Sistema de monitorización en línea de cromatografía de aceite de transformador: análisis de gases disueltos en aceite DGA

¿De qué se trata?Sistema de control en línea de la cromatografía del aceite del transformador?

El sistema de monitorización en línea por cromatografía de aceite de transformador es un tipo de equipo de monitorización inteligente especialmente utilizado para el análisis de gases disueltos en el aceite de transformador sumergido en aceite. Este tipo de sistema adopta la tecnología avanzada de análisis de cromatografía de gases, que es capaz de detectar los gases característicos de fallo en el aceite aislante del transformador en tiempo real, y descubrir los fallos potenciales dentro del equipo a tiempo.

¿Por qué es necesario controlar los gases disueltos en el aceite? Durante su funcionamiento, los transformadores producen gases característicos en sus materiales aislantes internos debido a fallos como el sobrecalentamiento y las descargas eléctricas. Estos gases se disuelven en el aceite aislante y, analizando los cambios en la composición y concentración de los gases, se puede determinar con precisión el estado de salud del transformador. Las pruebas tradicionales fuera de línea requieren cortes de corriente para tomar muestras y enviarlas a inspeccionar, lo que lleva mucho tiempo y puede hacer que se pierda el periodo crítico de desarrollo del fallo.

El sistema de supervisión en línea DGA realiza la transformación del mantenimiento pasivo en prevención activa. El sistema es capaz de realizar una supervisión automática periódica y en línea a largo plazo, así como de dominar en tiempo real el estado de funcionamiento interno del transformador y la tendencia de desarrollo de los fallos, lo que mejora significativamente la seguridad operativa de los equipos de potencia.

¿Qué componentes del gas pueden detectarse?

¿Cuáles son los siete gases característicos clave?

El dispositivo de monitorización en línea por cromatografía de aceite puede medir con precisión siete gases característicos que reflejan información sobre los fallos del transformador: hidrógeno (H₂), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄), etano (C₂H₆), etileno (C₂H₄), acetileno (C₂H₂). Cada gas corresponde a un tipo específico de avería.

Los gases de hidrógeno proceden principalmente de descargas parciales y descargas de baja energía. Los cuatro gases hidrocarburos metano, etano, etileno y acetileno reflejan el grado de descomposición térmica del material aislante, y la presencia de acetileno suele señalar la aparición de un fallo a alta temperatura o una descarga de arco. El monóxido de carbono y el dióxido de carbono, por su parte, proceden principalmente del envejecimiento y la descomposición de materiales aislantes sólidos.

¿Por qué es necesario controlar el contenido de microagua?

Además de los siete gases característicos, el sistema también puede añadir la supervisión de microagua según las necesidades del cliente. La humedad es un factor importante que afecta al rendimiento del aislamiento de los transformadores. Un contenido excesivo de agua en el aceite reduce la resistencia del aislamiento, acelera el envejecimiento del material aislante e incluso desencadena accidentes por avería.

La supervisión simultánea del gas disuelto y del contenido de microagua permite una evaluación más completa del estado del aislamiento del transformador. Esta supervisión exhaustiva proporciona datos fiables para respaldar el desarrollo de estrategias de mantenimiento científicas.

¿Cómo funciona el sistema?

¿Cuál es el principio de la tecnología de separación de petróleo y gas?

El dispositivo de monitorización en línea de cromatografía de aceite adopta la desgasificación dinámica al vacío para lograr la separación de aceite y gas. En primer lugar, el sistema hace circular completamente el aceite del transformador para garantizar que el aceite muestreado sea representativo. A continuación, toma una pequeña cantidad de muestras de aceite en el dispositivo de separación de aceite y gas, a través del entorno de vacío se disolverá en la separación de aceite y gas.

Este método de desgasificación es muy eficaz y reproducible, lo que garantiza la precisión de cada medición. En comparación con otras técnicas de desgasificación, el método de vacío dinámico apenas perturba la muestra de aceite y no afecta al funcionamiento normal del transformador.

¿Cuál es el proceso de análisis por cromatografía de gases?

