Transformatoröl-Chromatographie Online-Monitoring-System, wie zu wählen? Gelöstes Gas in Öl Online-Analysator umfassende Analyse

Der Transformator ist das Herzstück des Stromnetzes, und sein Isolierzustand steht in direktem Zusammenhang mit dem sicheren Betrieb des gesamten Stromnetzes. Isolieröl, das wichtigste Isolier- und Kühlmedium für Öltransformatoren, zersetzt sich unter der langfristigen Einwirkung thermischer und elektrischer Spannungen und erzeugt eine Vielzahl charakteristischer Fehlergase. Durch die kontinuierliche Analyse der gelösten Gase (DGA, Dissolved Gas Analysis) im Öl kann eine genaue Frühwarnung im frühen Stadium der Fehlerentwicklung im Transformator erreicht werden. Das Online-Überwachungssystem für Transformatorenölchromatographie ist das Kernstück zur Erreichung dieses Ziels und gleichzeitig die wichtigste technische Unterstützung für die Energiewirtschaft beim Übergang von der periodischen Wartung zur zustandsorientierten Wartung.

Was ist die Analyse gelöster Gase (DGA) in Transformatorenöl? Warum ist sie so wichtig?

Die DGA, d. h. die Analyse gelöster Gase in Öl, ist heute international als eines der wirksamsten technischen Mittel zur Feststellung interner Fehler in ölgefüllten Energieanlagen anerkannt. Das Prinzip ist: Wenn der Transformator interne Überhitzung, Teilentladung oder Bogenentladung und andere Fehler, das Isolieröl und feste isolierende Materialien (wie Isolierpapier, Pappe) wird in der Hitze oder die Rolle der elektrischen Energie Cracken, Erzeugung von Wasserstoff (H₂), Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Ethylen (C₂H₂) und andere Gase. Ethan (C₂H₄), Ethylen (C₂H₄), Acetylen (C₂H₂) und andere sieben große Fehler Merkmale des Gases, die in der isolierenden Öl, die Art und Konzentration dieser Gase und die Rate des Wachstums gelöst sind, ist die Art der Störung, die Lage und die Schwere der wichtigen Grundlage zu bestimmen.

Die herkömmliche Offline-Ölchromatographie-Analyse erfordert die manuelle Entnahme von Proben, die zur Untersuchung ins Labor geschickt werden, wobei der Zyklus oft in Monaten oder sogar Quartalen berechnet wird. Die Verschlechterung der Isolierung im Inneren des Transformators kann sich innerhalb weniger Tage dramatisch entwickeln, und die Zeitblindheit der Offline-Detektion kann sehr leicht zu einer unzureichenden Fehlerberichterstattung führen. Der Online-Analysator für gelöste Gase im Öl beseitigt dieses Risiko, indem er direkt am Transformatorgehäuse installiert wird und eine kontinuierliche automatische Erkennung der charakteristischen Gase ermöglicht.

Welche charakteristischen Gase werden bei den verschiedenen Störungsarten erzeugt?

Niederenergetische Teilentladungen erzeugen hauptsächlich Wasserstoff (H₂), und das Vorhandensein von Acetylen (C₂H₂) deutet in der Regel auf eine hochenergetische Bogenentladung hin, die das gefährlichste Warnzeichen ist; Ölüberhitzungsfehler sind durch Methan (CH₄) und Ethylen (C₂H₄) gekennzeichnet; und die Verschlechterung oder Überhitzung fester Isoliermaterialien wird in der Regel durch anormale Erhöhungen von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂) ist typisch für die Alterung oder Überhitzung von festen Dämmstoffen. Auf der Grundlage dieses Gesetzes haben internationale und nationale Normen wie IEC 60599 und GB/T 7252 ausgereifte Fehlerdiagnoseverfahren wie die Drei-Verhältnis-Methode und die David-Dreieck-Methode eingeführt, die eine theoretische Grundlage für automatisierte Diagnosealgorithmen bilden.

Was ist der Unterschied zwischen einem Online-Überwachungssystem für Transformatorenöl und einem Online-Analysator für gelöste Gase in Öl?

