Installazione e utilizzo del dispositivo di monitoraggio online della cromatografia dell'olio del trasformatore

I. Preparazione prima dell'installazione

1. Ispezione di apparecchiature e accessori

• Verificare se il corpo principale del dispositivo (compresa l'unità di separazione di olio e gas, l'unità di rilevamento cromatografico, la macchina di controllo industriale), gli accessori per l'olio (valvole, tubi di collegamento, guarnizioni), gli accessori elettrici (linee di alimentazione, linee di comunicazione, cavi di messa a terra) sono completi e il modello è coerente con i requisiti di progettazione.
• Verificare che non vi siano danni all'aspetto del dispositivo, che non vi sia ruggine o corrosione sull'interfaccia del circuito dell'olio e che non vi sia un allentamento dell'interfaccia elettrica; aprire l'involucro del dispositivo e verificare che non vi siano spostamenti o danni ai componenti principali, come le colonne cromatografiche interne, i sensori, le schede di circuito e così via (da far operare da tecnici professionisti).
• Verificare che siano disponibili le parti di ricambio (ad es. guarnizioni di ricambio, filtri, colonne) e che il software di supporto (sistema di risoluzione dei problemi, software di gestione dei dati) sia preinstallato o disponibile come pacchetto di installazione.

2. Sopralluogo e conferma delle condizioni

• Posizione del collegamento della linea dell'olioConfermare la posizione della valvola di prelievo dell'olio (di solito DN15/DN20 in basso o lateralmente) e della valvola di ritorno dell'olio (si raccomanda di essere più in alto della valvola di prelievo dell'olio per evitare bolle d'aria) del corpo del trasformatore e assicurarsi che la distanza tra il punto di prelievo dell'olio e il punto di ritorno dell'olio soddisfi i requisiti del circuito dell'olio del dispositivo (in genere non più di 5 metri per ridurre la resistenza della conduttura).
• ambiente di installazioneIl dispositivo deve essere installato in un armadio di controllo esterno o in una stanza interna vicino al trasformatore, con una temperatura ambiente di - 30℃~+50℃, un'umidità relativa ≤90% (senza condensa), evitando la luce solare diretta, le forti vibrazioni (ad esempio direttamente sotto il corpo del trasformatore) o le aree con gas corrosivi; se è installato all'esterno, l'armadio di controllo deve avere funzioni antipioggia, antipolvere e di conservazione del calore.
• Condizioni elettriche e di comunicazioneConfermare che il sito dispone di alimentazione a 220 V CA (±10%) (circuito separato, evitare la condivisione con apparecchiature elettriche forti per evitare fluttuazioni di tensione), resistenza di messa a terra ≤ 4Ω (messa a terra indipendente, non può essere condivisa con la messa a terra del corpo del trasformatore); le interfacce di comunicazione (Ethernet, 485/232) devono essere abbinate al sistema di monitoraggio back-end (come il sistema SCADA della sottostazione) protocolli di interfaccia (comunemente) Modbus, IEC 61850).

3. Preparazione di strumenti e materiali di consumo

• Strumenti: chiave per tubi, chiave inglese (adatta alle valvole e alle interfacce delle tubazioni), trapano elettrico (per fissare i dispositivi o gli armadietti di controllo), multimetro (per rilevare l'alimentazione e la messa a terra), tester di resistenza di isolamento (per rilevare l'isolamento dei circuiti elettrici), bombola di azoto (purezza ≥ 99,999%, per l'attivazione della colonna e lo spurgo delle tubazioni).
• Materiali di consumo: olio speciale per trasformatori (lo stesso tipo di olio dell'apparecchiatura, utilizzato per il lavaggio delle tubazioni), etanolo anidro (per la pulizia dell'interfaccia), nastro di materiale grezzo (utilizzato solo per sigillare l'interfaccia della filettatura metallica, vietato l'uso sull'anello di tenuta del circuito dell'olio).

