 类型 , 又以后 2种 为主 , 机械 性故 障 常 而 且

变压器油色谱在线监测

变压器油色谱在线监测

变压器油色谱在线监测摘要:随着智能化变电站发展,油色谱在线监测装置在电力系统中得到了越来越广泛的应用。

如何对油色谱在线监测装置进行维护以延长其正常使用寿命,是电力行业部门关注的一个新问题。

抛去装置的硬件设计及加工工艺,油色谱在线监测装置的寿命主要与色谱柱,检测器以及消耗性载气的使用寿命有关。

本文分析了变压器油色谱在线监测内容。

关键词:变压器;油色谱;在线监测;变压器绝缘油中的特征气体组分含量与变压器内部故障的严重程度关系密切,技术人员一直采用实验室油色谱分析监控变压器的健康状况,但是该方法存在人为误差、试验周期较长、费用相对较高、无法发现突发性设备故障、无法实时监控设备故障发展趋势等缺点,而变压器油色谱在线监测系统可解决上述问题。

一、现状1.载气管理。

变压器油色谱在线监测系统所使用的载气多为高纯氮气,一般使用高纯氮气瓶作为载气源。

钢瓶中的氮气量是有限的,使用一段时间之后就会发生高纯氮气用完或欠压无法进行检测的情况,虽然有载气压力指示,但是等载气压力指示欠压再联系厂家更换气瓶需要较长时间,在线监测系统监测功能的连续性就无法保证。

变压器油色谱在线监测系统每次检测所消耗的高纯氮气量基本相同(排除漏气的情况),而高纯氮气瓶所含气量也是一定的,可以通过简单计算估计一瓶高纯氮气可以使用的时间,准确记录气瓶更换时间,在高纯氮气用完之前提前1~2 周更换气瓶,从而保证系统连续稳定运行。

在变电所场地允许的情况下,可以考虑采用大容量的高纯氮气瓶,以减少气瓶的更换次数。

此外,实验室使用的高纯氮气发生器对使用环境要求较高,经常需要维护,不太适合变电所现场使用。

2.仪器标定。

在线与离线色谱仪都需要定期标定,常采用外标法,通过注入一定量已知各组分含量的标准气,通过各组分的保留时间定性、图谱中各组分峰面积定量的标定方法。

离线色谱仪每次开机都需要标定,如果长时间不标定会影响检测数据的准确性,尤其在更换载气瓶之后必须标定,否则数据偏差会相当大。

变压器油中溶解气体在线监测装置到货抽检技术标准(多组份)

变压器油中溶解气体在线监测装置到货抽检技术标准(多组份)

中国南方电网faaaCHINASOUTHERNPOWERGRID贵州电网有限责任公司变压器油中溶解气体在线监测装置(多组份)到货抽检技术标准庐©w后总@[RD©贵州电网有限责任公司二0一五年六月⅞中国南方电网CHINASOuyXEHX-OWE穴G-IO目录1、适用范围 (4)2、规范性引用文件 (4)3、工作内容和方法 (5)3.1 抽检原则 (5)3.2 抽样方式 (5)3.3 质量判别依据 (5)3.4 判定原则 (5)3.5 评价标准 (6)4、试验前准备 (8)4.1 实验附件 (8)4.2 测试设备 (8)5、试验项目及方案 (8)5.1 外观检查 (8)5.2 基本功能检验 (8)5.3 通讯及一致性检验 (8)5.4 测量误差试验 (8)5.5 测量重复性试验 (8)5.6 最小检测周期验证 (8)5.7 系统通讯规约测试 (8)根据贵州电网有限责任公司品控标准体系建设要求,为规范公司变压器油中溶解气体在线监测装置到货抽检标准和要求,指导公司到货抽检工作的开展,依据国家和行业相关标准及公司采购技术标准、技术协议,特制定本标准。

本标准由贵州电网有限责任公司物资部提出、归口管理,并负责滚动修编和解释。

本标准起草单位:本标准主要起草人:本标准自发布之日起实施。

执行中的问题和意见,请及时反馈至贵州电网有限责任公司物资部。

贵州电网有限责任公司变压器油中溶解气体在线监测装置(多组份)到货抽检技术标准1、适用范围本标准适用于贵州曳闻公司采购的变压器油中溶解气体在线监测装置(多组份)的到货抽检工作。

2、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T17623D1√F722--------- 变压器油中溶解气体分析和判断导则南方电网公司变电设备在线监测装置通用技术规范南方电网公司变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范D1/T860.6变电站通信网络和系统…第6部分:H变电站有关的IED的通信配置描述语言D1/T860.71变电站通信网络和系统第∙71部分1变电⅜⅛和线路E馈线》设备的基本通信结构一原理和模型D1/T860.72变电站通信网络和系统…第•72部分T-变电站和线路(馈线J设备的基本通信结构一抽象通信服务接口(ACS1)D1/T860.73变电站通信网络和系统第73部分;变电站和线路(馈线,设备基本通信结构一公用公共数据类D1/T860.74变电站通信网络和系统第74部分:变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构一兼容的逻辑节点类和数据类D1/T860.81变电站通信网络和系统第81部分:恃定通信服务映射(SCSM)映射-到-MMS(ISO/IEC9506第1部分和第2•部分AD1/T860.91变电站通信网络和系统∙-第”91部分1特定通信服务映射(SCSM)通过单向多路点对点串行通信链路的采样值D1/T860.92变电站通信网•络和系统…第92部分1特定通信服务映射(SCSM)⅞中国南方电网CHINASOUTHERNPOWERGRIO 通过ISO/IEC∙88O2-3GB∕T∙15629.3的采样值D1/T860.10变电站通信网络和系统第10部分:一致性测试GBZT17623 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法;D1/T722 变压器油中溶解气体分析和判断导则D1/T860.6 变电站通信网络和系统第6部分:与变电站有关的IED的通信配皆描述语言D1/T860.10 变电站通信网络和系统第10部分:一致性测试D1/T860.71 变电站通信网络和系统第7-1部分:变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构一原理和模型D1/T860.72 变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构一抽象通信服务接口(ACSDD1/T860.73 变电站通信网络和系统第7-3部分:变电站和线路(馈线)设备基本通信结构一公用公共数据类D1/T860.74 变电站通信网络和系统第7-4部分:变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构一兼容的逻辑节点类和数据类D1/T860.81 变电站通信网络和系统第8-1部分:特定通信服务映射(SCSM)映射到MMS(ISo/IEC9506第1部分和第2部分)D1/T860.91 变电站通信网络和系统第9-1部分:特定通信服务映射(SCSM)-通过单向多路点对点串行通信链路的采样值D1/T860.92 变电站通信网络和系统第9-2部分:特定通信服务映射(SCSM)-通过ISO/IEC8802-3GB/T15629.3的采样值南方电网公司变电设备在线监测装置通用技术规范南方电网公司变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范3、工作内容和方法3.1 抽检原则3.1.1 全年到货抽检范围覆盖所有供货供应商及所有供货型号。