Tras la separación, los gases característicos entran en la columna cromatográfica y se consigue la separación de los componentes bajo el impulso del gas portador. Las distintas moléculas de gas tienen tiempos de residencia diferentes en la columna debido a las diferencias en las propiedades fisicoquímicas, con lo que se consigue una separación eficaz.

Cuando el gas atraviesa el sensor de alta precisión, se convierte en una señal eléctrica, que a su vez se transforma en una señal digital mediante A/D. Estos datos se cargan en el sistema backend en tiempo real mediante comunicación RS485 para su análisis, almacenamiento y visualización. Todo el proceso de análisis está totalmente automatizado, sin intervención humana.

¿Cuál es la rapidez del ciclo de detección?

El periodo de muestreo y análisis más rápido del sistema puede ser de hasta 2 horas, y el periodo de detección puede ajustarse con flexibilidad en función de los requisitos operativos. En el caso de transformadores importantes o equipos que funcionan con cargas elevadas, pueden establecerse intervalos de detección más cortos para lograr una supervisión de alta frecuencia. Para equipos estables, el ciclo de detección puede ampliarse adecuadamente para ahorrar consumo de gas portador.

Este ajuste flexible del ciclo de detección puede satisfacer las necesidades de supervisión en tiempo real, teniendo en cuenta al mismo tiempo los costes de funcionamiento. El sistema admite la supervisión automática a intervalos regulares sin operación manual, lo que permite un funcionamiento sin supervisión.

¿Qué nivel de precisión de medición puede alcanzarse?

¿Cuál es el rango de detección de cada gas?

Los rangos de detección son 2-2000 μL/L para hidrógeno, 0,5-1000 μL/L para acetileno, 0,5-1000 μL/L para metano, etano y etileno, 25-5000 μL/L para monóxido de carbono y 25-15.000 μL/L para dióxido de carbono.Estos rangos de detección cubren todas las fases de funcionamiento, desde el funcionamiento normal hasta las averías graves.

Con la función opcional de monitorización de microagua, el rango de detección de humedad es de 1-100 μL/L. Estos rangos de parámetros se ajustan a los requisitos de las normas de la industria energética y pueden satisfacer las necesidades de monitorización de todo tipo de transformadores.

¿Qué margen de error de medición se controla?

En la banda de baja concentración, el límite de error de medición para cada gas es el error absoluto o el error relativo de 30%, el que sea mayor. Por ejemplo, para el hidrógeno en el intervalo de 2-20 μL/L, el error es de ±2 μL/L o ±30%. En la banda de alta concentración, el límite de error se unifica como error relativo de ±30%.

Los requisitos de repetibilidad de las mediciones también son muy estrictos, en las condiciones de repetibilidad, la desviación estándar relativa RSD de 6 resultados de ensayo debe ser ≤ 5%. Esta alta precisión y repetibilidad garantiza la fiabilidad de los datos de monitorización y proporciona una base precisa para el diagnóstico de fallos.

¿Cuáles son los componentes del sistema?

¿Qué incluye el dispositivo de vigilancia frontal?

El dispositivo de supervisión en línea del gas en el aceite del transformador es el componente central del sistema y se instala cerca del transformador. Con unas dimensiones de 650 x 500 x 1300 mm y un peso aproximado de 110 kg, el dispositivo es apto para su uso en entornos exteriores gracias a su carcasa con protección IP55.

En su interior se integran componentes clave como el sistema de circulación del circuito de aceite, el dispositivo de separación de aceite y gas, el analizador de cromatografía de gases y el módulo de adquisición de datos. Se conecta al transformador a través de un tubo de cobre morado especial (Φ6×1), y solo es necesario conectarlo al tubo de entrada de aceite y al tubo de salida de aceite, lo que hace que la instalación sea sencilla y cómoda.

¿Cuáles son las funciones del sistema de vigilancia backend?