II. Processo di installazione

1. Installazione del sistema dell'olio (collegamento chiave, la prevenzione delle perdite è centrale)

Fase 1: prefabbricazione e pulizia dei tubi

• In base alla distanza tra il punto di estrazione dell'olio, il punto di ritorno dell'olio e il dispositivo, tagliare una tubazione speciale resistente all'olio (solitamente in acciaio inox o PTFE, pressione ≥ 10MPa, evitare l'uso di un normale tubo di gomma), la lunghezza della tubazione deve essere riservata 10% equilibrio per evitare un eccessivo allungamento o piegatura (raggio di curvatura di ≥ 5 volte il diametro della tubazione, per evitare intasamenti).
• Lavare la parete interna della tubazione con etanolo anidro, quindi soffiare con azoto (pressione 0,2~0,3MPa) per 5~10 minuti per rimuovere le impurità e l'acqua, per evitare la contaminazione dell'olio del trasformatore o l'intasamento della colonna cromatografica.

Fase 2: collegamento delle linee di prelievo e di ritorno dell'olio

• linea pick-upChiudere la valvola di prelievo dell'olio del trasformatore, rimuovere il tappo originale, installare un raccordo a T all'uscita della valvola (un'estremità è collegata al tubo di prelievo dell'olio del dispositivo e un'estremità è riservata alla valvola di campionamento per la calibrazione regolare fuori linea), quindi collegare il tubo di prelievo dell'olio del dispositivo, sigillare l'interfaccia con un anello di tenuta speciale (in materiale Viton, resistente all'olio e alle alte temperature) e serrare uniformemente con una chiave (con forza moderata, per evitare di danneggiare l'anello di tenuta o le filettature della vite).
• linea di ritornoCollegare la tubazione di ritorno dell'olio nello stesso modo e installare una valvola unidirezionale (per evitare l'inversione del flusso dell'olio) e un filtro (precisione ≤ 5μm, per filtrare le impurità) all'estremità del ritorno dell'olio, per garantire che il ritorno dell'olio sia regolare e che nessun inquinante entri nel trasformatore.
• degassamentoUna volta completato il collegamento, aprire lentamente la valvola di estrazione dell'olio per consentire all'olio di riempire lentamente la conduttura e, allo stesso tempo, aprire la valvola di scarico del sistema dell'olio del dispositivo per scaricare l'aria presente nella conduttura (l'aria influisce sulla precisione del rilevamento del gas), finché dalla valvola di scarico non fuoriesce olio puro e non ci sono bolle d'aria, quindi chiudere la valvola di scarico.

Fase 3: Test di tenuta della linea dell'olio

• Chiudere il dispositivo all'interno e all'esterno della valvola dell'olio, applicare una pressione di 0,3-0,5 MPa al sistema dell'olio (azoto disponibile o pressione dell'olio del trasformatore), tenere 30 minuti, osservare che la pressione non diminuisca e che tutte le interfacce non presentino perdite (possono essere rivestite con acqua saponata nell'interfaccia, senza bolle), per confermare che la tenuta è qualificata.

2. Installazione di sistemi elettrici (per garantire la sicurezza e la stabilità del segnale)

Passo 1: Installazione della messa a terra

• Il guscio del dispositivo deve essere collegato separatamente al polo di messa a terra (resistenza di messa a terra ≤ 4Ω), il cavo di messa a terra adotta un filo di rame a doppio colore giallo e verde (sezione trasversale ≥ 2,5 mm²), e i terminali devono essere crimpati con un naso di rame e fissati, per evitare interferenze causate da falsi collegamenti.
• La messa a terra dell'alimentazione e la messa a terra del segnale nell'armadio elettrico devono essere collegate separatamente e infine sommate al polo di messa a terra totale per evitare interferenze del segnale (ad esempio, i segnali di rilevamento cromatografico sono interferiti dalla forte elettricità).