In der praktischen Anwendung werden diese beiden Konzepte oft vermischt, aber es gibt eine gewisse Unterscheidung von der technischen Ebene. Gelöstes Gas in Öl Online-Analysator (Online DGA Analyzer) bezieht sich in der Regel auf die Fertigstellung der Öl- und Gastrennung, Gaskomponenten-Erkennung und Konzentrationsberechnung des Kerns analytische Instrumentierung Einheit, die Betonung der Nachweisfähigkeit des analytischen Instruments selbst, während der Transformator Öl-Chromatographie Online-Monitoring-System ist ein komplettes System-Konzept, das die Front-End-Entgasung und Öl-und Gas-Trennung Gerät, Chromatographie-Einheit, Datenerfassung und Verarbeitung Module, Kommunikations-Schnittstelle, Hintergrund-Monitoring-Software und Fehler-Expert-System und eine vollständige Reihe von Sub-Systemen, ist direkt anwendbar auf Unterstationen, und so weiter. Das Transformatoröl-Chromatographie-Online-Überwachungssystem ist ein kompletteres Systemkonzept, das das Front-End-Entgasungs- und Öl-/Gasabscheidegerät, die Chromatographie-Analyseeinheit, das Datenerfassungs- und -verarbeitungsmodul, die Kommunikationsschnittstelle, die Back-End-Überwachungssoftware und das Expertensystem für die Fehlerdiagnose usw. umfasst. Es ist eine Komplettlösung, die direkt in der Feldtechnik von Umspannwerken eingesetzt werden kann.

Bei der Auswahl eines Modells muss klar sein, ob es sich um ein eigenständiges Analysegerät oder ein integriertes komplettes Überwachungssystem handelt, was die spätere Installation, Integration sowie die Betriebs- und Wartungsmethoden bestimmt.

Wie funktioniert das Online-Überwachungssystem für Transformatorenölchromatographie?

Ein typisches Online-Überwachungssystem für Transformatorenölchromatographie führt einen automatischen Analysezyklus nach folgendem Verfahren durch:

Schritt 1: Zirkulation und Sammlung von Ölproben

Das System wird von der eingebauten Ölpumpe angetrieben, die das Isolieröl des Transformatorgehäuses in der geschlossenen Rohrleitung zirkulieren lässt, um sicherzustellen, dass die gesammelten Ölproben wirklich den internen Ölzustand des Transformators repräsentieren und um den Fehler zu eliminieren, der durch die Ölproben aus der Totzone entsteht.

Schritt 2: Öl- und Gasabscheidung (Entgasung)

Dies ist eines der kritischsten Glieder in der gesamten Analysekette. Das System verwendet die Entgasung mit durchlässigen Membranen, die Vakuumentgasung oder das Headspace-Gleichgewicht, um das im Isolieröl gelöste charakteristische Fehlergas abzutrennen und eine Mischgasprobe zu erhalten, die mit der chromatographischen Säule analysiert werden kann. Die Leistung des Entgasungsgeräts wirkt sich direkt auf die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Prüfergebnisse aus und ist auch eines der Glieder, bei denen die Leistung der Produkte verschiedener Hersteller am stärksten variiert.

Schritt 3: Gaschromatographische Analyse

Das abgetrennte Gasgemisch wird in die GC-Säule eingespeist und von einem Trägergas (in der Regel hochreiner Stickstoff oder ein eingebauter Trägergasgenerator, der ohne Flaschen auskommt) getragen, wodurch eine präzise Trennung der Gasbestandteile in der Säule erreicht wird. Der quantitative Nachweis erfolgt mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD) oder einem Wasserstoff-Flammenionisationsdetektor (FID), der die numerischen Werte der Konzentration der einzelnen Bestandteile ausgibt.

Schritt 4: Datenverarbeitung und Fehlerbehebung

Die gesammelten Gaskonzentrationsdaten werden vom eingebetteten Prozessor einer Temperaturkorrektur, Kalibrierungsberechnung und Trendanalyse unterzogen, und das eingebaute Expertensystem zur Fehlerdiagnose wird aufgerufen, um den internen Zustand des Transformators auf der Grundlage internationaler Standardalgorithmen wie der Drei-Verhältnis-Methode, der David's Triangle-Methode und der IEC 60599-Richtlinien automatisch zu bewerten und diagnostische Schlussfolgerungen und Warnsignale auszugeben.

Schritt 5: Hochladen von Daten und Fernüberwachung

Die Analyseergebnisse werden über RS-485, Ethernet, Glasfaser und andere Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle wie IEC 61850 und Modbus RTU auf die umfassende Automatisierungsplattform der Umspannwerke oder die Cloud-Plattform für Betrieb und Wartung hochgeladen, die die Abfrage historischer Trends, die Fernübertragung von Überschreitungsalarmen und die Fernkonfiguration von Parametern unterstützen und eine zentrale Verwaltung dezentraler Einsatzgeräte ermöglichen.