特高压变压器油中溶解气体在线监测技术概述

特高压变压器油中溶解气体在线监测技术概述

文章编号:1004-289X(2022)04-0001-05基金项目:大型电力变压器局部放电检测手段的提升(B72371220001)特高压变压器油中溶解气体在线监测技术概述赵振喜1ꎬ陈诚2ꎬ王敬一2ꎬ王朝辉3ꎬ郭玉福3ꎬ崔文东3(1.国网吉林省电力有限公司ꎬ吉林㊀长春㊀130028ꎻ2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司ꎬ湖北㊀武汉㊀430000ꎻ3.国网吉林省电力有限公司建设分公司ꎬ吉林㊀长春㊀130012)摘㊀要:本文首先概述了变压器油中溶解气体检测的技术原理和在线监测装置的必要性ꎬ而后梳理了应用于国网特高压的几种主流的油气分离㊁气体组分分离以及气体检测技术ꎮ油气分离技术主要有真空脱气法㊁动态顶空脱气法以及膜分离法ꎬ组分分离技术主要采用毛细管色谱柱和填充柱ꎬ气体检测技术主要采用半导体气敏传感器㊁热导检测器以及光声光谱检测器ꎮ最后具体对比分析了这些技术的优缺点ꎬ为变压器油中溶解气体在线监测装置的选型选配提供一定的参考ꎬ同时为油中溶解气体在线监测技术的研究方向提供一定的思路ꎮ关键词:油中溶解气体ꎻ在线监测ꎻ油气分离技术ꎻ气体组分分离技术ꎻ气体检测技术中图分类号:TM93㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:BOverviewofon ̄lineMonitoringTechnologyforDissolvedGasinUHVTransformerOilZHAOZhen ̄xi1ꎬCHENCheng2ꎬWANGJing ̄yi2ꎬWANGZhao ̄hui3ꎬGUOYu ̄fu3ꎬCUIWen ̄dong3(1.StateGridJilinElectricPowerCompanyLimitedꎬChangchun130028ꎬChinaꎻ2.WuhanNanruiLimitedLiabilityCompanyofStateGridElectricPowerResearchInstituteꎬWuhan430000ꎬChinaꎻ3.ConstructionBranchCompanyofStateGridJilinElectricPowerSupplyCompanyLimitedꎬChangchun130012ꎬChina)Abstract:Thispaperfirstsummarizesthetheoryofdissolvedgasdetectionintransformeroilandthenecessityofon ̄linemonitoringdeviceꎬandthensortsoutseveralmainstreamoilandgasseparationtechnologyꎬgascomponentseparationtechnologyandgasdetectiontechnologyappliedinUHVofthestategrid.Oilandgasseparationtechnol ̄ogymainlyincludevacuumdegassingꎬdynamicheadspacedegassingandmembraneseparation.Theseparationtech ̄nologymainlyusescapillarycolumnandpackedcolumn.Gasdetectiontechnologymainlyusessemiconductorgassensorꎬthermalconductivitydetectorandphotoacousticdetector.Finallyꎬtheadvantagesanddisadvantagesofthesetechnologiesarecomparedandanalyzedindetailꎬwhichprovidessomereferencesfortheselectionofon ̄linemoni ̄toringdeviceofdissolvedgasintransformeroilandsomeideasfortheresearchdirectionofon ̄linemonitoringtech ̄nologyofdissolvedgasinoil.Keywords:dissolvedgasinoilꎻonlinemonitoringꎻoilandgasseparationtechnologyꎻgascomponentseparationtechnologyꎻgasdetectiontechnology1㊀引言变压器作为电网系统中最核心的设备ꎬ其运行性能直接影响了给供电可靠性与电能质量ꎮ变压器在运行中ꎬ尤其是在特高压领域ꎬ常面临交直流及其复合电场谐波含量高㊁工作负荷高等情况ꎬ对设备性能以及安全运行要求严格ꎮ随着大量特高压交直流工程的建成投运ꎬ在运的变压器数量急剧增加ꎬ设备的运维压力日益凸显[1]ꎮ近几年来ꎬ国网公司出现多起变压器运行事故ꎬ例如ꎬ2018年ʃ800kV天山换流站的极I高端Y/D-B相换流变和ʃ800kV宜宾换流站的极Ⅱ低端Y/Y-A相换流变均因运行故障造成设备烧损ꎻ2019年ʃ1100kV昌吉换流站的极I高端Y/D-C相换流变和ʃ800kV沂南换流站极II低端Y/Y-C相换流变压器因着火造成设备烧损ꎮ㊀㊀因此需要通过监控变压器运行时内部主部件的放电㊁过热等运行状况来实现设备潜在故障的提前预警ꎮ油中溶解气体检测技术是目前判断变压器运行状态最常见的技术手段ꎬ其原理是放电以及过热会导致油箱内绝缘油以及碳基材料的分解ꎬ其中绝缘油的主要成分是碳氢化合物ꎬ含有CH∗㊁CH2∗㊁CH3∗化学基团ꎬ并由C