مبدأ المراقبة الطيفية لزيت المحولات

ما هي المراقبة الطيفية لزيت المحولات عبر الإنترنت؟

مراقبة مطيافية زيت المحولات عبر الإنترنتوهي تقنية تحليل متقدمة غير تلامسية تعتمد على مبدأ التفاعل بين المادة والضوء. وهي تختلف جوهرياً عن طرق المراقبة التقليدية القائمة على التفاعلات الكيميائية أو الفصل الكروماتوغرافي. وتحدد هذه التقنية بدقة المواد المختلفة الذائبة في الزيت عن طريق انبعاث شعاع ضوئي بطول موجي محدد في عينة من زيت المحولات أو غاز مفصول عن الزيت وتحليل التغيرات (مثل الامتصاص والتشتت) التي تحدث عندما يمر الضوء عبر العينة.الغازات المميزة للأعطال الغازاتتم تحديد "البصمات الجزيئية" للمواد وحساب تركيزاتها.

ويكمن جوهر هذه التقنية في حقيقة أن كل جزيء غاز (على سبيل المثال، H₂، CH₄، C₂H₂، إلخ) له خصائصه الطيفية الفريدة الخاصة به، تمامًا مثل بصمة الإصبع البشرية. ومن خلال تفسير هذه المعلومات الطيفية يكون النظام قادرًا على إدراك الأعطال الكامنة (مثل ارتفاع درجة الحرارة والتفريغ) داخل المحولتشخيصات فورية عبر الإنترنتالاستجابة في الغناءالإنذار المبكروهي في طليعة التقنيات التي تتيح الصيانة القائمة على الحالة (CBM) والصيانة التنبؤية (PdM) للمحولات.

لماذا المراقبة الطيفية لزيت المحولات؟

تحليل الغاز المذاب (DGA) لزيت المحولات هو الوسيلة الأكثر فعالية وثبتت فعاليتها لتحديد ظروف التشغيل الداخلية للمحول. عندما يحدث خلل في السخونة الزائدة أو التفريغ داخل المحول، يتحلل الزيت العازل والورق العازل وينتج مجموعة متنوعة من الغازات المميزة. ومن خلال تحليل مكونات ومحتوى هذه الغازات، يمكن تحديد نوع العطل وشدته بدقة.

حدود الطرق التقليدية

وتعتمد أنظمة DGA التقليدية بشكل كبير على المختبراتكروماتوغرافيا الغاز (GC). على الرغم من دقتها العالية، إلا أن هناك عيوبًا واضحة:

• في غير الوقت الحقيقي:: عادة ما يتطلب أخذ عينات دورية للفحص، مع فترات رصد طويلة (أشهر أو حتى سنة) لا تلتقط العيوب التي تتطور بسرعة.
• ارتفاع تكاليف الصيانة:: أجهزة الكروماتوغرافيا اللونية الغازية على الخط معقدة وتتطلب استبدالاً منتظماً للغازات الحاملة (مثل الأرجون عالي النقاء)، وغازات المعايرة، وما إلى ذلك.المستهلكاتوتتطلب صيانة احترافية.
• مشكلات الموثوقية:: تنطوي المكونات الميكانيكية المعقدة (مثل الصمامات والأعمدة الكروماتوغرافية) على خطر التعطل أثناء التشغيل على المدى الطويل.

تم ابتكار تقنية المراقبة الطيفية للتغلب على هذه العيوب من خلال توفير حل مراقبة في الوقت الحقيقي خالٍ من المواد المستهلكة ومنخفض الصيانة.

مبدأ الرصد الأساسي: "الحوار" بين الضوء والغاز

تبدأ أنظمة المراقبة الطيفية لزيت المحولات عادةً باستخراج الغازات الذائبة من الزيت عن طريق غشاء فصل الغازات عالي الكفاءة، ثم يتم تغذية الغازات بعد ذلك في وحدة قياس ضوئية. وتشمل تقنيات التحليل الطيفي السائدة ما يلي:

1 - التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR) والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء المحولة فورييه (FTIR)

هذه هي التقنية الطيفية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع وهي مناسبة بشكل خاص للكشف عن الغازات الهيدروكربونية وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. يعتمد المبدأ علىالتحليل الطيفي للامتصاص الاهتزازي الجزيئي.