Welches sind die wichtigsten technischen Möglichkeiten für die Online-Überwachung der Transformatorenöl-Chromatographie?

Derzeit auf dem Markt in der Transformator-Öl gelösten Gas-Online-Analysator nimmt vor allem die folgenden mehrere technische Routen, die jeweils mit ihren eigenen Vor- und Nachteile:

Gaschromatographie (GC)

Die Gaschromatographie ist die gängigste Methode mit der höchsten Präzision und dem umfassendsten Nachweis von Gaskomponenten, die gleichzeitig H₂, CO, CO₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, die sieben charakteristischen Vollkomponentengase und Mikrowasser nachweisen kann, und sie ist die empfohlene Referenzmethode für Normen wie IEC 60599 und DL/T 722. Die größte Herausforderung besteht darin, dass die Systemstruktur relativ komplex ist. Die größten Herausforderungen sind die relative Komplexität des Systems, die lange Analysezykluszeit (typischerweise 40 Minuten bis mehrere Stunden) und die Installations- und Wartungsanforderungen.

Photoakustische Spektroskopie (PAS)

Die photoakustische Spektrometrie basiert auf der Absorption von Gasmolekülen bei bestimmten Wellenlängen des infraroten Lichts zur Erkennung, mit einer schnellen Reaktionszeit, keine Notwendigkeit für Trägergas, kompakte Struktur, usw., geeignet für hohe Überwachungsfrequenz Anforderungen, die Notwendigkeit für eine schnelle Frühwarnszenarien, und einige der Produkte können die Vollkomponenten-Gas-Detektion zu decken.

Methode mit einem einzigen Wasserstoffsensor

Wasserstoff (H₂) ist das kritischste Frühwarngas für Teilentladungen und frühzeitige Ölüberhitzungsausfälle. Der Einsatz von Palladiummembransensoren oder katalytischen Verbrennungssensoren für den gezielten Nachweis von Wasserstoff in Öl, kombiniert mit dem Nachweis von Mikrowasser, stellt eine vereinfachte, kostengünstige DGA-Überwachungslösung für Anwendungen mit begrenzten Budgets oder als Ergänzung zur Vollkomponentenüberwachung dar.

Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR)

Die FTIR-Methode hat die Fähigkeit, schnell und mit einem breiten Spektrum zu detektieren, kann gleichzeitig eine Vielzahl von Gaskomponenten detektieren, hat eine hohe Messgenauigkeit und wird in einigen High-End-Anwendungsszenarien eingesetzt, aber die Kosten für das gesamte Gerät sind relativ hoch.

Worauf sollte ich bei der Auswahl eines Online-Überwachungssystems für Transformatorenölchromatographie achten?

Angesichts der großen Vielfalt an Transformatoröl-Chromatographie-Online-Überwachungsprodukten auf dem Markt sind die folgenden Dimensionen die wichtigsten Kernüberlegungen, die bei der Auswahlentscheidung nicht außer Acht gelassen werden sollten:

I. Erkennung der Abdeckung durch Gaskomponenten

Die Arten von Gasen, die von dem ausgewählten System erfasst werden können, müssen angegeben werden. Die Erfassung der sieben charakteristischen Gase (H₂, CO, CO₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂) des gesamten Bauteils ist die Grundlage für eine vollständige Fehlersuche. Einige der Systeme unterstützen auch die gleichzeitige Überwachung des Spurenwassergehalts (H₂O), was eine weitere Bewertung der Alterung und des Feuchtigkeitsgehalts von Isolierpappe ermöglicht. Einige Systeme unterstützen auch die gleichzeitige Überwachung des Mikrowassergehalts (H₂O), der eine weitere Beurteilung der Alterung und Feuchtigkeit des Isolierkartons ermöglicht.

II. die Entgasungsmethoden und die Nachweisgenauigkeit

Der technische Reifegrad der Entgasungsvorrichtung (Öl-/Gastrennung) bestimmt unmittelbar die Zuverlässigkeit der Prüfdaten. Der Schwerpunkt sollte auf dem Verständnis des technischen Prinzips der Entgasungsmethode des Herstellers, der Stabilität der Entgasungsrate und der Frage liegen, ob das Risiko einer Trägergasverunreinigung des Isolieröls des Transformators besteht. Die zylinderlose Bauweise und die luftdichte Entgasungsstruktur sind bei den heutigen technischen Anwendungen die akzeptierteren Lösungen.