C键键合ꎮ局部放电以及过热可使部分C C键和C H键断裂ꎬ而后断裂产生的自由化学基团由于极度不稳定ꎬ根据 体系自由能越低ꎬ系统越稳定 原理ꎬ迅速化合生成稳定的氢气和低分子烃类气体ꎬ如CH4㊁C2H2等ꎬ并溶解于油中[2-3]ꎮ不同故障类型所产生的气体如表1所示ꎬ故障类型对应特征气体含量的具体判据则需根据变压器的电压等级与现场运检需求确定ꎬ其中ꎬ氢气和乙炔是变压器监测预警中最重要的两种关键特征气体ꎬ从表中可以看出ꎬ氢气含量的超标代表了变压器处于异常状态(温度过高)ꎬ乙炔的超标代表了变压器处于危险状态(放电与火花)ꎮ在特高压变电领域ꎬ依据2021年2月中国电科院在«1100kV变压器套管油色谱排查建议方案(试行)»规定ꎬ氢气含量的报警注意值为100ppmꎬ乙炔含量的报警注意值为0 5ppmꎮ㊀㊀目前ꎬ国内外已普遍应用变压器油中溶解气体在线监测装置ꎬ相对离线检测的方法ꎬ有着如下的优势:㊀㊀(1)有效减少了人为操作的误差ꎮ在线监测装置控制系统由计算机全智能实现ꎬ全套监测过程包含进油㊁出油㊁油气分离ꎬ气体检测等过程均由自动化程序控制完成ꎬ减少了人为操作的误差ꎮ表1㊀不同故障类型所产生的气体故障类型气体成分H2COCO2CH4C2H2C2H4C2H6油过热次无无主无主次油纸过热次主主主无主次局部放电主主次主主无次火花放电主无无无主无无油中电弧放电主无无次主次次油纸电弧放电主主主次主次次受潮或油有气泡主无无无无无无㊀㊀注:主㊁次㊁无分别代表主要㊁次要㊁无关气体成分㊀㊀(2)实现设备运行工况实时监测ꎮ即在线监测装置具备实时监测分析油中溶解气体以及数据上传功能ꎮ目前国家电网公司特高压变电站内的油中溶解气体在线监测装置设定为4个小时一次的检测周期(大部分装置可以设置更短的检测周期)ꎬ解决了离线检测无法及时发现变压器突发故障的问题ꎮ㊀㊀(3)监测数据可以反馈主设备运行状态趋势ꎬ实现故障预警ꎮ在线监测数据量大ꎬ且在时间维度上呈现规律变化ꎬ监测的数据结果不仅能够反映出变压器当前的油中溶解气体含量ꎬ判定当前变压器运行状态ꎬ同时可根据数据随时间发展的规律与趋势ꎬ结合专家诊断算法ꎬ判断变压器的运行趋势ꎬ实现变压器健康度实时评价ꎬ提前发现变压器的潜在故障ꎮ㊀㊀(4)减少人力资源ꎬ节省检修成本ꎮ以国家电网公司为例ꎬ特高压变电站均建在偏远地带ꎬ路途遥远ꎬ交通极其不便利ꎬ每次离线试验均需花费人力物力前往现场取油样返回实验室ꎬ且只能在停电检修时才能操作取油ꎮ在线监测装置解决了上述难题ꎬ实现在线监测数据快速回传到数据平台ꎮ2㊀关键技术㊀㊀变压器油中溶解气体在线监测系统主要包括油气分离技术㊁混合气体组分分离技术以及气体检测技术[4]ꎮ㊀㊀检测流程如图1所示ꎬ系统通过油循环单元ꎬ采集变压器的油样ꎬ将油样导入油气分离单元ꎬ得到分离出来的各种特征气体ꎬ对于气相色谱原理的检测方法ꎬ还需要通过混合气体组分分离单元得到各组分的气体ꎬ然后使用传感器进行检测和采集ꎬ最后把检测的数据上传到数据分析平台进行数据统计㊁分析和故障研判[5]ꎮ图1㊀变压器油中溶解气体在线监测系统检测流程图2 1㊀油气分离技术㊀㊀油气分离技术指的是通过一定的技术手段ꎬ将特征故障气体从绝缘油中分离ꎮ目前ꎬ虽然已有团队研究直接从油中测量溶解气体的技术ꎬ并取得了一定的成果ꎬ但是仅处于实验室实验阶段ꎬ相关的制作工艺尚不成熟ꎬ测量准确性与可靠性低ꎬ无法应用于在线监测[6-10]ꎮ㊀㊀因此在线监测装置必须先将气体从油中分离才可进行测量ꎮ目前国网公司在运的在线监测装置配套的油气分离技术主要有:真空脱气法㊁动态顶空脱气法㊁膜分离法ꎬ其中以真空脱气法㊁动态顶空脱气法居多ꎮ在国外ꎬ膜分离法占有更高的比例[4]ꎮ㊀㊀真空脱气装置由搅拌器㊁活塞泵㊁脱气室㊁集气室和真空泵等单元构成ꎮ真空脱气装置的结构如图2所示ꎮ首先将油样注入密封的脱气室内ꎬ通过液相上方真空抽离作用ꎬ使油中溶解气体析出ꎬ同时搅拌液相加速气体析出过程ꎬ再通过活塞泵将气体推入集气室ꎬ压缩机带动真空泵与活塞泵对脱气室反复抽送ꎬ实现脱气㊁送气㊁集气反复循环ꎬ最终真空脱气法能达到95%以上的脱气率ꎬ重复性高[11]ꎮ目前真空脱气法存在的问题ꎬ一是脱气流程的周期较长ꎻ二是设备维护要求较高ꎬ尤其是脱气室的密封性一定要保障ꎻ三是装置故障率相对偏高ꎬ主要是真空脱气压缩机故障率偏高ꎮ㊀㊀动态顶空脱气法是基于溶解平衡原理的部分脱气法ꎬ在气体分子的热运动并不断扩散的过程ꎬ通过向定容量的绝缘油中鼓入一定量的空气或氮气ꎬ促使绝缘油内形成鼓泡ꎬ气体分子从油中逸出ꎬ加速油中的溶解气体在气液两相之间建立动态平衡ꎬ根据溶解平衡原理ꎬ当气液两相达到动态平衡后其浓度比例保持一定ꎬ因此可根据已分离出的平衡气体浓度按比例换算得到绝缘油中溶解气体的初始浓度[12]ꎮ顶空脱气法装置结构简单ꎬ脱气速率较快ꎬ但是由于是部分脱气法ꎬ在溶解气体浓度很低的情况下ꎬ对分析仪器的灵敏度有较高的要求ꎮ顶空脱气装置的结构如图3所示ꎮ图2㊀真空脱气原理图图3㊀动态顶空脱气原理图㊀㊀膜分离法同样是基于溶解平衡原理的油气分离技术ꎬ利用渗透膜的选择透过性特征ꎬ渗透膜会阻拦油分子(液相)而使气体分子(气相)自由通过ꎬ膜处于变压器绝缘油和气室之间ꎬ油气分离的过程