Principio di monitoraggio spettrale dell'olio del trasformatore

Che cos'è il monitoraggio spettrale online dell'olio dei trasformatori?

Monitoraggio online della spettroscopia dell'olio del trasformatoreSi tratta di una tecnica di analisi avanzata, senza contatto, basata sul principio dell'interazione tra materia e luce. È fondamentalmente diversa dai metodi di monitoraggio tradizionali basati su reazioni chimiche o separazione cromatografica. La tecnologia identifica con precisione le varie sostanze disciolte nell'olio emettendo un fascio di luce di una specifica lunghezza d'onda in un campione di olio di trasformatore o in un gas separato dall'olio e analizzando i cambiamenti (ad esempio, assorbimento, diffusione) che si verificano quando la luce attraversa il campione.Gas caratteristici dei guastiLe “impronte molecolari” delle sostanze sono state quantificate e le loro concentrazioni sono state calcolate.

Il cuore di questa tecnologia risiede nel fatto che ogni molecola di gas (ad esempio, H₂, CH₄, C₂H₂, ecc.) ha caratteristiche spettrali uniche, proprio come un'impronta digitale umana. Interpretando queste informazioni spettrali, il sistema è in grado di individuare i guasti latenti (ad es. surriscaldamento, scarica) all'interno del trasformatore.Diagnostica online in tempo reale和allarme precoceÈ all'avanguardia nel consentire la manutenzione basata sulle condizioni dei trasformatori (CBM) e la manutenzione predittiva (PdM).

Perché il monitoraggio spettrale dell'olio del trasformatore?

L'analisi dei gas disciolti (DGA) dell'olio del trasformatore è il mezzo più efficace e collaudato per determinare le condizioni operative interne di un trasformatore. Quando si verifica un guasto di surriscaldamento o di scarica all'interno del trasformatore, l'olio isolante e la carta isolante si decompongono e producono una varietà di gas caratteristici. Analizzando i componenti e il contenuto di questi gas, è possibile determinare con precisione il tipo e la gravità del guasto.

Limiti dei metodi tradizionali

Le DGA tradizionali si basano molto sul laboratorioGascromatografia (GC). Nonostante l'elevata precisione, ci sono ovvi inconvenienti:

• tempo non reale: di solito richiede un campionamento periodico per l'ispezione, con lunghi periodi di monitoraggio (mesi o addirittura un anno) che non consentono di individuare le faglie in rapida evoluzione.
• Costi di manutenzione elevati: i gascromatografi in linea sono complessi e richiedono la sostituzione regolare dei gas di trasporto (ad esempio, argon ad alta purezza), dei gas di calibrazione, ecc.materiali monousoe richiede una manutenzione professionale.
• Problemi di affidabilità: i componenti meccanici complessi (ad es. valvole, colonne cromatografiche) presentano un rischio di guasto durante il funzionamento a lungo termine.

La tecnologia di monitoraggio spettrale è stata creata per superare questi inconvenienti, fornendo una soluzione di monitoraggio in tempo reale, senza consumabili e a bassa manutenzione.

Principio cardine del monitoraggio: “dialogo” tra luce e gas”

I sistemi di monitoraggio spettroscopico dell'olio del trasformatore iniziano solitamente con l'estrazione dei gas disciolti dall'olio per mezzo di una membrana di separazione dei gas altamente efficiente, che viene poi immessa in un'unità di misura ottica. Le principali tecniche di analisi spettrale includono le seguenti:

1. Spettroscopia infrarossa non dispersiva (NDIR) e spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR)

È la tecnica spettroscopica più utilizzata ed è particolarmente adatta per la rilevazione di gas idrocarburi e CO, CO₂. Il principio si basa suspettroscopia di assorbimento vibrazionale molecolare。

Principio di funzionamento

Quando la luce del medio infrarosso attraversa un campione di gas, se la frequenza della luce corrisponde alla frequenza di vibrazione delle molecole del gas, le molecole assorbono l'energia luminosa a quella frequenza, producendo un apparentepicco di assorbimento. Basato suLegge Lambert-BeerL'intensità dell'assorbimento è proporzionale alla concentrazione del gas.NDIRLa tecnologia utilizza filtri a banda stretta per gas specifici, con una struttura semplice e una buona stabilità. MentreFTIRPuò misurare contemporaneamente un'ampia gamma di spettri infrarossi e analizzare più componenti gassosi contemporaneamente, con una maggiore resistenza alle interferenze incrociate.

