Installation et utilisation d'un dispositif de surveillance en ligne par chromatographie de l'huile de transformateur

I. Préparation de l'installation

1. l'inspection des équipements et des accessoires

• Vérifier si le corps principal de l'appareil (y compris l'unité de séparation du pétrole et du gaz, l'unité de détection chromatographique, la machine de contrôle industriel), les accessoires pétroliers (vannes, tuyaux de raccordement, joints), les accessoires électriques (lignes électriques, lignes de communication, câbles de mise à la terre) sont complets, et si le modèle est conforme aux exigences de la conception.
• Vérifier que l'apparence de l'appareil n'est pas endommagée, qu'il n'y a pas de rouille ou de corrosion sur l'interface du circuit d'huile et que l'interface électrique n'est pas desserrée ; ouvrir la coque de l'appareil pour s'assurer qu'il n'y a pas de déplacement ou d'endommagement des composants principaux tels que les colonnes chromatographiques internes, les capteurs, les cartes de circuits imprimés et ainsi de suite (à opérer par du personnel professionnel et technique).
• Vérifier que des pièces de rechange (par exemple, des joints de rechange, des filtres, des colonnes) sont disponibles et que le logiciel de soutien (système de dépannage, logiciel de gestion des données) est préinstallé ou disponible sous la forme d'un kit d'installation.

2. étude du site et confirmation des conditions

• Position du raccordement de la conduite d'huileLa distance entre le point de captage et le point de retour de l'huile doit être conforme aux exigences du circuit d'huile de l'appareil (généralement pas plus de 5 mètres pour réduire la résistance de la canalisation).
• environnement d'installationL'appareil doit être installé dans l'armoire de commande extérieure ou dans une pièce intérieure proche du transformateur, à une température ambiante de 30℃~+50℃, avec une humidité relative ≤90% (sans condensation), en évitant la lumière directe du soleil, les fortes vibrations (comme directement sous le corps du transformateur) ou les zones de gaz corrosifs ; s'il est installé à l'extérieur, l'armoire de commande doit être imperméable à la pluie, à la poussière et avoir des fonctions de préservation de la chaleur.
• Conditions électriques et de communicationConfirmer que le site dispose d'une alimentation électrique de 220 V CA (±10%) (circuit séparé, éviter de partager avec un équipement électrique puissant pour éviter les fluctuations de tension), résistance de mise à la terre ≤ 4Ω (mise à la terre indépendante, ne peut pas être partagée avec la mise à la terre du corps du transformateur) ; les interfaces de communication (Ethernet, 485/232) doivent être adaptées aux protocoles d'interface du système de surveillance dorsal (tel que le système SCADA de la sous-station) (communément). Modbus, IEC 61850).

3. préparation des outils et des consommables

• Outils : clé à pipe, clé à molette (adaptée aux vannes et à l'interface de tuyauterie), perceuse électrique (utilisée pour fixer le dispositif ou l'armoire de commande), multimètre (pour tester l'alimentation électrique et la mise à la terre), testeur de résistance d'isolation (pour tester l'isolation des circuits électriques), bouteille d'azote (pureté ≥99,999%, utilisée pour l'activation des colonnes de chromatographie et la purge de la tuyauterie).
• Consommables : huile spéciale pour transformateurs (le même type d'huile que dans l'équipement, utilisée pour le rinçage des canalisations), éthanol anhydre (pour nettoyer l'interface), ruban de matière première (utilisé uniquement pour sceller l'interface du filetage métallique, interdit d'être utilisé au niveau de la bague d'étanchéité du circuit d'huile).