III. die Möglichkeiten des Algorithmus zur Fehlerbehebung

Die Frage, ob das in das System integrierte Expertensystem für die Fehlerdiagnose die wichtigsten internationalen Standardalgorithmen wie die Drei-Verhältnis-Methode und die Methode des Davidschen Dreiecks unterstützt und ob es über die Funktionen zur Analyse der Gasproduktionsrate und zur Vorhersage des Trends verfügt, wirkt sich direkt darauf aus, ob die Überwachungsdaten wirksam in eine Entscheidungsgrundlage für die Instandhaltung umgewandelt werden können, was den Kernwert des Systems ausmacht.

IV. Kommunikationsprotokolle und Fähigkeiten zur Systemintegration

Entscheidend für die Projektumsetzung ist, ob das System die Standard-Kommunikationsprotokolle der IEC 61850 unterstützt und ob es problemlos mit den Automatisierungsplattformen der Umspannwerke des staatlichen Netzes und des südlichen Stromnetzes oder dem integrierten Online-Überwachungssystem verbunden werden kann. Gleichzeitig muss darauf geachtet werden, ob das System über die Möglichkeit der Fernwartung und -konfiguration von Parametern verfügt, um die Kosten für den späteren Betrieb und die Wartung zu senken.

V. Anpassungsfähigkeit an die Umwelt und Zuverlässigkeit

Die Standortbedingungen von Umspannwerken sind komplex, und einige Projekte befinden sich in Gebieten mit hoher Kälte, hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit oder großer Höhe. Sollte das System der Betriebstemperaturbereich, Schutzniveau, anti-elektromagnetische Störungen Design und langfristigen störungsfreien Betrieb der technischen Überprüfung zu prüfen, um die Auswahl der Laborleistung zu vermeiden, aber das Feld Zuverlässigkeit des Produkts ist nicht genug.

VI. einfache Wartung und Betriebs- und Wartungskosten

Der Schwerpunkt sollte auf dem Verständnis des Arbeitsaufwands für die tägliche Wartung des Systems liegen, einschließlich des Verbrauchs und des Austauschzyklus des Trägergases, der Häufigkeit des Säulenwechsels und der Frage, ob die Kalibrierungsmethode die automatische Fernkalibrierung unterstützt. Die zylinderlose Konstruktion hat offensichtliche Vorteile in Bezug auf Sicherheit und Betriebskosten, da sie keinen regelmäßigen Austausch von Hochdruckgasflaschen erfordert.

VII. die Qualifikation des Herstellers und seine technische Erfahrung

Es sollten professionelle Hersteller ausgewählt werden, die über einschlägige Zertifizierungen in der Energiewirtschaft verfügen und in großen Stromnetzen wie dem State Grid oder dem Southern Power Grid eingesetzt werden, wobei der Schwerpunkt auf der Anzahl der tatsächlichen technischen Fälle, der Anzahl der Jahre mit stabilem Betrieb des Geräts und der Fähigkeit, auf technische Kundendienstleistungen zu reagieren, liegen sollte.

Für welche Geräte und Szenarien eignen sich die Online-Überwachungssysteme für Transformatorenölchromatographie?

Das Online-Überwachungssystem für Transformatorenölchromatographie ist hauptsächlich für die folgenden Arten von ölgefüllten Stromanlagen geeignet:

Im Umspannwerksszenario sind Haupttransformatoren von 110kV und mehr, 500kV-Höchstspannungstransformatoren und wichtige Kraftwerksaufspanntransformatoren die vorrangigen Einsatzziele; Haupttransformatoren mit langer Betriebsdauer, historischen Aufzeichnungen über Anomalien oder mit kritischen Stromversorgungsaufgaben sind auch die wichtigsten Anwendungsziele des Online-Überwachungssystems. Darüber hinaus können auch ölgefüllte Drosselspulen, Transformatoren und andere ölgefüllte Geräte in den Überwachungsbereich einbezogen werden.

In industriellen Energieszenarien haben Metallurgie, Petrochemie, Datenzentren und andere Branchen, die eine hohe Kontinuität der Stromversorgung benötigen, einen ebenso hohen Bedarf an Online-Überwachung ihrer kritischen Transformatoren, um größere Produktionsverluste aufgrund ungeplanter Transformatorausfälle zu vermeiden.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Ist für die Installation eines Online-Überwachungssystems für Transformatorenölchromatographie ein Stromausfall erforderlich?

