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案例丨500kV变电站变压器油气在线监测技术创新及应用
发布时间:2021/04/07武汉市豪迈电力自动化技术有限责任公司

​项目名称: 基于半导体激光器光声光谱技术的变压器绝缘油故障气体在线监测系统的研究

项目地点: 南方电网某供电局500kV变电站

设备名称: PASL-3000 激光光声光谱油中气体在线监测系统

 

△ PASL-3000 激光光声光谱油中气体在线监测系统
项目概述:
 
变压器是 网负荷的“心脏”,变压器绝缘油则是变压器绝缘和冷却的重要介质,直接关系“心脏”的健 康。 在运行中,变压器内部发生热故障、放电性故障或者部件老化时,绝缘油会裂解产生氢气、甲烷、二氧化碳、乙炔等故障气体,故障气体的含量与变压器故障类型和严重程度密切相关。 通过在线监测这些故障气体含量,可及早发现变压器内部的隐患故障。
以往南方电网某供电局根据油色谱检测周期要求,对500kV及以上变电站油浸式变压器进行日常油色谱离线检测工作量较大,并且油色谱在线检测装置对运行设备进行跟踪与监测应用过程中暴露出不少问题: 1)检测精度低,频繁出现误报警或漏报警; 2)更换载气频率高,维护量大,使用成本高; 3)无法及时反映变压器的真实健康状态,反而增加了检修人员对油色谱在线检测装置本身的维护与消缺工作。

经多方调研,南网某供电局采用基于半导体激光器光声光谱技术的变压器绝缘油故障气体在线监测系统替代传统的油色谱测量和光声光谱油气测量装置。 作为技术升级产品,激光光声光谱油中气体在线监测系统无需更换载气,准确度高,稳定性好、交叉 干扰小,基本不需日常维护,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。

△ 应用现场
技术特点:
 

激光光声光谱油气监测技术通过定制高功率、窄线宽的分布式反馈半导体激光器,自主设计恒温谐振式光声池,实现类痕量故障气体准确测量,采用分段校准式方案,实现类宽量程组分准确测量,结合自主研发的恒温式真空脱气系统,不污染油样,保证回油安全。

  • 领先的技术: 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效果显著,提高主变初期故障发现率,降低故障发生率和运维成本。
  • 全组分油中故障气体监测: 利用激光光声光谱技术分析检测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。
  • 无需载气、不停电安装: 通过取油口直接取样,分析完成后油样返回油箱,安装过程无需停电。 运行过程中无需载气及重新标定,真正免维护。
  • 窄带宽精准测试,避免干扰: 激光光源,无需滤光,检测混合故障气体时可精准避开交叉干扰,测量精度高,重复性好。
  • 恒温真空脱气,安全可靠: 脱气效率高,脱气油样不与外界空气接触,油样“0”污染“0”损耗,保证变压器回油安全。
  • 电子调制激光避免机械结构故障: 通过电信号驱动激光器产生脉冲光信号,取代传统红外光源光声光谱系统的调制盘,减少了机械震动与损耗,降低设备故障率。
  • 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,提供完善化的趋势分析和诊断结果。 支持RS485、以太网有线、GPRS、光纤等通讯方式。

P ASL-3000 激光光声光谱油中气体在线监测系统开创性地使用激光光源技术实现对变压器绝缘油故障气体的检测,提供变压器真实可靠的运行状态信息,为电力安全提供更准确及时的预警机制,对加强安全生产管理、减轻作业人员劳动强度、压缩故障延时等具有积极意义。 目前该装置已通过中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限公司、湖南省湘电试验研究院有限公司的检测,技术性能指标符合DL/T1432.1、DL/T1432.2标准要求,重复性误差低至1.42%。 在中国电力企业联合会组织召开的新产品鉴定会上,被认定为综合技术性能达到国际先进水平,光声池技术和测量精度达到国际领先水平,建议投入量产和应用。


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