II. processus d'installation

1) Installation du système d'huile (lien essentiel, la prévention des fuites est centrale)

Étape 1 : Préfabrication et nettoyage des tuyaux

• En fonction de la distance entre le point d'extraction de l'huile, le point de retour de l'huile et le dispositif, couper une tuyauterie spéciale résistante à l'huile (généralement en acier inoxydable ou en PTFE, pression ≥ 10MPa, éviter l'utilisation d'un tuyau en caoutchouc ordinaire), la longueur de la tuyauterie doit être réservée 10% équilibre pour éviter un étirement ou une flexion excessifs (rayon de courbure de ≥ 5 fois le diamètre de la tuyauterie, pour éviter le colmatage).
• Rincer la paroi interne du pipeline avec de l'éthanol anhydre, puis souffler de l'azote (pression 0,2~0,3MPa) pendant 5~10 minutes pour éliminer les impuretés et l'eau afin d'éviter la contamination de l'huile de transformateur ou le colmatage de la colonne chromatographique.

Étape 2 : Raccordement des conduites d'aspiration et de retour de l'huile

• ligne de ramassageFermer la vanne de prise d'huile du transformateur, retirer le bouchon d'origine, installer un té à la sortie de la vanne (une extrémité est reliée au tuyau de prise d'huile de l'appareil, et une extrémité est réservée à la vanne d'échantillonnage pour l'étalonnage régulier hors ligne), puis connecter le tuyau de prise d'huile de l'appareil, sceller l'interface avec un joint d'étanchéité spécial (en matériau Viton, résistant à l'huile et aux températures élevées), et le serrer uniformément à l'aide d'une clé (avec une force modérée, pour éviter d'endommager le joint d'étanchéité ou le filetage de la vis).
• ligne de retourRaccordez la canalisation de retour d'huile de la même manière, et installez une vanne unidirectionnelle (pour empêcher l'inversion du flux d'huile) et un filtre (précision ≤ 5μm, filtrant les impuretés) à l'extrémité du retour d'huile, afin de garantir que le retour d'huile est régulier et qu'aucun polluant ne pénètre dans le transformateur.
• dégazageUne fois le raccordement terminé, ouvrez lentement la vanne d'extraction d'huile pour laisser l'huile remplir lentement le pipeline, et ouvrez en même temps la vanne d'échappement du système d'huile du dispositif pour évacuer l'air dans le pipeline (l'air affecte la précision de la détection de gaz), jusqu'à ce que la vanne d'échappement laisse s'écouler de l'huile pure et aucune bulle d'air, puis fermez la vanne d'échappement.

Étape 3 : Test d'étanchéité des conduites d'huile

• Fermer l'appareil à l'entrée et à la sortie de la vanne d'huile, appliquer une pression de 0,3-0,5 MPa au système d'huile (azote disponible ou pression d'huile de transformateur), rester 30 minutes, observer la pression ne pas chuter, et toutes les interfaces ne fuient pas (peuvent être enduites d'eau savonneuse dans l'interface, pas de bulles), pour confirmer que l'étanchéité est qualifiée.

2. l'installation de systèmes électriques (pour assurer la sécurité et la stabilité du signal)

Étape 1 : Installation de la mise à la terre

• La coque de l'appareil doit être connectée séparément au pôle de mise à la terre (résistance de mise à la terre ≤ 4Ω), le câble de mise à la terre adopte un fil à âme en cuivre bicolore jaune et vert (section transversale ≥ 2,5mm ²), et les bornes doivent être serties avec un nez en cuivre et fixées, afin d'éviter les interférences causées par une fausse connexion.
• La mise à la terre de l'alimentation électrique et la mise à la terre du signal dans l'armoire électrique doivent être connectées séparément, et finalement additionnées au pôle de mise à la terre total pour éviter l'interférence des signaux (par exemple, les signaux de détection chromatographiques sont interférés par une forte électricité).