El sistema de monitorización de fondo y gestión de datos se encarga de recibir, analizar, almacenar y mostrar los datos. El sistema puede emitir diversos análisis, como el valor de concentración de cada gas y su espectro de concentración, el código de tres relaciones, el resultado de diagnóstico del triángulo de David, el gráfico de tendencias de los datos históricos, etc.

Tiempo de almacenamiento de datos ≥ 10 años, se puede realizar un análisis de tendencias a largo plazo. El sistema admite la función de alarma para cada concentración de gas que supere el límite, cuando un parámetro supere el umbral preestablecido, se emitirá inmediatamente una señal de alarma para recordar al personal de operación y mantenimiento que le preste atención.

¿Cómo permite el método de comunicación la supervisión a distancia?

El sistema admite diversos métodos de comunicación, como RS485, RJ45, etc. El protocolo de comunicación es compatible con MODBUS, IEC61850 y otras normas. Esto significa que el dispositivo de monitorización puede conectarse fácilmente y sin problemas con la plataforma SCADA o de monitorización existente del sistema eléctrico para lograr una gestión centralizada remota.

Al adoptar el modo de comunicación de medición y control a larga distancia N:1, se pueden conectar varios dispositivos de monitorización al mismo controlador inteligente para lograr una gestión centralizada. Los datos de monitorización pueden compartirse con la plataforma interna del sistema eléctrico, lo que mejora el valor de utilización de los datos.

¿En qué condiciones ambientales funciona?

¿Cuál es la amplitud térmica?

El sistema está diseñado para detectar temperaturas del aceite de entre 0 °C y 100 °C, con un rango de adaptación a la temperatura ambiente de entre -40 °C y +65 °C. Este diseño de amplio rango de temperaturas permite que el equipo funcione de forma estable tanto en el duro invierno del norte como en el caluroso verano del sur.

Las diferencias máximas diarias de temperatura de hasta 25 °C son importantes para los equipos instalados al aire libre. El sistema está equipado con dispositivos internos de compensación y control de la temperatura para garantizar que la precisión del análisis cromatográfico no se vea afectada por la temperatura ambiente. En función de los requisitos del proyecto, se dispone de un sistema opcional de aire acondicionado para proporcionar un entorno de temperatura constante al equipo.

¿Qué hay de otras adaptaciones medioambientales?

El rango de adaptación de la humedad relativa es de 5%-95%, sin condensación ni formación de hielo en el interior del producto. El rango de presión atmosférica es de 80kPa-110kPa, adecuado para diferentes altitudes. Cuando se instala en el exterior, el equipo puede soportar condiciones meteorológicas severas, como una velocidad máxima del viento de 35m/s, una intensidad solar de 0,1W/cm² y un espesor de la capa de hielo de 10mm.

El grado de protección IP55 significa que el dispositivo es resistente al polvo y a las salpicaduras de agua y puede funcionar de forma fiable en entornos exteriores durante largos periodos de tiempo. Este diseño altamente adaptable al entorno es especialmente adecuado para escenarios de aplicación en exteriores, como subestaciones.

¿Qué escenarios de aplicación son aplicables?

¿Qué transformadores hay que instalar?

El sistema de monitorización en línea por cromatografía de aceite se aplica principalmente a transformadores principales de subestaciones e importantes transformadores de distribución. Para los transformadores de gran capacidad, alto nivel de tensión e importante carga de suministro eléctrico, la instalación del sistema de monitorización en línea es especialmente necesaria. En caso de avería de estos equipos, el alcance de la influencia es grande y las pérdidas económicas son cuantiosas.

Los transformadores que funcionan con cargas elevadas o se sobrecargan con frecuencia, con altas temperaturas internas y un rápido envejecimiento de los materiales aislantes, requieren una supervisión aún más continua. En el caso de los transformadores más antiguos con una larga vida útil, la supervisión en línea puede detectar a tiempo posibles fallos y prolongar la vida útil del equipo.

¿Qué lugares necesitan más este tipo de sistema de vigilancia?