Fase 2: cablaggio dell'alimentazione

• Condurre la linea di alimentazione dal circuito di alimentazione dedicato al campo, attraverso il connettore impermeabile dell'armadio di controllo per accedere all'interfaccia di alimentazione del dispositivo, il filo di fuoco, la linea di zero, la linea di terra dovrebbero essere corrispondenti (marcatura del dispositivo L, N, PE), dopo il cablaggio con un multimetro per rilevare la tensione di alimentazione è normale, la resistenza di isolamento è ≥ 10MΩ (testato da tester di resistenza di isolamento).
• Nel circuito di alimentazione deve essere installato un interruttore di protezione da sovraccarico (la corrente nominale è selezionata in base alla potenza del dispositivo, di solito 10~16A) per evitare danni da cortocircuito o sovraccarico all'apparecchiatura.

Fase 3: cablaggio della comunicazione

• Collegare il cavo di comunicazione in base al tipo di protocollo: cavo schermato Super Categoria 5 per la comunicazione Ethernet (distanza di trasmissione ≤ 100 metri), cavo schermato a doppino per la comunicazione 485 (distanza di trasmissione ≤ 1200 metri); lo strato di schermatura deve essere collegato a terra a un'estremità (solo all'estremità del dispositivo, per evitare correnti di loop generate dalla messa a terra a entrambe le estremità).
• Contrassegnare chiaramente i fili dopo il cablaggio (ad esempio, “linea di comunicazione - al backstage A” “linea di comunicazione - al backstage B”) e utilizzare un multimetro per testare la linea di comunicazione da parte a parte per assicurarsi che non vi siano interruzioni o cortocircuiti.

3. Installazione e messa in funzione del sistema

• Fissaggio del dispositivoFissare il corpo principale del dispositivo o l'armadio di controllo alla fondazione o al muro di cemento con bulloni a espansione per garantire che sia installato saldamente senza scosse (le vibrazioni influiscono sull'effetto di separazione della colonna cromatografica e sulla stabilità del sensore).
• Controllo iniziale dell'accensioneAccendere l'interruttore di alimentazione, avviare il computer di controllo industriale del dispositivo, accedere al sistema operativo, verificare se i moduli (separazione di olio e gas, rilevamento cromatografico, controllo della temperatura) si avviano normalmente, senza segnalazioni di allarme (ad esempio “anomalia della temperatura della colonna cromatografica” “bassa pressione del gas di trasporto”).
• Gas vettore e attivazione della colonnaCollegare il gas di trasporto dell'azoto (regolare la pressione a 0,4~0,6MPa), avviare il sistema di controllo del gas di trasporto, attivare la colonna (impostare il programma di temperatura in base al manuale del dispositivo, di solito da 50℃ a 200℃, temperatura costante per 4~8 ore), rimuovere le impurità residue nella colonna per garantire la precisione della separazione.
• Calibrazione dello zero e calibrazione degli standard：
  1. Calibrazione dello zero: far passare azoto puro e lasciare che il dispositivo rilevi il “gas zero” per calibrare il punto zero del sensore e garantire la stabilità della linea di base (deriva della linea di base ≤ 0,1mV/h).
  2. Calibrazione standard: iniettare una concentrazione nota di gas standard (contenente H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO e così via, la concentrazione del gas di guasto comune del trasformatore corrisponde alla gamma di concentrazione), il dispositivo di rilevamento del valore misurato del valore standard dell'errore, l'errore deve soddisfare lo standard industriale (come DL/). T 1573-2016, l'errore di ciascun componente ≤ 10%), se la differenza deve essere regolata la sensibilità del sensore o i parametri della colonna cromatografica.

III. Modalità di utilizzo

1. Accensione e impostazione dei parametri

• sequenza di avvioAprire prima la valvola del gas di trasporto (per confermare che la pressione è normale), quindi accendere l'alimentazione del dispositivo e infine avviare il computer di controllo industriale e il software di monitoraggio; dopo l'accensione, il software completerà automaticamente l'autotest (ad esempio, pressione del gas di trasporto, temperatura della colonna cromatografica e stato del sensore), per poi entrare nell'interfaccia di “monitoraggio in tempo reale” una volta superato l'autotest.
• parametrizzazioneIl ciclo di monitoraggio (1~24 ore/tempo in generale, 10~30 minuti/tempo in caso di avviso di guasto), la soglia di allarme della concentrazione di gas (fare riferimento al DL/T 722-2014, ad esempio, H₂≥150μL/L, C₂H₂≥5μL/L (trasformatore da 500kV) attivano l'allarme) e il ciclo di archiviazione dei dati (di solito 1 ora/articolo, archiviazione dei dati storici ≥ 10 anni) possono essere impostati in base alle esigenze del sito. 10 anni).