مبدأ العمل

عندما يمر ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة خلال عينة غازية، إذا كان تردد الضوء يطابق التردد الاهتزازي لجزيئات الغاز، فإن الجزيئات تمتص الطاقة الضوئية عند هذا التردد، مما ينتج عنهذروة الامتصاص. استنادًا إلىقانون لامبرت-بيرتتناسب شدة الامتصاص مع تركيز الغاز.NDIRتستخدم هذه التقنية مرشحات ضيقة النطاق لغازات محددة، مع بنية بسيطة وثبات جيد. في حين أنFTIRويمكنه قياس نطاق طيفي واسع للأشعة تحت الحمراء في الوقت نفسه، ويمكنه تحليل مكونات غازية متعددة في وقت واحد، مع مقاومة أقوى للتداخل المتبادل.

2- التحليل الطيفي الصوتي الضوئي (PAS - التحليل الطيفي الصوتي الضوئي)

هذه تقنية مطيافية حساسة للغاية، ومناسبة بشكل خاص للكشف عن أثر غازات الأعطال الحرجة مثل الأسيتيلين (C₂H₂H).

مبدأ العمل

مبدأ PAS ذكي للغاية:

1. يتم توجيه شعاع ليزر معدل بطول موجي محدد إلى عينة الغاز.
2. تمتص جزيئات الغاز المستهدف الطاقة الضوئية وتزداد درجة حرارتها، وتخضع لتمدد وانكماش دوري في الحجم.
3. هذا الارتفاع والهبوط الدوري يخلق موجة صوتية ضعيفة (موجة ضغط) داخل الحجرة محكمة الإغلاق.
4. يكتشف ميكروفون (ميكروفون) شديد الحساسية شدة هذه الموجة الصوتية، والتي تتناسب طرديًا مع تركيز الغاز.

ولأنه يكتشف مباشرةً الموجة الصوتية الناتجة عن الطاقة الممتصة بدلاً من تغير الإشارة الضوئية الضعيفة، فإن نسبة الإشارة إلى الضوضاء عالية للغاية، ويمكن أن يصل حد الكشف إلىجزء في البليون (جزء في البليون)وهو أمر بالغ الأهمية لاكتشاف الكميات الضئيلة من C₂H₂H في المراحل المبكرة من حدوث خطأ.

3 - تحليل رامان الطيفي - أداة قوية لرصد الهيدروجين

بالنسبة إلى الجزيئات المتماثلة مثل الهيدروجين (H₂)، التي ليس لها امتصاص للأشعة تحت الحمراء، فإن طريقة NDIR/FTIR لا طاقة لها. يوفر تحليل رامان الطيفي الحل الأمثل.

مبدأ العمل

عندما يصطدم ليزر قوي بجزيء الهيدروجين، يتشتت معظم الضوء بشكل مرن (دون تغير في التردد)، ولكن يتشتت جزء صغير جدًا بشكل غير مرن، ويخضع تردد الضوء المشتت لتغير طفيف، وهو مقدار يعرف باسمإزاحة رامانهي البصمة المميزة لجزيء الهيدروجين. ومن خلال الكشف عن شدة إشارة تشتُّت رامان المحددة هذه، يمكن قياستركيز الهيدروجين.

من الأطياف إلى التشخيص: تفسير البيانات وتطبيقها

الناتج المباشر لجهاز المراقبة الطيفية هو مخطط طيفي يحتوي على معلومات عن قمم الامتصاص الفردية. تقوم الخوارزمية الذكية المدمجة بتفسير هذه البيانات الطيفية في الوقت الفعلي إلى قيم تركيز (بالجزء في المليون) للغازات المختلفة. ومع ذلك، هذه هي الخطوة الأولى فقط. والأهم من ذلك، يطبق النظام تلقائيًا بيانات التركيز هذه تلقائيًا على طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها المعترف بها دوليًا، على سبيل المثال:

• مثلث دوفال
• طريقة نسبة روجرز
• طريقة الغازات الرئيسية

باستخدام هذه الخوارزميات، يمكن للنظام أن يعطي تلقائيًا استنتاجات تشخيصية واضحة مثل "ارتفاع درجة الحرارة المنخفضة" أو "تفريغ قوسي عالي الطاقة" أو "معدات عادية" وإنذارات الاتجاهات وفقًا لمعدل الزيادة في تركيز الغاز ويعطي النظام تلقائيًا استنتاجات تشخيصية واضحة مثل "ارتفاع درجة الحرارة الزائد" أو "تفريغ القوس الكهربائي عالي الطاقة" أو "عادي"، بالإضافة إلى إنذارات الاتجاهات وفقًا لمعدل الزيادة في تركيز الغاز.