如图4所示ꎬ绝缘油中的溶解的气体分子由于热运动会接触渗透膜表面ꎬ由于气体分子小于膜表面的分子孔隙ꎬ会逐渐透过分子筛ꎬ其渗透速度与溶解气体的浓度成正比ꎬ气体分子在布朗运动作用下ꎬ自发的从高化学势(高浓度)区域向低化学势(低浓度)区域逐渐扩散ꎬ最终达到平衡状态ꎬ最终气室内的气体浓度维持定量ꎮ膜分离法结构简单ꎬ并且不耗费变压器油液ꎮ但膜分离法中膜的分离机理依靠分子的热运动进行ꎬ即自由扩散ꎬ气室内的气体浓度和油中溶解气体浓度达到动态平衡至少需要十几小时ꎬ响应时间太长导致无法及时发现故障ꎬ并且不同气体的膜分离平衡时间具有很大差异ꎬ例如乙烯达到平衡的时间要比氢气久的多(乙烯分子半径明显大于氢气导致渗透过程漫长)[13]ꎮ因此一旦变压器运行状态改变ꎬ油中溶解气体浓度比例随之改变ꎬ监测装置由于平衡时间的差异无法及时同步ꎬ则会导致误判ꎮ同时渗透膜的保养维护也是一大问题ꎬ一方面需要考虑到膜的机械强度ꎬ另一方面一定要保障气室的气密性ꎮ图4㊀膜分离法脱气原理图2 2㊀混合气体组分分离技术㊀㊀混合气体组分分离技术主要是配合气相色谱检测方法ꎬ光声光谱法不需要做组分分离ꎮ目前主要的气相色谱组分分离方法是通过色谱柱实现的ꎮ色谱柱分为固定相和流动相ꎬ固定相是吸附剂ꎬ要求不与组分发生任何化学反应ꎬ组分也不会物理溶解于吸附剂ꎬ即吸附是可逆的ꎬ常用的吸附剂为氧化铝㊁硅胶㊁活性炭等[14]ꎻ流动相是洗脱剂ꎬ一般是使用惰性气体或者廉价易制备的氮气ꎬ作用是引导组分气体通过吸附剂的筛选ꎮ各气体组分经油气分离后进入色谱柱ꎬ吸附剂对各气体组分产生不同程度的吸附作用ꎬ导致各气体组分在柱中的脱附与流动速度产生差异ꎬ因此不同气体组分在时间上会依次流出色谱柱ꎬ实现气体组分分离[15]ꎮ㊀㊀色谱柱一般分为毛细管柱和填充柱两大类ꎬ其结构和组分分离效率也不尽相同ꎮ首先在外观上ꎬ毛细管柱的外直径在1~2mm之间ꎬ内直径在1mm以内ꎬ而填充柱外直径约5~7mmꎬ内径约3~5mmꎬ毛细管柱的长度要远长于填充柱ꎻ接着是材料不同ꎬ毛细管柱一般是甲基硅氧烷聚合物ꎬ具有韧性ꎬ可盘成环形排列形状ꎬ填充柱一般是不锈钢或玻璃ꎬ没有韧性ꎻ最后是组分分离效率不同ꎬ毛细管柱效率高ꎬ分离效果优于填充柱ꎮ2 3㊀气体检测技术㊀㊀油气分离与组分分离完成后ꎬ则由气体传感器定量检测出各种特征气体含量ꎮ气体传感器的原理是利用物理或者化学反应测量出特征气体的种类与浓度ꎬ并将物理化学信号转化为电信号输出ꎮ按照原理分类ꎬ应用于电力行业离线检测与在线监测的传感器有半导体气敏传感器㊁催化燃烧气敏传感器㊁光离子气敏传感器㊁光纤气敏传感器㊁热导检测器㊁氢火焰离子化检测器等ꎮ国家电网公司特高压油中溶解气体在线监测体系气体检测主要采用半导体气敏传感器㊁热导检测器以及光声光谱检测技术ꎮ㊀㊀热导检测器是气相色谱法最早且应用最广的检测手段ꎬ其原理是利用了不同气体具有不同的导热率ꎮ如图5所示ꎬ在热导池中设置有温度恒定的热源对电热丝持续加热ꎬ使得电热丝阻值维持平衡ꎮ当测量池与参比池通入气体类型相同时ꎬ例如通入纯净空气或纯氮气ꎬ此时两组电热丝阻值相同ꎬ电桥平衡ꎬ信号输出为一条直线ꎮ当特征气体进入检测池后ꎬ由于特征气体与参比气体的导热率不同ꎬ因此各热敏电阻感应的温度变化也有差异ꎬ导致其电阻率变化不同ꎬ电桥失去平衡ꎬ此时信号输出相应特征气体的色谱峰ꎬ峰值大小与特征气体的类型与浓度相关ꎬ据此将各种特征气体组分分辨且定量检测出来[16]ꎮ热导检测器的优点是结构简单ꎬ可检测气体种类多ꎬ通用性广ꎬ且不损耗被测气体ꎬ具备较高的灵敏度和稳定性ꎬ气体检测精度为几十ppmꎮ图5㊀热导检测器工作原理图㊀㊀半导体气体传感器是目前应用最普遍且最实用的气体传感器ꎮ应用于油中溶解气体检测的半导体传感器一般为金属氧化物半导体传感器ꎬ如图6所示ꎬ常见的金属氧化物半导体传感器一般采用SnO2㊁ZnO㊁In2O3㊁WO3等材料封装[17-18]ꎮ由于油中溶解气体检测环境一般为常温ꎬ因此一般采用表面电阻控制型金属氧化物半导体传感器ꎬ其原理为当特征气体化学吸附在材料表面时ꎬ由于载流子迁移作用ꎬ导致表面处的能带发生弯曲ꎬ其弯曲程度与接触气体浓度相关ꎬ从而引起材料表面电导率发生变化ꎬ由此测定目标气体的浓度[19-20]ꎮ金属氧化物半导体传感器具备灵敏度高㊁响应迅速㊁性能稳定㊁制造简单且低成本等优点ꎬ很适合变压器油中溶解气体在线监测的需求ꎬ其缺点为选择性较差ꎬ目前国内外已有大量研究采用了材料掺杂㊁贵金属修饰㊁合成复合材料㊁包覆金属有机框架等方法较好的解决了这一问题ꎮ图6㊀金属氧化物半导体传感器封装示意图㊀㊀光声光谱气体检测系统一般主要包含气路㊁光路㊁光声池三大部分ꎬ如图7所示ꎮ装置检测的原理是向密封在光声池内的待测气体发射一束频率调制的红外光束ꎬ待测气体吸收红外光束后ꎬ气体分子被激发发生振动而达到激发态ꎬ由于红外激发光频率低ꎬ对应光子能量低ꎬ退激以能量较低的声学波为主ꎬ然后被拾音器检测ꎬ通过信号处理电路得到光声图谱ꎮ不同的特征气体具有不同的分子结构ꎬ即具有不同的分子振动能级结构ꎬ调制光经不同特征气体吸收后ꎬ吸收的频谱也就不同ꎮ因此通过调制入射光频率ꎬ检测到随频率变化的光声信号即可实现对特征气体的定性鉴定与定量测量[21]ꎮ㊀㊀光声光谱测量技术是一种间接测量技术ꎬ通过获得的声学信号频谱定性确定气体种类ꎬ通过测量声学信号振幅定量获得气体浓度ꎬ且检测精度高ꎬ可达到1ppmꎮ光声光谱在线监测装置相对气相色谱在线监测装置ꎬ成本要高出不少ꎬ维护不便ꎮ图7㊀光声光谱气体检测装置结构示意图3㊀结论㊀㊀本文概述了目前特高压变压器油中溶解气体在线监测技术的应用现状ꎬ梳理了应用于国网特高压的几种主流的油气分离㊁气体组分分离以及气体检测技术ꎬ对比分析了这些技术的优缺点ꎬ指出了装置性能升级与提升方向ꎮ本文可为变压器油中溶解气体在线监测装置的选型选配提供一定的参考ꎬ同时为油中溶解气体在线监测技术的研究方向提供一定的思路ꎮ参考文献[1]㊀李志超.