Los usuarios de energía que necesitan realizar una revisión basada en la condición y una supervisión en línea son los principales destinatarios de las aplicaciones. Los métodos tradicionales de mantenimiento periódico suelen dar lugar a un mantenimiento excesivo o insuficiente, mientras que el mantenimiento basado en la condición permite elaborar planes de mantenimiento basados en el estado real de los equipos, lo que garantiza tanto la seguridad como la reducción de costes.

Los lugares críticos de suministro eléctrico, como hospitales, centros de datos e importantes usuarios industriales, requieren una fiabilidad de suministro eléctrico extremadamente alta. Con la instalación de un sistema de monitorización en línea, los problemas pueden detectarse en la fase incipiente de las averías, lo que evita cortes repentinos del suministro eléctrico.

¿Qué papel desempeña en el sistema eléctrico?

El sistema de monitorización en línea es una parte importante de la construcción de redes inteligentes. Conectando los datos de monitorización al sistema SCADA, se realiza la gestión digital de los equipos de distribución de energía. El centro de distribución puede conocer en tiempo real el estado de funcionamiento de los transformadores de toda la red y llevar a cabo una supervisión unificada y una distribución coordinada.

Para los nuevos sistemas de energía, como el acceso distribuido a la energía y la construcción de microrredes, la tecnología de monitorización en línea ofrece capacidad de detección en tiempo real del estado de los equipos, lo que proporciona una base de datos para el funcionamiento inteligente y el control óptimo de la red eléctrica.

¿Cómo se instala y se pone en marcha?

¿Cuál es el proceso de instalación?

El sistema es compatible con la instalación del transformador en funcionamiento bajo tensión sin fallo de alimentación. A través de la brida y el transformador reservado interfaz de conexión, no afecta a la estructura de funcionamiento original. Ingeniería de post-medición profesional de apoyo a las válvulas de aceite de entrada y salida para garantizar la fiabilidad y el sellado de la conexión del circuito de aceite.

La instalación requiere el tendido de cables de par trenzado blindados ignífugos totalmente apantallados (4 núcleos) para la comunicación de datos, y el tendido de cables de alimentación para suministrar corriente alterna de 220V±15%, 50Hz±1Hz. Según las necesidades del proyecto, también puede ser necesario instalar una pantalla de control entre bastidores, aire acondicionado y otros equipos auxiliares.

¿Qué accesorios tengo que configurar?

La configuración estándar del sistema incluye: 1 juego de dispositivo de monitorización en línea del gasóleo del transformador, 1 juego de cables de comunicación, 1 juego de cables de alimentación, 1 juego de tubería de aceite de configuración especial y brida de entrada y salida del aceite. De acuerdo con las necesidades del proyecto, se puede equipar con ordenador de monitorización entre bastidores (incluido el paquete de software de monitorización del sistema), pantalla de monitorización entre bastidores, aire acondicionado, generador de gas portador, etc.

El gas portador es un consumible necesario para el análisis cromatográfico. Con la configuración estándar, el gas portador puede utilizarse ≥ 400 veces por botella. Con el generador de gas portador opcional, no hay necesidad de cambiar el cilindro de gas con regularidad, lo que reduce en gran medida el coste de funcionamiento y la carga de trabajo de mantenimiento.

¿Cuáles son las tareas rutinarias de mantenimiento?

El sistema está diseñado para ser altamente automatizado con un mantenimiento rutinario mínimo. Los principales elementos de mantenimiento incluyen la comprobación periódica del aspecto y el estado de funcionamiento del equipo, la comprobación de la normalidad de los datos y la confirmación de que la comunicación es fluida. Si se utilizan bombonas de gas para el suministro de gas, es necesario prestar atención al equilibrio del gas portador y sustituir las bombonas a tiempo.

Se recomienda realizar autocomprobaciones y calibraciones periódicas del sistema para garantizar la precisión de las mediciones. En el caso de equipos que funcionen durante mucho tiempo, el mantenimiento de la columna y el sensor debe realizarse de acuerdo con los requisitos del manual de mantenimiento. Unos registros de mantenimiento perfectos ayudarán al funcionamiento estable a largo plazo del equipo.

¿Cómo elegir el sistema de vigilancia adecuado?

