Principe de surveillance spectrale de l'huile de transformateur

Qu'est-ce que la surveillance spectrale en ligne de l'huile de transformateur ?

Surveillance en ligne par spectroscopie de l'huile de transformateurIl s'agit d'une technique d'analyse avancée, sans contact, basée sur le principe de l'interaction entre la matière et la lumière. Elle est fondamentalement différente des méthodes de contrôle traditionnelles basées sur les réactions chimiques ou la séparation chromatographique. La technologie identifie avec précision les différentes substances dissoutes dans l'huile en émettant un faisceau de lumière d'une longueur d'onde spécifique dans un échantillon d'huile de transformateur ou un gaz séparé de l'huile et en analysant les changements (par exemple, l'absorption, la diffusion) qui se produisent lorsque la lumière passe à travers l'échantillon.Gaz à caractéristiques de défautLes "empreintes moléculaires" des substances ont été quantifiées et leurs concentrations ont été calculées.

Le cœur de cette technologie réside dans le fait que chaque molécule de gaz (par exemple, H₂, CH₄, C₂H₂, etc.) possède ses propres caractéristiques spectrales, tout comme une empreinte digitale humaine. En interprétant ces informations spectrales, le système est capable de détecter des défauts latents (par exemple, surchauffe, décharge) dans le transformateur.Diagnostic en ligne en temps réelrépondre en chantantalerte précoceElle est à la pointe des technologies qui permettent la maintenance conditionnelle (CBM) et la maintenance prédictive (PdM) des transformateurs.

Pourquoi un contrôle spectral de l'huile de transformateur ?

L'analyse des gaz dissous (AGD) de l'huile de transformateur est le moyen le plus efficace et le plus éprouvé de déterminer les conditions de fonctionnement internes d'un transformateur. Lorsqu'un défaut de surchauffe ou de décharge se produit à l'intérieur du transformateur, l'huile isolante et le papier isolant se décomposent et produisent une variété de gaz caractéristiques. L'analyse des composants et du contenu de ces gaz permet de déterminer avec précision le type et la gravité du défaut.

Limites des méthodes traditionnelles

Les AGD traditionnelles s'appuient largement sur desChromatographie en phase gazeuse (GC). Malgré sa grande précision, il présente des inconvénients évidents :

• temps non réel: il faut généralement procéder à un échantillonnage périodique pour l'inspection, avec de longues périodes de surveillance (des mois, voire une année) qui ne permettent pas de détecter les failles qui se développent rapidement.
• Coûts d'entretien élevés: Les chromatographes en phase gazeuse en ligne sont complexes et nécessitent un remplacement régulier des gaz vecteurs (par exemple, l'argon de haute pureté), des gaz d'étalonnage, etc.produits jetableset nécessite un entretien professionnel.
• Problèmes de fiabilité: Les composants mécaniques complexes (par exemple, les valves, les colonnes chromatographiques) présentent un risque de défaillance au cours d'un fonctionnement à long terme.

La technologie de surveillance spectrale a été créée pour surmonter ces inconvénients en fournissant une solution de surveillance en temps réel, sans consommables et nécessitant peu d'entretien.

Principe fondamental de surveillance : "dialogue" entre la lumière et le gaz

Les systèmes de surveillance spectroscopique de l'huile de transformateur commencent généralement par extraire les gaz dissous de l'huile au moyen d'une membrane de séparation des gaz très efficace, qui est ensuite acheminée vers une unité de mesure optique. Les principales techniques d'analyse spectrale sont les suivantes :

1. la spectroscopie infrarouge non dispersive (NDIR) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)

Il s'agit de la technique spectroscopique la plus utilisée et elle est particulièrement adaptée à la détection des hydrocarbures gazeux et du CO, CO₂. Le principe est basé surspectroscopie moléculaire d'absorption vibrationnelle.

Principe de fonctionnement

Lorsque la lumière infrarouge moyenne traverse un échantillon de gaz, si la fréquence de la lumière correspond à la fréquence de vibration des molécules de gaz, les molécules absorbent l'énergie lumineuse à cette fréquence, ce qui produit un effet apparent d'absorption de l'énergie lumineuse.pic d'absorption. Sur la base deLoi Lambert-BièreL'intensité de l'absorption est proportionnelle à la concentration du gaz.NDIRLa technologie utilise des filtres à bande étroite pour des gaz spécifiques, avec une structure simple et une bonne stabilité. Tandis que lesFTIRIl peut mesurer simultanément une large gamme spectrale infrarouge et analyser plusieurs composants gazeux en même temps, avec une meilleure résistance aux interférences croisées.

2. la spectroscopie photoacoustique (PAS - Photoacoustic Spectroscopy)

Il s'agit d'une technique spectroscopique extrêmement sensible, particulièrement adaptée à la détection de traces de gaz critiques tels que l'acétylène (C₂H₂).

Principe de fonctionnement

Le principe du PAS est très astucieux :

1. Un faisceau laser modulé d'une longueur d'onde spécifique est dirigé vers l'échantillon de gaz.
2. Les molécules de gaz cibles absorbent l'énergie lumineuse et augmentent en température, subissant une expansion et une contraction périodiques du volume.
3. Cette montée et cette descente périodiques créent une faible onde acoustique (onde de pression) à l'intérieur de la chambre étanche.
4. Un microphone très sensible (microphone) détecte l'intensité de cette onde sonore, qui est directement proportionnelle à la concentration de gaz.

Parce qu'il détecte directement l'onde acoustique générée par l'énergie absorbée au lieu de la faible variation du signal lumineux, son rapport signal/bruit est extrêmement élevé et sa limite de détection peut atteindreniveau ppb (parties par milliard)ce qui est essentiel pour détecter des traces de C₂H₂ dans les premiers stades d'une faille.

