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DGA-OFS 激光光声光谱变压器油气在线监测系统

DGA-OFS 激光光声光谱变压器油气在线监测系统

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        武汉豪迈光电科技有限公司研发的激光光声光谱变压器油气在线监测系统,开创性的将半导体激光技术及气体光声光谱检测技术结合应用到电力系统变压器油中气体监测中,可在线监测变压器绝缘油中氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和微水(H2O)八种故障气体含量,并提供阈值报警。本在线监测系统操作及维护方便,测量快速准确,受到用户广泛好评。
         激光光声光谱变压器油气在线监测系统将光声效应用于实际检测,则首先需要确定每种气体特定的分子吸收光谱。相比传统光声光谱油气检测系统中宽光谱光源与多个滤波片结合的光源结构,本公司的油气在线检测系统采取多个激光器光源,同时配合本公司研发的激光器驱动模块,可产生稳定的超窄带脉冲光信号,优点是测量准确,可忽略交叉干扰。油泵控制变压器油循环流过脱气膜管,脱出的待检测故障气体被送入光声池内。光信号射入储存有故障气体的光声池从而激发气体分子,受激的气体分子通过辐射或非辐射方式退激并回到基态,对于非辐射的驰豫过程,密封在光声池内气体的吸收能最终转化为分子动能,引起气体局部压力变化,从而在光声池中产生周期性机械压力波动,即光声信号。此光声信号非常微弱,同时受周围环境干扰较大。在光声池内安置微音器就可以把探测到光声信号转换为电信号,经过放大、滤波等一系列微弱信号处理及其DSP数字锁相技术处理后得到的相应数值则对应样品中所含特征气体的浓度。同时本系统配置了远程数据通信与本机LED屏幕数据显示,满足用户多方面的检测需求。

    图1 在线监测系统模块示意图

    完善智能电网的建设,对变压器在线监测设备的要求将会更高,这就需要在进行前期产品选型方面,进行全方面的技术对比分析,为减少日常维护工作,提高电力设备稳定性为出发点,进行综合考量。选择检测方法更先进,日常维护更简便,综合费用更低的以光声光谱为检测方法的在线检测设备,将成为日后变压器在线监测产品的大趋势。
          
    我公司致力研发的激光光声光谱变压器油气在线监测系统可以提早发现设备内部可能存在的故障,为电力运行和设备检修提供判断,提高供电可能性和经济性,进一步为用户带来便利。


     

    产品特性

    系统优势

    我公司研发生产的激光光声光谱变压器油气在线监测系统,与传统的油色谱油气在线监测设备、传统的宽光源光声光谱油气监测系统比,有很多的优势,具体对照参照下表,优点有:                                           

    多种变压器油气在线检测系统对比

     

    在线色谱法

    传统光声光谱法

    光纤传感变压器油气在线检测系统

    系统结构

    结构复杂,气体组分分离度和进样量控制都取决于系统结构。

    结构较复杂,虽不需气体组分分离,但滤光片、斩波器都属于机械转动控制,长期工作故障几率高。

    结构简单,无需气体组分分离,光纤连接,无机械振动,可靠性较高。

    检测方法

    氢焰离子化检测器( FID ),热导检测器( TCD,气敏传感器,检测重复性较差,抗交叉干扰能力较差。

    光声光谱法,宽光谱光源与窄带滤光片搭配,虽经过了窄带滤光片,但因光信号带宽不够小,还是会引起特征气体外的其他气体也参与到激光产能过程中,最后通过数据拟合消除交叉干扰,但可靠性较低。光信号通过斩波器提供脉冲光源,增加机械振动干扰。

    光声光谱法,超窄带DFB蝶形激光器光源,电流调制,减少机械振动,超窄带宽光信号对单一特征气体进行激发,测量避免交叉干扰

    检测时间

    最小检测时间大于2小时

    最小检测时间1小时

    最小检测时间1小时

     

    需色谱柱,加热器,需标气和高纯度载气。

    无需耗材

    无需耗材

     

    需定期用标气标定。

    一次性标定

    一次性标定

    日常维护

    定期更换色谱柱、载气,系统需标定。维护成本高,工作量大。

    无需日常维护。维护成本低,工作量小。

    无需日常维护。维护成本低,工作量小。

    使用寿命

    色谱柱、传感器寿命2-4载气、标气寿命2

    机械式光声光谱模块寿命5年以上。

    光纤传感式光声光谱模块寿命10年以上。

    检测精度

    精度一般,重复性差,C2H2最低测量下限值难以达到国家标准1ppm

    精度较高,重复性较好。抗交叉干扰较好。

    精度高,重复性好,超窄带宽光源决定了其抗交叉干扰能力强,C2H2最低下限值达0.5ppm

    经济性

    一次投入少,后续维护二次投入多。整体投入增加。

    一次性投入多,二次维护投入少。整体投入经济。

    使用寿命更长,相比传统光声光谱一次性投入少,二次维护投入少。整体投入更经济。

  • 1、运行指标 

           源:   220V1kW

           量:   <100kg

    外形尺寸:   690(W) x 580(D) x 120(H)cm

           度:   环境温度:-40 ~ +55 (-10 ~ +55 启动时)        

                        设备油管油温: -10 ~ +110

    湿       度:  10 ~ 100%RH

    防护等级:  IP56

           压:  运行时     0~3bar0~45psi)         

                       非运行时  -1~6bar-15~87psi

    2 检测指标

    激光光声光谱变压器油气在线监测系统检测指标

    故障气体种类

    最低检测限值uL/L

    最高检测限值uL/L

    测量误差

    氢气(H2

    5

    2000

    最低检测限值或±30%,测量误差取两者最大值

    二氧化碳(CO2

    25

    15000

    一氧化碳(CO

    25

    5000

    甲烷(CH4

    1

    1000

    乙炔(C2H2

    0.5

    1000

    乙烯(C2H4

    1

    1000

    乙烷(C2H6

    1

    1000

    微水(H2O

    5

    5000

     

     

     

  • 资料下载

    文件名 更新时间 文件大小 点击下载
    DGA-OFS说明书 2014年07月23日 287KB 点击下载
    产品检定证书 2014年07月25日 235KB 点击下载
    产品宣传页 2013年12月23日 3.3MB 点击下载
     
     
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