换流变压器阀侧套管绝缘故障检测技术研究[D].华北电力大学(北京)ꎬ2017.[2]㊀黄旭ꎬ王骏.变压器油中溶解气体分析和故障判断[J].石油化工设计ꎬ2021ꎬ38(2):39-41+5-6.[3]㊀肖燕彩ꎬ朱衡君ꎬ张霄元.基于溶解气体分析的电力变压器在线监测与诊断技术[J].电力自动化设备ꎬ2006(6):93-96.[4]㊀甘丽萍.溶解气体在线监测技术在状态检修中的应用[J].科技创新与应用ꎬ2013(29):162.[5]㊀宋天斌.油浸式变压器绝缘在线监测系统研究[D].华中农业大学ꎬ2010.[6]㊀YangFꎬJungDꎬPennerRM.Tracedetectionofdissolvedhydrogengasinoilusingapalladiumnanowirearray[J].AnalChemꎬ2011ꎬ83(24):9472-7.[7]㊀OhodnickiPRꎬBaltrusJPꎬBrownTD.Pd/SiO2andAuPd/SiO2nanocomposite ̄basedopticalfibersensorsforH2sensingapplications[J].SensorsandActuatorsB:Chemicalꎬ2015ꎬ214:159-168.[8]㊀UddinASMIꎬYaqoobUꎬChungG ̄S.Dissolvedhydrogengasa ̄nalysisintransformeroilusingPdcatalystdecoratedonZnOnanorodar ̄ray[J].SensorsandActuatorsB:Chemicalꎬ2016ꎬ226:90-95.[9]㊀SandvikPꎬBabes ̄DorneaEꎬRoyTrudelAꎬetal.GaN ̄basedSchot ̄tkydiodesforhydrogensensingintransformeroil[J].physicastatussolidi(c)ꎬ2006ꎬ3(6):2283-2286.[10]㊀LiDꎬMedlinJWꎬBastaszR.Applicationofpolymer ̄coatedmet ̄al ̄insulator ̄semiconductorsensorsforthedetectionofdissolvedhydrogen[J].AppliedPhysicsLettersꎬ2006ꎬ88(23).[11]㊀张召涛.植物绝缘油中特征气体及油纸吸湿特性与纳米粒子分散稳定性研究[D].重庆大学ꎬ2012.[12]㊀胡仕红ꎬ鲁登峰ꎬ王杰.绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定(溶解平衡法)浅析[J].四川电力技术ꎬ2014ꎬ37(2):86-90.[13]㊀肖登明ꎬ张周胜ꎬ黄亦斌.电力变压器在线监测的现状及前景探讨[J].高科技与产业化ꎬ2009(5):103-105.[14]㊀李健.改性活性炭和D101型大孔树脂对乙酸乙烯酯的吸附研究[D].南京理工大学ꎬ2010.[15]㊀崔鸿飞.变压器油溶解气分离及光声检测技术研究[D].大连理工大学ꎬ2014.[16]㊀李倩竹.氧化物掺杂二氧化锡基气体传感器的气体检测特性研究[D].重庆大学ꎬ2014.[17]㊀JeongSYꎬKimJSꎬLeeJH.RationalDesignofSemiconductor ̄BasedChemiresistorsandtheirLibrariesforNext ̄GenerationArtificialOl ̄faction[J].AdvMaterꎬ2020ꎬ32(51):e2002075.[18]㊀SunYFꎬLiuSBꎬMengFLꎬetal.Metaloxidenanostructuresandtheirgassensingproperties:areview[J].Sensors(Basel)ꎬ2012ꎬ12(3):2610-31.[19]㊀JiHꎬZengWꎬLiY.Gassensingmechanismsofmetaloxidesemi ̄conductors:afocusreview[J].Nanoscaleꎬ2019ꎬ11(47):22664-22684.[20]㊀LiZJꎬLiHꎬWuZLꎬetal.Advancesindesignsandmechanismsofsemiconductingmetaloxidenanostructuresforhigh ̄precisiongassen ̄sorsoperatedatroomtemperature[J].MaterialsHorizonsꎬ2019ꎬ6(3):470-506.[21]㊀赵宇彤.随动式多组分油色谱在线监测装置的开发与应用[D].华北电力大学(北京)ꎬ2009.收稿日期:2022-01-19作者简介:赵振喜(1975-)ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ主要研究方向为电网建设管理ꎮ。

