Prinzip der spektralen Überwachung von Transformatorenöl

Was ist die spektrale Online-Überwachung von Transformatorenöl?

Online-Überwachung der Transformatorenöl-SpektroskopieEs handelt sich um eine fortschrittliche, berührungslose Analysetechnik, die auf dem Prinzip der Wechselwirkung zwischen Materie und Licht beruht. Sie unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen Überwachungsmethoden, die auf chemischen Reaktionen oder chromatographischer Trennung beruhen. Die Technologie identifiziert die verschiedenen im Öl gelösten Stoffe genau, indem sie einen Lichtstrahl einer bestimmten Wellenlänge in eine Probe des Transformatorenöls oder eines vom Öl abgetrennten Gases aussendet und die Veränderungen (z. B. Absorption, Streuung) analysiert, die beim Durchgang des Lichts durch die Probe auftreten.Störungscharakteristik GaseDie "molekularen Fingerabdrücke" der Substanzen wurden quantifiziert und ihre Konzentrationen berechnet.

Der Kern dieser Technologie liegt in der Tatsache, dass jedes Gasmolekül (z.B. H₂, CH₄, C₂H₂, etc.) seine eigenen einzigartigen spektralen Eigenschaften hat, genau wie ein menschlicher Fingerabdruck. Durch die Interpretation dieser spektralen Informationen ist das System in der Lage, latente Fehler (z.B. Überhitzung, Entladung) innerhalb des Transformators zu erkennen.Online-Diagnose in Echtzeitim Gesang antwortenFrühwarnungEs steht an der Spitze der Technologien, die eine zustandsorientierte Wartung (CBM) und eine vorausschauende Wartung (PdM) von Transformatoren ermöglichen.

Warum die spektrale Überwachung von Transformatorenöl?

Die Analyse gelöster Gase (DGA) im Transformatorenöl ist das wirksamste und bewährteste Mittel zur Bestimmung der internen Betriebsbedingungen eines Transformators. Wenn im Transformator ein Überhitzungs- oder Entladungsfehler auftritt, zersetzen sich das Isolieröl und das Isolierpapier und erzeugen eine Vielzahl charakteristischer Gase. Durch die Analyse der Bestandteile und des Gehalts dieser Gase lassen sich Art und Schweregrad des Fehlers genau bestimmen.

Grenzen der traditionellen Methoden

Herkömmliche DGAs stützen sich stark auf LaboreGaschromatographie (GC). Trotz der hohen Genauigkeit gibt es offensichtliche Nachteile:

• Nicht-Echtzeit:: Erfordert in der Regel regelmäßige Probenahmen für die Inspektion, mit langen Überwachungszeiträumen (Monate oder sogar ein Jahr), die die sich schnell entwickelnden Fehler nicht erfassen.
• Hohe Wartungskosten:: On-line-Gaschromatographen sind komplex und erfordern den regelmäßigen Austausch von Trägergasen (z. B. hochreines Argon), Kalibriergasen usw.Einwegartikelund erfordert eine professionelle Wartung.
• Probleme mit der Verlässlichkeit:: Komplexe mechanische Komponenten (z. B. Ventile, Chromatographiesäulen) bergen das Risiko eines Ausfalls während des Langzeitbetriebs.

Die spektrale Überwachungstechnologie wurde entwickelt, um diese Nachteile zu überwinden, indem sie eine verbrauchsmittelfreie, wartungsarme und echte Echtzeit-Überwachungslösung bietet.

Zentrales Überwachungsprinzip: "Dialog" zwischen Licht und Gas

Spektroskopische Überwachungssysteme für Transformatorenöl beginnen in der Regel mit der Extraktion der gelösten Gase aus dem Öl mittels einer hocheffizienten Gasabscheidungsmembran, die dann einer optischen Messeinheit zugeführt wird. Zu den gängigen Techniken der Spektralanalyse gehören die folgenden:

1. nicht-dispersive Infrarotspektroskopie (NDIR) und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR)

Dies ist die am weitesten verbreitete spektroskopische Technik und eignet sich besonders für den Nachweis von Kohlenwasserstoffgasen und CO, CO₂. Das Prinzip basiert aufMolekulare Schwingungsabsorptionsspektroskopie.