Die meisten der Transformator-Öl-Chromatographie Online-Monitoring-System durch den Transformator Körper Öl-Ventil-Position zu installieren, die Öl-Schnittstelle zu erreichen Online-Zugang, kann unter der Prämisse der Nicht-Strom-Installation abgeschlossen werden, hat keinen Einfluss auf den normalen Betrieb des Transformators. Aber die spezifischen Installationsprogramm aufgrund der Transformator Struktur und Standortbedingungen variieren, wird empfohlen, dass vor dem Projektstart von professionellen und technischen Personal zur Durchführung von Vor-Ort-Untersuchung zu bestätigen.

Warum gibt es eine Diskrepanz zwischen Online-Überwachungsdaten und Offline-Labor-Ölchromatographie-Testdaten?

Die Unterschiede zwischen den beiden Verfahren sind hauptsächlich auf die verschiedenen Entgasungsmethoden, die unterschiedlichen Entnahmezeiten der Ölproben und den Einfluss von Änderungen der Umgebungstemperatur auf die Gaslöslichkeit zurückzuführen. Bei der Online-Überwachung liegt der Schwerpunkt auf Trendänderungen in Echtzeit, während die Offline-Analyse im Labor genauer ist. Wenn die beiden Verfahren komplementär eingesetzt werden, sollte der Schwerpunkt auf dem Wachstumstrend der Gaskonzentration und nicht auf der absoluten Abweichung eines einzelnen Wertes liegen. Einschlägige Normen aus dem In- und Ausland haben auch den Fehlerbereich der beiden Methoden klar definiert.

Bedeutet der Nachweis von Acetylen im Transformatorenöl eine unmittelbare Gefahr?

Acetylen (C₂H₂) ist ein charakteristisches Gas der Hochenergie-Lichtbogenentladung. Sein Auftreten ist ein wichtiges Frühwarnsignal, aber ob es eine unmittelbare Gefahr darstellt, muss mit dem absoluten Wert seiner Konzentration, der Wachstumsrate und dem Anteil anderer charakteristischer Gase kombiniert werden, um eine umfassende Beurteilung vorzunehmen. Fachleute sollten von Anfang an eine umfassende Diagnose gemäß DL/T 722 und anderen Normen durchführen, anstatt Schlussfolgerungen nur auf der Grundlage des Wertes eines einzelnen Gases zu ziehen.

Kann das Online-Überwachungssystem mit dem PMS-Geräteverwaltungssystem gekoppelt werden?

Systeme, die IEC 61850 oder eine offene Datenbankschnittstelle unterstützen, können in ein Produktionsmanagementsystem (PMS), ein Anlagenmanagementsystem (EAM) und eine integrierte Online-Überwachungsplattform für Umspannwerke integriert werden. Es wird empfohlen, sich in der Projektphase mit den Geräteherstellern und der IT-Abteilung abzustimmen, um einen reibungslosen Ablauf des Datenprozesses zu gewährleisten.

Wie oft muss ich mein Online-Überwachungssystem für die Ölchromatographie warten?

Die Wartungsintervalle variieren je nach Systemaufbau und Nutzungshäufigkeit. In der Regel wird empfohlen, alle sechs Monate bis ein Jahr eine vorbeugende Wartung durchzuführen, einschließlich Reinigung des Ölkreislaufs, Überprüfung des Entgasungsfilmstatus, Nullkalibrierung des Geräts und Selbsttest des Systems. Das zylinderlose Systemdesign kann den täglichen Wartungsaufwand erheblich reduzieren und die Arbeitskosten für die Wartung und Instandhaltung senken.

Wenn Sie professionelle Lösungen suchen, wenden Sie sich bitte an Inotera!

INNOTD konzentriert sich auf den Bereich der Zustandserkennung und Online-Überwachung von Energieanlagen und bietet komplette Produkte und Lösungen für das Online-Überwachungssystem für Transformatorenöl, den Online-Analysator für gelöste Gase im Öl, die Online-Überwachung der Isolierung von Durchführungen und die integrierte Multiparameter-Überwachung. Wenn Sie Beratung oder technischen Austausch für bestimmte Transformatorentypen, Spannungsebenen und Anforderungen an die Stationsintegration benötigen, besuchen Sie bitte unsere Website oder wenden Sie sich an unser professionelles technisches Team für Unterstützung.

Offizielle Website-Adresse: www.innotd.com

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