型变压器油色谱在线监测及诊断系统说明书

型变压器油色谱在线监测及诊断系统说明书

KTH3000型变压器油色谱在线监测及诊断系统说明书一、概述随着公共电力事业企业化的深入,电力行业面临降低运行成本、提高设备利用率及可靠、安全供电的挑战,这就要求运行人员能随时掌握主要发送电设备的运行情况。

早期检测变压器中存在的潜伏性故障就显得尤为重要。

高压和高温使油浸式电力设备中的绝缘油产生微量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳、氢气等气体,这些气体大部分溶解在油中。

当存在潜伏性过热或放电故障时,就会加快这些气体的产生速度。

分解出的气体形成的气泡在油里经过对流、扩散、不断的溶解在油中。

故障气体的组成和含量与故障的类型和严重程度有密切关系。

常规采用的检测手段是对绝缘油进行定期取样和分析,典型取样周期为六个月。

根据绝缘油中溶解气体的成分和含量确定变压器内部故障的类型及其严重程度,该方法对变压器内部故障的判断是静态的,在这种意义上它是有效的。

事实上变压器安全状况是在不断变化的是动态的,在长达六个月的定期分析间隔周期内,变压器内部的任何状况变化都不会被检测到,这正是一些变压器发生灾难性损坏的原因。

因此,如果能够在线监测溶解于油中故障气体的含量和产气速率,就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并可随时掌握故障的发展情况,以便采取防范措施,避免突发性事故的发生。

对于变压器油中溶解气体色谱分析的在线监测方法,虽然仍以油中溶解气体为反映故障的特征量,但它是直接在变压器现场实现油色谱的定时在线智能化监测与故障诊断。

二、工作原理由于含有不同化学健结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性,所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。

每一种烃类气体最大产生率都有一个特定的温度范围,故绝缘油在不同的故障性质下产生不同成份、不同含量的烃类气体,如出现电晕放电时主要是氢气,电弧放电时主要是乙炔,高温热点主要是乙烯。

这些气体在绝缘油中饱和溶解度很大,所以有相当数量的气体溶于绝缘油中。

用分析油中含气成份检测异常的方法,根据气体的组分和各种气体的含气量及其逐年的变化情况等,以判断故障的种类、部位和程度等。

电力变压器油中溶解气体在线监测系统

电力变压器油中溶解气体在线监测系统

电力变压器油中溶解气体在线监测系统摘要:随着人们用电需求的不断提高,电力变压器的重要性也逐渐凸显,而变压器油中溶解气体分析技术在对故障实施诊断的时候,越来越趋于快捷性,对此,文章针对电力变压器油中溶解气体在线监测系统展开了论述。

关键词:电力变压器;油中溶解气体;在线监测系统引言:在现代化科学技术的不断推进下,电力系统的数字化、智能化不断提高了程度,使得对电力设备状态的检修转变成为当前对电力设备实施维护的重要策略。

在电力系统当中,电力变压器发挥的作用是非常重要的,主要作用于输配电系统的重要枢纽,有利于电力运行的稳定性、可靠性。

1.电力变压器油中溶解气体在线监测系统的重要组成组成油中溶解气体在线监测系统的模块是多样化的,主要是由油气采集、气体检测、数据处理、通信控制等单元以及相应的监控软件等等组成。

通过这些功能模块在实际工作中协同合作(如图1所示),在对气体监测单元中的接口进行连接的时候,通常会采用两条不锈钢软管来与变压器中预留的监测接口进行相应的连接,并且在所有的接口中都采用Φ6卡气套来具体实施相应的连接,同时还需要保证接口在密封性方面的要求,以避免漏油现象的出现。

油浸式电力变压器处于长时间运行的时候,一旦出现故障问题,那么在绝缘油当中就很容易出现具有溶解特性的气体,这些其他主要包括7种气体,分别为氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2),出现的故障类型不同,那么气体的具体组分及相应浓度也是不同的。

当前阶段采用的监测油中溶解气体的在线监测技术主要采用的是油色谱分析技术,已经发展的较为成熟。

但是,使用的监测装置是非常复杂的,在实际使用的时候也较为繁琐,并且价格非常昂贵。

在对油中的氢气(H2)与乙炔(C2H2)进行检测的时候,需要结合特征气体具体体现出的预警故障原理来实施,氢气(H2)在对变压器故障实施预警的众多气体中最为敏感的,而乙炔(C2H2)是对油浸式变压器运行中,产生过热性与放电性等故障标志性气体进行良好的区分。

变压器油色谱在线监测系统(说明书)

变压器油色谱在线监测系统(说明书)

ES-2020变压器油色谱在线监测系统产品及安装说明一、欢迎利用本公司ES-2020变压器油色谱在线监测系列产品。

二、本手册属福州亿森电力设备知识产权,未经许可,任何单位及个人不得翻录。

3、本手册是ES-2020型变压器油色谱在线监测系统产品及安装指南,利用产品前请认真阅读。

4、本手册假设有任何修改恕不另行通知。

目录一、产品说明1、系统概述------------------------------------------------------------------------32、系统组成------------------------------------------------------------------------33、结构与原理----------------------------------------------------------------------44、技术指标和特点------------------------------------------------------------------65、运行利用------------------------------------------------------------------------76、日常保护------------------------------------------------------------------------97、常见问题-----------------------------------------------------------------------10二、安装说明1、安装前要了解的内容-------------------------------------------------------------102、系统标准配置-------------------------------------------------------------------123、安装要求-----------------------------------------------------------------------124、变压器信息---------------------------------------------------------------------135、系统安装-----------------------------------------------------------------------136、系统调试-----------------------------------------------------------------------17附件1:氮气技术要求-------------------------------------------------------------17附件2:现场安装要求-------------------------------------------------------------18附图1:安装示用意---------------------------------------------------------------18 附图1:系统示用意---------------------------------------------------------------21一、产品说明一、系统概述准确了解变压器的运行状态是保护电力系统平安运行的关键。

3.1 变压器油中溶解气体的检测

3.1 变压器油中溶解气体的检测

表6-4中总结的不同故障类型产生的油中特征气体组分, 只能粗略地判断充油电力变压器内部的故障。因此国内外通 常以油中溶解的特征气体的含量来诊断充油的故障性质。
变压器油中溶解的特征气体可以反映故障点周围的油和纸 绝缘的分解本质。气体组分特征随着故障类型、故障能量及涉 及的绝缘材料不同而不同,即故障点产生烃类气体的不饱和度 与故障源能量密度之间有密切的关系。
表6-8 改良三比值法的编码规则
特征气体的比值 <0.1 0.1~<1 1~<3 ≥3 0 1 1 2
比值范围编码
C2H2/C2H4
CH4/H2
1 0 2 2
C2H4/C2H6
0 0 1 2
(3)其他故障诊断法 除了特征故障气体法和三比值法,还有立体图示 法、大卫三角法、四比值法等其他一些传统的故障 诊断法。近年来,数学工具开始广泛应用于故障诊 断,并建立了一些以人工智能为基础的故障诊断专 家系统。 实际应用中,由于变压器故障表现形式以及故 障起因均比较复杂,所以在进行故障诊断时,常常 综合利用多种方法以求得到尽可能准确的诊断结果。
1.脱气
脱气法主要有油中吹气法、抽真空取气法、分离膜 渗透法,表1给出了简单的优缺点比较结果。其中平板 分离膜、毛细管柱、血液透析装置、中空纤维装置都属 于高分子分离膜的应用,其它都属于抽真空脱气法。
表1 油气分离方法比较
油气分离方法 高分子平板透 气膜 波纹管
平衡时 间 长 短
分离效 果 较好 差
Ci 2 Ci1 r 100% Ci1.t
(2)
根据规程要求,变压器的总烃绝对产气速率, 开放式大于0.25mL/h,密封式大于0.25mL/h和相对 产气速率大于10%/月时可以认定有故障存在。