Étape 2 : Câblage électrique

• Conduire la ligne d'alimentation à partir du circuit d'alimentation dédié au champ, à travers le connecteur étanche de l'armoire de commande pour accéder à l'interface d'alimentation de l'appareil, la ligne de feu, la ligne zéro, la ligne de terre doivent correspondre (marquage de l'appareil L, N, PE), après le câblage avec un multimètre pour détecter la tension d'alimentation est normale, la résistance d'isolation est ≥ 10MΩ (testé par un testeur de résistance d'isolation).
• Un interrupteur de protection contre les surcharges doit être installé dans le circuit d'alimentation (le courant nominal est choisi en fonction de la puissance de l'appareil, généralement 10~16A) afin d'éviter les dommages dus aux courts-circuits ou aux surcharges de l'équipement.

Étape 3 : Câblage de communication

• Raccordez le câble de communication en fonction du type de protocole : câble blindé de super catégorie 5 pour la communication Ethernet (distance de transmission ≤ 100 mètres), câble blindé à paires torsadées pour la communication 485 (distance de transmission ≤ 1200 mètres), et la couche de blindage doit être mise à la terre à une extrémité (uniquement à l'extrémité de l'appareil, afin d'éviter les courants de boucle générés par la mise à la terre aux deux extrémités).
• Marquez clairement les fils après le câblage (par exemple, "ligne de communication - vers les coulisses A" "ligne de communication - vers les coulisses B") et utilisez un multimètre pour tester la ligne de communication de bout en bout afin de vous assurer qu'il n'y a pas de rupture ou de court-circuit.

3. l'installation et la mise en service du système

• Fixation de l'appareilFixer le corps principal de l'appareil ou l'armoire de commande à la fondation en ciment ou au mur à l'aide de boulons d'expansion afin de s'assurer qu'il est fermement installé sans trembler (les vibrations affectent l'effet de séparation de la colonne chromatographique et la stabilité du capteur).
• Vérification initiale de la mise sous tensionLa première étape consiste à mettre l'appareil sous tension, à démarrer l'ordinateur de contrôle industriel, à entrer dans le système d'exploitation et à vérifier que les modules (séparation des huiles et des gaz, détection chromatographique, contrôle de la température) démarrent normalement et ne déclenchent pas d'alarme (telle que "anomalie de la température de la colonne chromatographique" ou "faible pression du gaz vecteur").
• Gaz vecteur et activation de la colonneLa colonne de séparation est composée de deux parties : connecter le gaz porteur d'azote (ajuster la pression à 0,4~0,6MPa), démarrer le système de contrôle du gaz porteur, activer la colonne (régler le programme de température selon le manuel de l'appareil, généralement de 50℃ à 200℃, température constante pendant 4~8 heures), éliminer les impuretés résiduelles dans la colonne pour assurer la précision de la séparation.
• Étalonnage du zéro et étalonnage des étalons: :
  1. Étalonnage du zéro : faire passer de l'azote pur et laisser l'appareil détecter le "gaz zéro" pour étalonner le point zéro du capteur afin de garantir la stabilité de la ligne de base (dérive de la ligne de base ≤ 0,1mV/h).
  2. Étalonnage standard : injecter une concentration connue de gaz standard (contenant H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO et ainsi de suite, la concentration de gaz de défaut de transformateur commun correspond à la gamme de concentration), le dispositif de détection de la valeur mesurée de la valeur standard de l'erreur, l'erreur doit répondre à la norme de l'industrie (comme DL/). T 1573-2016 exigences, l'erreur de chaque composant ≤ 10%), si la différence doit être ajusté la sensibilité du capteur ou les paramètres de la colonne chromatographique.

III. méthodes d'utilisation

1. mise en marche et paramétrage

• séquence de démarrageOuvrez d'abord la vanne du gaz porteur (pour confirmer que la pression est normale), puis mettez l'appareil sous tension, et enfin démarrez l'ordinateur de contrôle industriel et le logiciel de surveillance ; après la mise sous tension, le logiciel effectue automatiquement l'autotest (par exemple, pression du gaz porteur, température de la colonne chromatographique et état du capteur), puis entre dans l'interface de "surveillance en temps réel" une fois l'autotest passé.
• paramétrageLe cycle de surveillance (1~24 heures / temps en général, 10~30 minutes / temps en cas d'alerte de défaut), le seuil d'alarme de concentration de gaz (se référer à DL/T 722-2014, par exemple, H₂≥150μL/L, C₂H₂≥5μL/L (transformateur 500kV) déclenchent l'alarme), et le cycle de stockage des données (généralement 1 heure / article, stockage des données historiques ≥ 10 ans) peuvent être configurés en fonction des besoins du site. 10 ans).