Arbeitsprinzip

Wenn Licht im mittleren Infrarotbereich eine Gasprobe durchdringt und die Frequenz des Lichts mit der Schwingungsfrequenz der Gasmoleküle übereinstimmt, absorbieren die Moleküle die Lichtenergie bei dieser Frequenz, wodurch ein scheinbaresAbsorptionsspitze. Basierend aufLambert-Bier-GesetzDie Intensität der Absorption ist proportional zur Konzentration des Gases.NDIRDie Technologie verwendet Schmalbandfilter für bestimmte Gase, die eine einfache Struktur und gute Stabilität aufweisen. WährendFTIREs kann einen breiten Infrarotspektralbereich gleichzeitig messen und mehrere Gaskomponenten gleichzeitig analysieren, wobei es besonders widerstandsfähig gegen Kreuzinterferenzen ist.

2. photoakustische Spektroskopie (PAS - Photoakustische Spektroskopie)

Es handelt sich dabei um ein äußerst empfindliches spektroskopisches Verfahren, das sich besonders für den Nachweis von Spuren kritischer Fehlergase wie Acetylen (C₂H₂) eignet.

Arbeitsprinzip

Das Prinzip von PAS ist sehr clever:

1. Ein modulierter Laserstrahl mit einer bestimmten Wellenlänge wird auf die Gasprobe gerichtet.
2. Die Zielgasmoleküle absorbieren Lichtenergie und erhöhen ihre Temperatur, wobei sich ihr Volumen periodisch ausdehnt und zusammenzieht.
3. Dieses periodische Ansteigen und Abfallen erzeugt eine schwache akustische Welle (Druckwelle) innerhalb der luftdichten Kammer.
4. Ein hochempfindliches Mikrofon erfasst die Intensität dieser Schallwelle, die direkt proportional zur Gaskonzentration ist.

Da er direkt die durch die absorbierte Energie erzeugte akustische Welle und nicht die schwache Veränderung des Lichtsignals erfasst, ist sein Signal-Rausch-Verhältnis extrem hoch, und seine Nachweisgrenze kann bis zuppb-Wert (Teile pro Milliarde)was für die Erkennung von Spuren von C₂H₂ in den frühen Stadien eines Fehlers entscheidend ist.

3. die Raman-Spektroskopie - ein leistungsfähiges Instrument zur Überwachung von Wasserstoff

Für symmetrische Moleküle wie Wasserstoff (H₂), die keine Infrarotabsorption aufweisen, ist die NDIR/FTIR-Methode machtlos. Die Raman-Spektroskopie bietet die perfekte Lösung.

Arbeitsprinzip

Wenn ein starker Laser auf ein Wasserstoffmolekül trifft, wird der größte Teil des Lichts elastisch gestreut (ohne Frequenzänderung), aber ein sehr kleiner Teil wird inelastisch gestreut, und die Frequenz des gestreuten Lichts erfährt eine kleine Änderung, die alsRaman-Verschiebungist der charakteristische Fingerabdruck des Wasserstoffmoleküls. Durch den Nachweis der Intensität dieses spezifischen Raman-Streusignals ist es möglich, genau zu messen, wieWasserstoffkonzentration.

Von den Spektren zur Diagnose: Interpretation und Anwendung der Daten

Die direkte Ausgabe des Spektralüberwachungsgeräts ist ein Spektrogramm mit Informationen über die einzelnen Absorptionsspitzen. Der eingebaute intelligente Algorithmus interpretiert diese Spektraldaten in Echtzeit in Konzentrationswerte (in ppm) für die verschiedenen Gase. Dies ist jedoch nur der erste Schritt. Viel wichtiger ist, dass das System diese Konzentrationsdaten automatisch auf international anerkannte Methoden zur Fehlersuche anwendet, zum Beispiel:

• Duval-Dreieck
• Rogers-Ratio-Methode
• Schlüssel Gas Methode

Mithilfe dieser Algorithmen kann das System automatisch eindeutige Diagnoseschlüsse wie "Überhitzung bei niedriger Temperatur", "Lichtbogenentladung mit hoher Energie" oder "normale Ausrüstung" sowie Trendalarme entsprechend dem Anstieg der Gaskonzentration geben Das System gibt automatisch eindeutige Diagnoseschlüsse wie "Überhitzung bei niedriger Temperatur", "Lichtbogenentladung mit hoher Energie" oder "normal" sowie Trendalarme auf der Grundlage der Anstiegsrate der Gaskonzentration aus.

Vorteile der spektralen Überwachungstechnologie

1. Echtzeit und KontinuitätMinutengenaue Datenaktualisierung, 24/7-Überwachung, verpassen Sie kein Anzeichen einer Fehlerentwicklung.
2. Keine Verbrauchsmaterialien und geringer WartungsaufwandDer gesamte Messprozess ist frei von chemischen Reaktionen und Gasverbrauch, wodurch der Austausch von Träger- und Kalibriergasen entfällt und die Betriebskosten erheblich gesenkt werden.
3. Langfristige StabilitätLange Lebensdauer der Kernoptik und Kalibrierungszyklen von bis zu mehreren Jahren gewährleisten genaue und zuverlässige Langzeitüberwachungsdaten.
4. Hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit:: Insbesondere die PAS-Technologie weist extrem niedrige Nachweisgrenzen für kritische Gase auf, was eine echte Frühwarnung bei Störungen ermöglicht.
5. Simultane MultikomponentenanalyseTechnologien wie FTIR können mehrere Gase gleichzeitig in einem einzigen Messzyklus analysieren und so ein umfassendes Bild der Störung liefern.

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INNOTD (Fuzhou) Sales Co. Durch die Integration der weltweit führenden Spektralanalysetechnik bieten wir unseren Kunden ein stabiles, genaues und intelligentes Online-Überwachungssystem für gelöste Gase in Transformatorenöl.

• • Fortschrittliche TechnologieintegrationUnsere Systeme sind für die Eigenschaften der verschiedenen Gase optimiert, mit einer Kombination ausPhotoakustische Spektroskopie (PAS) im Gesang antwortenNicht-dispersives Infrarot (NDIR) Ein breites Spektrum an spektroskopischen Techniken, darunter H₂, C₂H₂ und andere, gewährleistet hochpräzise Messungen aller neun kritischen Fehlergase, darunter H₂, C₂H₂ und H₂.
  • Hochpräzise Optiken und AlgorithmenWir verwenden langlebige, hochstabile Optiken und sind mit selbstentwickeltenIntelligente Diagnosealgorithmensowie temperatur- und druckkompensierte Modelle, um genaue Diagnoseergebnisse in einem breiten Spektrum komplexer Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

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• All-in-one-PlattformintegrationUnsere DGA-Überwachungsgeräte können nahtlos in die umfassende Online-Überwachungsplattform von Inotera integriert werden und ermöglichen die Datenintegration von Teilentladungen, Mikrowasser, Kernerdungsströmen und mehr.Analyse der Fusion von mehreren InformationenEs bietet die umfassendste Bewertung des Transformatorenzustands und der Fehlerdiagnose.
• Verlässlichkeit und langfristige StabilitätUnsere Produkte wurden speziell für die starke elektromagnetische Umgebung von Umspannwerken entwickelt und zeichnen sich durch hervorragende Störfestigkeit und langfristige Betriebsstabilität aus. Sie sind die ideale Wahl, um den traditionellen Online-Chromatographen zu ersetzen und die weniger bemannten oder unbeaufsichtigten Umspannwerke zu realisieren.

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Der Inhalt dieses Artikels ist nur eine allgemeine technische Wissenschaft und stellt nicht die Leistung und Spezifikationen eines bestimmten Produkts unseres Unternehmens dar. Für detaillierte Produktinformationen, Lösungen und Angebote wenden Sie sich bitte an uns für...].

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