变压器油中溶解气体在线监测Word版

变压器油中溶解气体在线监测Word版

变压器油中溶解气体在线监测方法研究晨好仔细阅读后下戟,感谢您的便用!摘要 (3)1.导言 (4)2.国内外发展现状及发展趋势 (6)3.变压器油中溶解气体在线监测方法的基本原理 (9)3. 1. 变压器常见故障类型 (9)3.2. 变压器内部故障类型与油中溶解特征气体含量的关系 (10)4.基于油中特征气体组分的故障诊断方法 (14)4.1.特征气体法 (14)4.2.三比值法 (15)4.3. 与三比值法配合使用的其它方法 (17)摘要电力变压器是电力系统中最主要的设备,同时也是电力系统中发生事故最多的设备之一,对其运行状况实时监测,保证其安全可事运行,具有十分重要的意义。

变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度,可以作为反映设备异常的特征量。

如何以变压器油中溶解气体在线监测为手段,实现对运行变压器潜伏性故障的诊断和预测,是本文的出发点。

本文的目标是研究基于油中溶解气体分析(DGA)的电力变压器状态监测与故障分析方法,通过气体色谱分析方法实现对变压器油中溶解的七种特征气体(氢气出、甲烷CH4S乙烘C2H2、乙烯C2H4、乙烷C2H6S一氧化碳CO、二氧化碳CO?)组分含量在线实时监测,从而达到对电力变压器工作状态的诊断分析。

1.导言现代社会对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展。

一方面是单台电力的容量越来越大;另一方面是电力网向着超高压的方向发展,并正组织成庞大的区域性其至跨区域的大电网。

然而,随着电力设备容量的增大和电力网规模的扩大,电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也就越来越大。

这就要求供电部门在不断提高供电质量的同时,要切实采取措施来保证电力设备的正常运行,以此来提高供电的可靠性。

长期以来形成的定期检修已不能满足供电企业生产LI标。

激烈的市场竞争迫使电力企业面临着多种棘手的问题,例如如何提高设备运行可靠性、如何有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

变压器绝缘油中溶解气体在线监测装置技术规范书工程项目:广西电网公司2008年10月目次1总则2使用条件3技术参数和要求4试验5供货范围6供方在投标时应提供的资料7技术资料及图纸交付进度8包装、运输和保管要求9技术服务和设计联络1 总则1.1本规范书适用于变压器绝缘油中溶解气体在线监测装置,它提出设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2需方在本规范书中提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术要求和适用的标准,未对一切技术细则作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,供方应提供一套满足本规范书和现行有关标准要求的高质量产品及其相应服务。

1.3如果供方没有以书面形式对本规范书的条款提出异议,则意味着供方提供的设备(或系统)完全满足本规范书的要求。

如有异议,不管是多么微小,都应在投标书中以“对规范书的意见和和规范书的差异”为标题的专门章节加以详细描述。

本规范书的条款,除了用“宜”字表述的条款外,对低于本规范书技术要求的差异一律不接受。

1.4本设备技术规范书经需供双方确认后作为订货合同的技术附件,和合同正文具有同等的法律效力。

1.5供方须执行现行国家标准和行业标准。

应遵循的主要现行标准如下。

下列标准所包含的条文,通过在本技术规范中引用而构成为本技术规范的条文。

本技术规范出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,供需双方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

有矛盾时,按现行的技术要求较高的标准执行。

DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程DL/T 572-1995 电力变压器运行规程DL/T722-2000 变压器油中溶解气体分析和判断导则DL/573-1995 电力变压器检修导则GB7957-1998 电力用油检验方法GB/T17623-1998 绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法IEC60599-1999 运行中矿物油浸电气设备溶解气体和游离气体分析的解释导则GB190-1990 危险货物包装标志GB5099-1994 钢质无缝钢瓶DL/T5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程GB/T17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论GB/T17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB /T17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场抗扰度试验GB/T17626.4 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导抗扰度GB/T17626.7 电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则GB/T17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.9 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB/T17626.10 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GB/T17626.12 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验1.6本设备技术规范书未尽事宜,由需供双方协商确定。

1.7供方应获得ISO9000(GB/T 19000)资格认证书或具备等同质量认证证书,必须已经生产过三台以上满足或高于本招标书技术规范的设备,并在相同或更恶劣的运行条件下持续运行三年以上的成功经验。

提供的产品应有两部鉴定文件或等同有效的证明文件。

对于新产品,必须经过挂网试运行,并通过产品鉴定。

2 使用条件2.1 海拔高度:不超过1000m。

2.2 最大风速: 35m/s(离地面高10m处持续10min的平均最大风速)。

2.3 月平均最高相对湿度(20℃):≯90%。

2.4 日平均最高相对湿度(20℃):≯95%。

2.5 最高气温:+55℃。

2.6 最低气温:-10℃。

2.7 最大日平均温差:25K。

2.8 年平均气温:+22℃。

2.9 日照强度:0.1W/cm2(风速0.5m/s)。

2.10 覆冰厚度:5mm。

2.11 地震烈度:8 度:地面水平加速度 0.25g;地面垂直加速度 0.125g。

按IEC61166进行试验,地震波为正弦波持续时间三个周波,安全系数1.67。

2.12 抗振动:5~17Hz,0.1〃双峰位移;17~640Hz,1.5G峰-峰加速度。

2.13 抗冲击:10G峰-峰加速度(11ms)。

2.14 大气条件:大气中无严重侵蚀性和爆炸性介质,可有沙、尘、雪、雾、水滴。

3 技术参数和要求3.1 安装地点:户外3.2安装方式:数据采集(监测)单元安装在户外变压器现场,数据处理器安装在变电站主控室户内。

3.3 对于整个电网或一个变电站,供方提供一台后台数据处理器对应一台监测装置、一台后台数据处理器对应多台监测装置两种方案供需方选择,并分别描述具体实施方案、元器件安装布置图和报价。