2. le contrôle en temps réel et la visualisation des données

• données en temps réelL'interface du logiciel affiche la concentration de chaque gaz composant (H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO, CO₂), la concentration des hydrocarbures totaux (TCG), le taux de croissance du gaz, ainsi que l'état de fonctionnement de l'appareil (tel que la pression du gaz porteur, la température de la colonne, le débit d'huile), et si un paramètre dépasse la valeur seuil, l'interface affichera un message d'alarme rouge, accompagné d'une alarme sonore et lumineuse (vous pouvez éteindre manuellement le message d'alarme sonore et lumineuse, il ne peut pas être éliminé, il doit être traité pour être réinitialisé). Si un paramètre dépasse la valeur seuil, l'interface affiche un message d'alarme rouge, accompagné d'une alarme sonore et lumineuse (vous pouvez désactiver manuellement le son et la lumière, le message d'alarme ne peut pas être éliminé, il doit être traité et réinitialisé).
• Données historiques et analyse des tendancesLa fonction "Data Query" permet de visualiser les données historiques de concentration (filtrées par l'heure et la date), de générer des courbes de tendance (par exemple, l'évolution de la concentration de C₂H₂ en 1 semaine et 1 mois) et de déterminer la tendance d'évolution du dysfonctionnement en fonction de la tendance (par exemple, une augmentation lente de la concentration peut correspondre à une surchauffe locale, et une augmentation rapide peut correspondre à une décharge sérieuse).

3. le dépannage et la manipulation

• diagnostic automatiqueIl détermine automatiquement le type de défaut (par exemple, surchauffe locale, décharge à faible énergie, décharge à haute énergie) en fonction du rapport des composants gazeux (par exemple, C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂) et affiche les résultats du diagnostic sur l'interface logicielle (par exemple, "Surchauffe locale suspectée, température d'environ 300~700°C"). "Surchauffe locale suspectée, température d'environ 300~700°C").
• Examen et traitement manuels: :
  1. Si l'alarme ou le diagnostic est anormal, il faut d'abord vérifier si l'appareil est normal (par exemple, pression du gaz vecteur, température de la colonne, et exclure tout dysfonctionnement de l'appareil).
  2. Prélever des échantillons d'huile de transformateur pour une analyse chromatographique hors ligne (échantillonnage par la vanne d'échantillonnage réservée dans l'appareil ou dans le corps du transformateur), comparer les données en ligne avec les données hors ligne et confirmer s'il s'agit d'une véritable défaillance du transformateur (pour éviter les fausses alertes de l'appareil en ligne).
  3. Si un défaut est confirmé, en fonction du type et de la gravité du défaut, il faut soit arrêter l'appareil pour maintenance (par exemple, arrêt d'urgence en cas de décharges à haute énergie), soit renforcer la surveillance (par exemple, fonctionnement à court terme en cas de surchauffe localisée mineure pour suivre la tendance), et réétalonner l'appareil après la maintenance pour s'assurer que la surveillance revient à la normale.

4. la transmission de données et la surveillance à distance

• L'appareil transmet des données en temps réel, des informations sur les alarmes et des résultats de diagnostic au système de surveillance dorsal (par exemple, la salle de contrôle de la sous-station) via des lignes de communication, et le système dorsal peut consulter les données à distance, modifier les paramètres de surveillance (nécessite des autorisations) et recevoir des messages d'alarme (par exemple, des SMS, des fenêtres contextuelles).
• Certains appareils permettent d'accéder à la plateforme en nuage, et le personnel chargé de l'exploitation et de la maintenance peut se connecter via une application pour téléphone portable ou une page web pour surveiller à distance l'état de fonctionnement de plusieurs appareils sans surveillance sur place.