2. Monitoraggio e visualizzazione dei dati in tempo reale

• dati in tempo realeL'interfaccia software visualizza la concentrazione di ciascun gas componente (H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO, CO₂), la concentrazione di idrocarburi totali (TCG), il tasso di crescita del gas, nonché lo stato di funzionamento del dispositivo (come la pressione del gas di trasporto, la temperatura della colonna, il flusso dell'olio); se un parametro supera il valore di soglia, l'interfaccia visualizzerà una richiesta di allarme rosso, accompagnata da un allarme sonoro e luminoso (è possibile spegnere manualmente il messaggio di allarme sonoro e luminoso, il messaggio di allarme non può essere eliminato, deve essere elaborato e ripristinato). Se un parametro supera il valore di soglia, l'interfaccia visualizzerà un prompt di allarme rosso, accompagnato da un allarme sonoro e luminoso (è possibile spegnere manualmente il suono e la luce, il messaggio di allarme non può essere eliminato, deve essere elaborato e resettato).
• Dati storici e analisi delle tendenzeLa funzione “Interrogazione dati” consente di visualizzare i dati storici di concentrazione (filtrati per data e ora), di generare curve di tendenza (ad esempio, le variazioni della concentrazione di C₂H₂ in 1 settimana e 1 mese) e di determinare la tendenza di sviluppo del malfunzionamento in base alla tendenza (ad esempio, un lento aumento della concentrazione può essere un surriscaldamento locale, mentre un rapido aumento può essere una scarica grave).

3. Risoluzione dei problemi e gestione

• diagnosi automaticaIl dispositivo dispone di un sistema integrato di diagnosi dei guasti che adotta il metodo dei tre rapporti modificati, il metodo del triangolo di David, ecc. Determina automaticamente il tipo di guasto (ad es. surriscaldamento locale, scarica a bassa energia, scarica ad alta energia) in base al rapporto dei componenti del gas (ad es. C₂H₂/C₂H₄, CH₄/H₂) e visualizza i risultati della diagnosi sull'interfaccia software (ad es. “Sospetto surriscaldamento locale, temperatura di circa 300~700°C”).
• Revisione ed elaborazione manuale：
  1. Se l'allarme o la diagnosi sono anomali, verificare innanzitutto se il dispositivo è normale (ad esempio, pressione del gas di trasporto, temperatura della colonna ed escludere un malfunzionamento del dispositivo stesso).
  2. Prelevare campioni di olio del trasformatore per l'analisi cromatografica offline (prelievo attraverso la valvola di campionamento riservata nel dispositivo o nel corpo del trasformatore), confrontare i dati online con quelli offline e confermare se si tratta di un guasto reale del trasformatore (per evitare falsi allarmi dal dispositivo online).
  3. Se viene confermato un guasto, a seconda del tipo e della gravità del guasto, spegnere il dispositivo per la manutenzione (ad esempio, spegnimento di emergenza per scariche ad alta energia) o rafforzare il monitoraggio (ad esempio, funzionamento a breve termine per surriscaldamento localizzato di lieve entità per seguire la tendenza), e ricalibrare il dispositivo dopo la manutenzione per garantire che il monitoraggio torni alla normalità.

4. Trasmissione dati e monitoraggio remoto

• Il dispositivo trasmette dati in tempo reale, informazioni sugli allarmi e risultati diagnostici al sistema di monitoraggio back-end (ad esempio, la sala di controllo della sottostazione) tramite linee di comunicazione, e il back-end può visualizzare i dati in remoto, modificare i parametri di monitoraggio (autorizzazioni necessarie) e ricevere messaggi di allarme (ad esempio, SMS, finestre pop-up).
• Alcuni dei dispositivi supportano l'accesso alla piattaforma cloud e il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione può accedere tramite APP del telefono cellulare o pagina web per monitorare in remoto lo stato di funzionamento di più dispositivi senza dover effettuare una sorveglianza in loco.

