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变压器油色谱在线监测及诊断系统

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  • 变压器油色谱在线监测及诊断系统

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一、工作原理
        色谱在线监测系统主要由油气分离检测器、色谱监测控制箱、微机处理及诊断单元组成。一台主变压器对应一个油气分离检测器；微机处理、控制及诊断单元由单元信号处理及数字采样模板、通讯模板及工业计算机构成。
一台工控机能控制20台主变压器。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*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。
色谱在线监测系统采样方式为模块方式，它采用工业RS485总线接口，检测信号在现场进行A/D转换，用数字信号将转换数据传送到主控室，消除了长距离传输耦合的干扰信号，电缆用量小，在控制箱与主机之间仅用一条电缆，所以施工简便，可靠性高，抗干扰能力强。
系统的气体检测采用了气相色谱原理。溶解在变压器油中的故障特征气体经气体采集器采集后，在内置微型气泵的作用下，进入电磁六通阀的定量管，定量管中的故障特征气体在载气作用下流过色谱柱，然后，气体检测器分别将六组分气体（H2、CO、CH4、C2H2、C2H6、C2H4)变换成电压信号。数据采集器将采集到的电压信号通过RS485上传给安装在控制室的数据处理器，数据处理器根据仪器的标定数据进行定量分析，计算出各组分和总烃的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线监测。这些方法的特点是能有效地判断出用电气试验不易确定的轻度故障、铁芯的局部事故之类的毛病；还可以在初期阶段就发现在缓慢发展的事故。它的特点是信息量充分，故障反映灵敏。
二、主要技术指标
A、检测物理量及检测灵敏度：在线监测运行变压器油中H2，CO，CH4， C2H4，C2H2，C2H6六种溶解气体；C2H2的监测灵敏度达0.5ppm，测量误差± 10%；其余五种气体的监测灵敏度≦5ppm，测量误差±10%
B、检测周期、监测周期短，2-3天自动检测一次。用户也可通过软件设置
 C、传感器寿命：传感器及薄膜的使用寿命大于10年
D、供电电源：交流220V±10%,50Hz
 E、运行环境：系统正常工作的环境温度为-40℃～＋60℃
 F、抗振动：5～17Hz,0.1〃双峰位移；17-640Hz,1.5G峰－峰加速度
G、抗冲击：10G峰－峰加速度（11ms）
H、重量：油气分离器10公斤；色谱监测控制箱30公斤
 I、软件安装：采样软件可在Win2000server平台上运行，浏览软件可在Win98/NT/2000/XP平台上运行
三、系统特点
色谱监测适用于110-500KV大型变压器油色谱在线监测及智能化诊断。可同时监测运行变压器油中的H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6六种溶解气体，具有以下特点：
 1、良好的气体分离性能采用自主研制、性能优异的高分子聚合薄膜，具有透气率高、机械强度好、耐污染能力强和耐老化时间长的特点。
2、抗干扰性能强监测系统采样方式为模块方式，检测信号在现场进行A/D转换，用数字信号将转换数据传送到主控室，消除了长距离传输耦合的干扰信号，所以可靠性高，抗干扰能力强。
3、灵敏度高采用新一代半导体气敏传感器，性能稳定、分辩率和灵敏度高，C2H2检测灵敏度达0.5ppm，其余五种气体的监测灵敏度≦5ppm，居国际领先水平。响应和恢复时间短，抗震动和冲击能力强，具有较好的线性度和一致性，确保了在线监测的长期可靠运行。
4可靠的智能专家系统根据监测得到的变压器油中六种气体含量及各种绝缘数据，以三比值法、小波理论、模糊数学和神经网络及人工智能诊断技术等先进的数学方法为手段，进行变压器早期故障诊断，确保了诊断的可靠性。
5、查询方便采用WEB查询方式，有访问权的用户只需在局域网内的微机上输入现场色谱工控机的IP地址或计算机名，就可以进入色谱数据库专家查询系统，查询各时间段的色谱数据、报警数据、和色谱曲线图。
6、自动定时巡检绝缘在线监测的完成依次逐一进行，在不低于*小巡查时间的前提下（30分钟），可通过监测主机任意方便地设定巡检时间。
7、自动追踪监测当某台设备有故障征兆或其它原因需要对其进行连续监测时，系统可自动或手动设定对该设备进行连续绝缘监测。
8、越限报警可根据需要设定被监测设备的报警限值，监测数据超过该限值就自动报警。
9、温度自控户外油气分离单元及控制器具有自动温控系统，能在各种气候条件下正常工作。

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