IV. Points d'entretien

1. entretien mensuel

• Vérifier le système d'huile : Observer s'il y a des fuites au niveau de la vanne de prise d'huile, de la vanne de retour d'huile, de l'interface de la canalisation, et si le débit d'huile est normal (selon la plage du manuel, par exemple 50~100mL/min).
• Vérifier le système électrique : mesurer la tension d'alimentation, la résistance de mise à la terre et confirmer que la communication est normale (pas d'interruption ou de retard des données).
• Maintenance du logiciel : sauvegarder les données historiques, vider la mémoire cache du logiciel, vérifier les mises à jour du logiciel (par exemple, optimisation de l'algorithme de dépannage).

2. entretien trimestriel

• Nettoyage de l'huile : remplacer le filtre à huile (précision ≤ 5μm) pour empêcher les impuretés de bloquer le pipeline ; si la qualité de l'huile de transformateur est mauvaise (telle que la perte diélectrique dépasse la norme), nécessité de rincer le pipeline d'huile (avec le même type d'huile de transformateur ou de l'éthanol anhydre, rinçage et ensuite soufflage avec de l'azote).
• Vérification du gaz vecteur : Remplacer la bouteille d'azote (la remplacer lorsque la pression est ≤0,1MPa), vérifier l'étanchéité de la conduite de gaz vecteur et recalibrer le débit du gaz vecteur (réglé selon le manuel d'instructions, par exemple 20~30mL/min).
• Étalonnage du capteur : le passage dans le gaz étalon permet d'étalonner la précision de chaque capteur de gaz ; si l'erreur est hors tolérance, il faut ajuster les paramètres du capteur ou remplacer le capteur.

3. l'entretien annuel

• Entretien de la colonne : si l'effet de séparation de la colonne diminue (par exemple, chevauchement des pics des composants, allongement du temps de séparation), une activation est nécessaire (conformément à la procédure de température du manuel d'instructions), et si l'activation est inefficace, la colonne sera remplacée.
• Essais complets : du personnel professionnel et technique effectue des essais complets de l'appareil, y compris la précision de l'unité de détection chromatographique, la stabilité du système de contrôle de la température, la précision du système de diagnostic des défaillances, si nécessaire, le démontage et le nettoyage de l'unité de séparation de l'huile et du gaz (pour éliminer l'huile et les impuretés).
• Mise à niveau des systèmes : mise à jour des logiciels de diagnostic des pannes, mise à niveau des protocoles de communication (par exemple, adaptation aux nouveaux systèmes administratifs) et synchronisation des fonctions des appareils avec les normes de l'industrie.

V. Précautions

1. L'installation et l'entretien doivent être effectués par des professionnels qualifiés, il est strictement interdit aux non-professionnels de démonter l'appareil et de modifier le câblage électrique (afin d'éviter les chocs électriques ou la détérioration de l'équipement).
2. Le robinet de prise d'huile du transformateur doit être fermé pendant le fonctionnement du circuit d'huile afin d'éviter les fuites massives d'huile ; en cas de fuite d'huile, le fonctionnement doit être arrêté immédiatement afin de traiter la fuite et d'éviter la pollution de l'environnement ou les risques d'incendie (l'huile du transformateur est inflammable).
3. Le gaz d'échantillonnage est un gaz dangereux et doit être stocké correctement (loin d'une source de feu et d'une température élevée), éviter les fuites lors de l'utilisation et porter des gants et des lunettes de protection lors de l'utilisation.
4. En cas de dysfonctionnement de l'appareil (par exemple, endommagement de la colonne, défaillance du capteur), celui-ci doit être désactivé à temps afin d'éviter la production de données erronées entraînant des erreurs d'appréciation, puis remis en service après entretien et étalonnage.