在制订实施方案过程中,可以考虑利用在线监测中心和各变电站主控室之间已有的光纤通信网络。

3.4工作电源:交流220V±10%,50Hz3.5 适应变压器油温:10~100℃3.6环境适应能力:由于该产品使用在高压现场,仪器必须具有完善的电磁兼容性能和适应环境温度、湿度变化的能力,至少应保证在环境温度-10℃~+55℃范围内,仪器能够可靠稳定运行,且监测结果不受影响。

3.7通讯方式:在线监测系统同时支持有线和无线通讯方式,数据采用有线传输或GPRS数据传输,实现网络远程功能,借助远程功能,可以在远端显示监测界面、数据查询、参数设置等现场具备的全部功能。

3.8 技术指标至少可同时监测变压器油中溶解的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、乙烷(C2H6)等六种气体组分及总烃的含量、各组份的相对增长率以及绝对增长速度;在线监测装置的基本技术指标见表1。

表1 在线监测装置基本技术参数3.9 监测装置的基本要求:3.9.1检测原理:宜选气相色谱或技术指标优于气相色谱的检测原理;易耗品或辅助气源(载气或标准气等)的使用周期不小于1年。

3.9.2高精度定量分析,能长期连续监测;能分析长期积累的监测数据,判断所监测设备的状态,对设备初期故障进行预测;3.9.3油气分离装置:油气分离装置应满足不消耗油、不污染油、循环取油以及免维护等前提条件,确保监测系统的取样方式不影响主设备的安全运行。

取样方式须采用循环取油方式,取样后的变压器油必须回到变压器本体内,不能直接排放,不能造成变压器油损耗。

取样油必须能代表变压器中油的真实情况。

对采用真空脱气原理的油气分离装置,如果采用波纹管、变径活塞等真空脱气原理,油样在脱气过程中存在补气环节,导致补入的气体改变了油中的总含气量时,则分析后的油样不能循环回变压器本体,除非说明有特殊的处理方法。

3.9.4至少能监测变压器油中溶解的氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳六种气体组分;3.9.5具有原始谱图、原始数据等技术数据的存储、查询、输出等功能,软件必须能够自动准确地进行定性、定量计算。

3.9.6整套系统不能使用可燃性气体,仪器在使用过程中不能有火焰;3.9.7整套监测系统通过国家或省级权威机构的产品性能测试,并提供测试报告和测试方法;3.9.8气密性:在线监测装置应具有良好的气密性,并采用足够的安全措施防止外部气体进入变压器油中。

3.9.9系统设备的安装、使用不影响主设备的正常、安全可靠运行,可以带电安装调试。

3.9.10绝缘性能在正常大气条件下,各监测单元的电源、信号以及数据等接线端子对外壳的绝缘电阻值应大于100MΩ,1min交流耐压值不低于2000V。

3.9.11冲击电压在标准大气条件下,在监测单元的电源及信号端口对外壳之间施加幅值为5kV的标准雷电冲击电压,应无击穿及元器件损坏现象。

3.9.12温度性能监测单元应能够工作于–10~+65℃的环境温度下。

在–10℃和+65℃时,各监测单元测量值的改变量应在一个等级指数范围内,其他性能应能满足技术要求的规定。

3.9.13耐湿热性能监测单元应能承受GB 2423.3-93规定的交变湿热试验。

期间各监测单元测量值的误差改变量应在一个等级指数范围内。

绝缘性能不低于要求值的90%,其他性能应能满足技术要求的规定。

3.9.14抗干扰性能(1)静电放电抗干扰试验根据GB/T 17626.2-98,接触放电方式为8kV。

静电放电后,监测单元正常运行,测量值正常,无元器件损坏现象。

(2)辐射电磁场试验根据GB/T 17626.3-98,辐射电磁场的试验等级选为3级,即10V/m。

频率范围为80MHz~1GHz。

在施加扫频干扰的情况下,监测单元能正常运行;在施加点频干扰的情况下,各监测单元测量值的误差改变量应在一个等级指数范围内,其他性能应能满足技术要求的规定。

(3)电快速瞬变脉冲群试验根据GB/T 17626.4-98,相应的试验水平为:对电源端口进行共模和差模试验,共模开路输出试验电压为峰值4kV,脉冲重复频率是2.5kHz;差模开路输出试验电压为峰值2kV,脉冲重复频率是2.5kHz;对信号端口进行共模试验,开路输出电压峰值为2kV,脉冲重复频率为5kHz。

对通讯端口,开路输出电压峰值为2kV,脉冲重复频率为5kHz。

对电源端口、信号端口施加干扰时,各监测单元测量值的误差改变量应在一个等级指数范围内,其他性能应能满足技术要求的规定;对通讯端口施加干扰时,允许通讯暂时中断,但应该能自行恢复。

(4)冲击(浪涌)试验根据GB/T 17626.5-98,选择试验等级为4级(4kV峰值),包括电源端口和信号端口。

对电源端口、信号端口施加干扰时,监测单元在技术要求规定范围内能正常运行;对通讯端口施加干扰时,允许通讯暂时中断,但应该能自行恢复。

无元器件损坏现象。

(5)工频磁场试验根据GB/T 17626.8-98标准,选择4级,即100A/m(持续磁场)。

在施加干扰的情况下,各监测单元测量值的误差改变量应在一个等级指数范围内,其他性能应能满足技术要求的规定。

3.9.15振动试验各监测单元应能承受频率f≤10Hz振幅为0.3mm及f>10~150Hz时,加速度为1m/s2 的振动。

要求监测单元箱体侧盖不得打开,内部部件及接插件不得松动、脱落;监测单元能正常运行,且各监测单元测量值的误差改变量应在一个等级指数范围内。

3.9.16 72h连续通电试验产品出厂前,连续通电不少于72h,期间监测数据丢失率不大于2%,所有监测结果符合各监测单元技术要求。

3.9.17 供方配套的控制电缆必须为阻燃型屏蔽控制电缆。

3.9.18供方需和需方密切配合,做好本装置和变压器的接口配套工作,以确保本装置的顺利可靠安装。

3.10 监测装置的功能要求:3.10.1监测系统包括在线检测油中溶解气体含量和数据分析诊断两部分。

相关文档
最新文档