IV. Punti di manutenzione

1. Manutenzione mensile

• Controllare il sistema dell'olio: osservare se ci sono perdite nella valvola di prelievo dell'olio, nella valvola di ritorno dell'olio, nell'interfaccia della tubazione e se il flusso dell'olio è normale (secondo l'intervallo indicato nel manuale, ad esempio 50~100mL/min).
• Controllare l'impianto elettrico: misurare la tensione di alimentazione, la resistenza di messa a terra e verificare che la comunicazione sia normale (nessuna interruzione o ritardo dei dati).
• Manutenzione del software: backup dei dati storici, cancellazione della cache del software, controllo degli aggiornamenti del software (ad es. ottimizzazione dell'algoritmo di risoluzione dei problemi).

2. Manutenzione trimestrale

• Pulizia dell'olio: sostituire il filtro dell'olio (precisione ≤ 5μm) per evitare che le impurità blocchino la conduttura; se la qualità dell'olio del trasformatore è scarsa (ad esempio la perdita dielettrica supera lo standard), è necessario risciacquare la conduttura dell'olio (con lo stesso tipo di olio del trasformatore o etanolo anidro, risciacquando e poi soffiando con azoto).
• Controllo del gas di trasporto: sostituire la bombola di azoto (sostituirla quando la pressione è ≤0,1MPa), controllare che la linea del gas di trasporto non presenti perdite e ricalibrare la portata del gas di trasporto (impostata secondo il manuale di istruzioni, ad esempio 20~30mL/min).
• Calibrazione del sensore: passare nel gas standard, calibrare l'accuratezza di ciascun sensore di gas; se l'errore è fuori tolleranza, regolare i parametri del sensore o sostituire il sensore.

3. Manutenzione annuale

• Manutenzione della colonna: se l'effetto di separazione della colonna diminuisce (ad esempio, sovrapposizione dei picchi dei componenti, prolungamento del tempo di separazione), è necessaria l'attivazione (secondo la procedura di temperatura del manuale di istruzioni); se l'attivazione è inefficace, la colonna viene sostituita.
• Test completo: personale tecnico e professionale esegue test completi del dispositivo, tra cui l'accuratezza dell'unità di rilevamento cromatografico, la stabilità del sistema di controllo della temperatura, l'accuratezza del sistema di diagnosi dei guasti, se necessario, lo smontaggio e la pulizia dell'unità di separazione di olio e gas (per rimuovere olio e impurità).
• Aggiornamenti del sistema: aggiornamento del software di diagnosi dei guasti, aggiornamento dei protocolli di comunicazione (ad esempio, adattamento a nuovi sistemi di back-office) e garanzia della sincronizzazione delle funzioni dei dispositivi con gli standard del settore.

V. Precauzioni

1. L'installazione e la manutenzione devono essere eseguite da professionisti qualificati; ai non professionisti è severamente vietato smontare il dispositivo e modificare il cablaggio elettrico (per evitare scosse elettriche o danni alle apparecchiature).
2. La valvola di prelievo dell'olio del trasformatore deve essere chiusa durante il funzionamento del circuito dell'olio per evitare grandi perdite di olio; se si verifica una perdita di olio, il funzionamento deve essere interrotto immediatamente per gestire la perdita e prevenire l'inquinamento ambientale o il rischio di incendio (l'olio del trasformatore è infiammabile).
3. Il gas campione è un gas pericoloso e deve essere conservato correttamente (lontano da fonti di incendio e da temperature elevate), evitando perdite durante l'uso e indossando guanti e occhiali protettivi durante il funzionamento.
4. In caso di malfunzionamento del dispositivo (ad es. danneggiamento della colonna, guasto del sensore), è necessario disattivarlo in tempo per evitare di fornire dati errati che possano portare a valutazioni errate, per poi rimetterlo in funzione dopo la manutenzione e la calibrazione.