مزايا تقنية المراقبة الطيفية

1. الوقت الحقيقي والاستمرارية:: تحديث البيانات دقيقة بدقيقة، ومراقبة على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع، وعدم تفويت أي علامة على تطور الخلل.
2. لا توجد مواد مستهلكة وصيانة منخفضة:: عملية القياس بأكملها خالية من أي تفاعل كيميائي واستهلاك الغاز، مما يلغي الحاجة إلى استبدال الغازات الحاملة وغازات المعايرة ويقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل والصيانة.
3. الاستقرار على المدى الطويل:: يضمن العمر الطويل للبصريات الأساسية ودورات المعايرة التي تصل إلى عدة سنوات بيانات رصد دقيقة وموثوقة على المدى الطويل.
4. حساسية ودقة عالية:: تتميز تقنية PAS، على وجه الخصوص، بحدود منخفضة للغاية للكشف عن الغازات الحرجة، مما يتيح الإنذار المبكر حقًا بالأعطال.
5. التحليل المتزامن متعدد المكونات:: يمكن لتقنيات مثل FTIR تحليل غازات متعددة في وقت واحد في دورة قياس واحدة، مما يوفر صورة شاملة للخلل.

لماذا تختار حل التحليل الطيفي لزيت المحولات من Inotera؟

INNOTD (Fuzhou) Sales Co. من خلال دمج تقنية التحليل الطيفي الرائدة في العالم، نوفر للعملاء نظام مراقبة مستقر ودقيق وذكي عبر الإنترنت للغازات الذائبة في زيت المحولات.

• • تكامل التكنولوجيا المتقدمة:: تم تحسين أنظمتنا لتتناسب مع خصائص الغازات المختلفة مع مزيج منالتحليل الطيفي الصوتي الضوئي (PAS) الاستجابة في الغناءالأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR) تضمن مجموعة واسعة من تقنيات التحليل الطيفي، بما في ذلك H₂ وC₂H₂H₂ وغيرها، قياسات دقيقة للغاية لجميع غازات الصدع التسعة الحرجة بما في ذلك H₂ وC₂H₂ وH₂H₂ وH₂.
  • بصريات وخوارزميات عالية الدقة:: نحن نستخدم بصريات طويلة العمر وعالية الثبات ومزودة ببصريات ذاتية التطويرخوارزميات التشخيص الذكيونماذج معادلة لدرجة الحرارة والضغط لضمان نتائج تشخيصية دقيقة في مجموعة واسعة من ظروف التشغيل المعقدة.

-

• تكامل منصة الكل في واحد:: يمكن دمج أجهزة المراقبة DGA الخاصة بنا بسلاسة في منصة المراقبة الشاملة عبر الإنترنت من Inotera، مما يتيح تكامل البيانات مع التفريغ الجزئي والمياه الدقيقة وتيارات التأريض الأساسية وغيرها.تحليل الاندماج متعدد المعلوماتيوفر التقييم الأكثر شمولاً لسلامة المحولات وتشخيص الأعطال.
• الموثوقية والاستقرار على المدى الطويلمنتجاتنا مصممة خصيصًا للبيئة الكهرومغناطيسية القوية للمحطات الفرعية، مع قدرة ممتازة على مقاومة التداخل واستقرار التشغيل على المدى الطويل، وهو الخيار المثالي لاستبدال أجهزة الكروماتوغرافيا التقليدية على الإنترنت وتحقيق محطات فرعية أقل أو غير مأهولة.

اختيار Inotera هو اختيار حماية أصول قوتك الأساسية بحكمة النور.

محتوى هذه المقالة هو مجرد علم تقني عام ولا يمثل أداء ومواصفات أي منتج محدد لشركتنا. للحصول على معلومات مفصلة عن المنتج والحلول وعروض الأسعار، يرجى التأكد من الاتصال بنا للحصول على...].

اتصل بنا اليوم للحصول على الجيل التالي من حلول مراقبة DGA عبر الإنترنت القائمة على تقنية التحليل الطيفي.