3. la spectroscopie Raman - un outil puissant pour la surveillance de l'hydrogène

Pour les molécules symétriques comme l'hydrogène (H₂), qui n'absorbent pas l'infrarouge, la méthode NDIR/FTIR est impuissante. La spectroscopie Raman offre une solution parfaite.

Principe de fonctionnement

Lorsqu'un laser puissant frappe une molécule d'hydrogène, la majeure partie de la lumière est diffusée de manière élastique (sans changement de fréquence), mais une très petite fraction est diffusée de manière inélastique, et la fréquence de la lumière diffusée subit un léger changement, connu sous le nom d'effet de serre.Décalage Ramanest l'empreinte caractéristique de la molécule d'hydrogène. En détectant l'intensité de ce signal de diffusion Raman spécifique, il est possible de mesurer avec précision l'intensité de la molécule d'hydrogène.concentration d'hydrogène.

Des spectres au diagnostic : interprétation et application des données

La sortie directe du dispositif de surveillance spectrale est un spectrogramme contenant des informations sur les différents pics d'absorption. L'algorithme intelligent intégré interprète ces données spectrales en temps réel en valeurs de concentration (en ppm) pour les différents gaz. Mais ce n'est que la première étape. Plus important encore, le système applique automatiquement ces données de concentration à des méthodes de dépannage internationalement reconnues, par exemple :

• Triangle de Duval
• Méthode du ratio de Rogers
• Méthode des gaz clés

Grâce à ces algorithmes, le système peut automatiquement donner des conclusions diagnostiques claires telles que "surchauffe à basse température", "décharge d'arc à haute énergie" ou "équipement normal", ainsi que des alarmes de tendance en fonction de l'augmentation de la concentration de gaz. Le système émet automatiquement des conclusions diagnostiques claires telles que "surchauffe à basse température", "décharge d'arc à haute énergie" ou "normal", ainsi que des alarmes de tendance basées sur le taux d'augmentation de la concentration de gaz.

Avantages de la technologie de surveillance spectrale

1. Temps réel et continuitéLes données sont actualisées minute par minute, la surveillance est assurée 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ce qui permet de ne jamais manquer un signe de développement d'un défaut.
2. Pas de consommables et peu d'entretienL'ensemble du processus de mesure est exempt de toute réaction chimique et de consommation de gaz, ce qui élimine la nécessité de remplacer les gaz vecteurs et d'étalonnage et réduit considérablement les coûts d'exploitation et de maintenance.
3. stabilité à long termeLes données de surveillance à long terme sont précises et fiables grâce à la longue durée de vie de l'optique centrale et aux cycles d'étalonnage pouvant aller jusqu'à plusieurs années.
4. Sensibilité et précision élevéesLa technologie PAS, en particulier, présente des limites de détection extrêmement basses pour les gaz critiques, ce qui permet une alerte véritablement précoce en cas de défaillance.
5. Analyse simultanée de plusieurs composantsLes technologies telles que la FTIR permettent d'analyser simultanément plusieurs gaz au cours d'un seul cycle de mesure, ce qui permet d'obtenir une image complète de la panne.

Pourquoi choisir la solution de spectroscopie de l'huile de transformateur d'Inotera ?

INNOTD (Fuzhou) Sales Co. Intégrant la technologie d'analyse spectrale la plus avancée au monde, nous fournissons à nos clients un système de surveillance en ligne stable, précis et intelligent pour les gaz dissous dans l'huile de transformateur.

• • Intégration de technologies avancéesNos systèmes sont optimisés en fonction des propriétés des différents gaz grâce à une combinaison des éléments suivantsSpectroscopie photoacoustique (PAS) répondre en chantantInfrarouge non dispersif (NDIR) Un large éventail de techniques spectroscopiques, notamment H₂, C₂H₂ et autres, permet de mesurer avec une grande précision les neuf gaz de défaut critiques, notamment H₂, C₂H₂ et H₂.
  • Optique et algorithmes de haute précisionNous utilisons des optiques à longue durée de vie et à haute stabilité, et nous sommes équipés d'un système de contrôle de la qualité développé par nos soins.Algorithmes de diagnostic intelligentset des modèles à compensation de température et de pression pour garantir des résultats de diagnostic précis dans une large gamme de conditions de fonctionnement complexes.

-

• Intégration de la plateforme tout-en-unNos appareils de surveillance DGA peuvent être intégrés de manière transparente dans la plateforme de surveillance en ligne complète d'Inotera, permettant l'intégration des données avec les décharges partielles, la micro-eau, les courants de mise à la terre du noyau et bien plus encore.Analyse de fusion multi-informationsIl fournit l'évaluation la plus complète de l'état des transformateurs et du diagnostic des défauts.
• Fiabilité et stabilité à long termeNos produits sont spécialement conçus pour un environnement électromagnétique fort dans les sous-stations, avec une excellente capacité anti-interférence et une stabilité de fonctionnement à long terme, ce qui constitue le choix idéal pour remplacer les chromatographes en ligne traditionnels et réaliser des sous-stations avec moins de personnel ou sans personnel.

Choisir Inotera, c'est choisir de protéger ses principaux atouts avec la sagesse de la lumière.

Le contenu de cet article n'est qu'une science technique générale et ne représente pas les performances et les spécifications d'un produit spécifique de notre société. Pour des informations détaillées sur les produits, des solutions et des devis, n'hésitez pas à nous contacter pour...].

Contactez-nous dès aujourd'hui pour découvrir la nouvelle génération de solutions de contrôle en ligne de la DGA basées sur la technologie spectroscopique.