¿Cómo elegir un modelo en función de sus necesidades?

La selección empieza por aclarar el tipo y las especificaciones del objeto de vigilancia. Hay que confirmar si el transformador está sumergido en aceite o no, y conocer la capacidad, el nivel de tensión, el entorno de funcionamiento y otra información básica del equipo. Los entornos especiales, como gran altitud, alta contaminación, fuerte corrosión y otras condiciones, deben explicarse de antemano.

En segundo lugar, es importante definir las necesidades de control. ¿Es necesario controlar los siete gases? ¿Es necesario añadir la supervisión de microagua? ¿Cuál es la duración necesaria del ciclo de detección? ¿Necesita interconectarse con el sistema de vigilancia existente? Estos requisitos influirán en la configuración y el precio del sistema.

¿Configuración estándar o solución a medida?

Para las aplicaciones rutinarias, la configuración estándar es suficiente. El sistema estándar contiene el dispositivo de supervisión básico, cables de comunicación, cables de alimentación y conexiones de aceite, lo que permite una funcionalidad de supervisión completa.

Si existen requisitos especiales, como la supervisión centralizada de varios transformadores, la necesidad de una gran pantalla de visualización, la exigencia de un entorno de temperatura constante, el deseo de reducir la sustitución del gas portador, etc., puede seleccionar los componentes adecuados. Los fabricantes suelen ofrecer servicios flexibles de personalización para diseñar la solución óptima en función de los requisitos reales de ingeniería.

¿Cómo se evalúa el rendimiento de la inversión?

Aunque el sistema de supervisión en línea requiere cierta inversión inicial, sus beneficios económicos son significativos en términos de costes del ciclo de vida completo. El sistema es capaz de detectar posibles fallos a tiempo, evitando daños en los equipos y pérdidas por cortes de electricidad debidos a accidentes inesperados. Estas pérdidas suelen superar con creces la inversión en el sistema de supervisión.

Al realizar un mantenimiento basado en la condición, se pueden reducir las tareas innecesarias de mantenimiento periódico y las pruebas fuera de línea, lo que disminuye los costes de operación y mantenimiento. Al mismo tiempo, aumenta la disponibilidad de los equipos y prolonga su vida útil. Para los usuarios importantes, los beneficios indirectos de la mejora de la fiabilidad del suministro eléctrico son aún más inconmensurables.

¿Dónde puedo obtener apoyo profesional?

Si tiene alguna pregunta sobre el sistema de monitorización en línea por cromatografía del aceite del transformador, o necesita más información sobre los productos y soluciones, póngase en contacto con nosotros a través del sistema de consulta en línea de este sitio. Nuestro equipo técnico tiene una gran experiencia en la monitorización de equipos de energía, puede proporcionarle asesoramiento profesional de selección y servicios de diseño de ingeniería.

Como fabricante profesional de sistemas de monitorización de transformadores en línea, Inotera cuenta con una capacidad de I+D independiente y un sistema de producción perfecto. Proporcionamos un servicio integral desde el suministro del producto, la instalación y puesta en marcha hasta el mantenimiento postventa. Bienvenido a llamar a 13959168359 para el precio del producto y soluciones técnicas, o añadir WeChat para la comunicación detallada.

Nos comprometemos a ofrecer productos genuinos garantizados, todos los productos se ajustan a las normas de la industria energética y a los requisitos de certificación de calidad. Para los proyectos de compra a granel, también ofrecemos asistencia técnica in situ y servicios de formación operativa para garantizar una puesta en marcha sin problemas y un funcionamiento estable a largo plazo del sistema.

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El análisis cromatográfico del aceite del transformador es un trabajo técnico altamente profesional, los resultados del diagnóstico de fallos deben combinarse con el historial de funcionamiento del equipo, los registros de mantenimiento y otra información completa para juzgar. Sistema de monitoreo en línea proporciona datos y resultados preliminares de diagnóstico son sólo para referencia, las medidas específicas de tratamiento deben ser determinadas por personal profesional y técnico de acuerdo con la situación real.

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