2. Spettroscopia fotoacustica (PAS - Photoacoustic Spectroscopy)

Si tratta di una tecnica spettroscopica estremamente sensibile, particolarmente adatta alla rilevazione di tracce di gas di guasto critici come l'acetilene (C₂H₂).

Principio di funzionamento

Il principio della PAS è molto intelligente:

1. Un raggio laser modulato di una specifica lunghezza d'onda viene diretto sul campione di gas.
2. Le molecole del gas bersaglio assorbono l'energia luminosa e aumentano di temperatura, subendo una periodica espansione e contrazione di volume.
3. Questa ascesa e discesa periodica crea una debole onda acustica (onda di pressione) all'interno della camera stagna.
4. Un microfono altamente sensibile (microfono) rileva l'intensità di questa onda sonora, che è direttamente proporzionale alla concentrazione di gas.

Poiché rileva direttamente l'onda acustica generata dall'energia assorbita invece della debole variazione del segnale luminoso, il suo rapporto segnale/rumore è estremamente elevato e il limite di rilevazione può raggiungerelivello ppb (parti per miliardo)che è fondamentale per rilevare tracce di C₂H₂ nelle prime fasi di un guasto.

3. La spettroscopia Raman: un potente strumento per il monitoraggio dell'idrogeno

Per le molecole simmetriche come l'idrogeno (H₂), che non presentano assorbimento infrarosso, il metodo NDIR/FTIR è impotente. La spettroscopia Raman offre la soluzione perfetta.

Principio di funzionamento

Quando un laser forte colpisce una molecola di idrogeno, la maggior parte della luce viene diffusa elasticamente (senza alcun cambiamento di frequenza), ma una frazione molto piccola viene diffusa anelasticamente, e la frequenza della luce diffusa subisce una piccola variazione, una quantità nota come "valore".Spostamento Ramanè l'impronta digitale caratteristica della molecola di idrogeno. Rilevando l'intensità di questo specifico segnale di scattering Raman, è possibile misurare con precisione laconcentrazione di idrogeno。

Dagli spettri alla diagnostica: interpretazione e applicazione dei dati

L'uscita diretta del dispositivo di monitoraggio spettrale è uno spettrogramma contenente informazioni sui singoli picchi di assorbimento. L'algoritmo intelligente incorporato interpreta questi dati spettrali in tempo reale in valori di concentrazione (in ppm) per i vari gas. Tuttavia, questo è solo il primo passo. Il sistema applica automaticamente questi dati di concentrazione ai metodi di risoluzione dei problemi riconosciuti a livello internazionale, ad esempio:

• Triangolo di Duval
• Metodo del rapporto Rogers
• Metodo dei gas chiave

Grazie a questi algoritmi, il sistema è in grado di fornire automaticamente conclusioni diagnostiche chiare come “surriscaldamento a bassa temperatura”, “scarica ad arco ad alta energia” o “apparecchiatura normale” e allarmi di tendenza in base all'aumento della concentrazione di gas. Il sistema fornisce automaticamente chiare conclusioni diagnostiche come "surriscaldamento a bassa temperatura", "scarica ad arco ad alta energia" o "normale", nonché allarmi di tendenza in base al tasso di aumento della concentrazione di gas.

Vantaggi della tecnologia di monitoraggio spettrale

1. Tempo reale e continuitàAggiornamento dei dati minuto per minuto, monitoraggio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, per non perdere mai un segno di sviluppo di un guasto.
2. Nessun materiale di consumo e bassa manutenzioneL'intero processo di misurazione è privo di reazioni chimiche e di consumo di gas, eliminando la necessità di sostituire i gas di trasporto e di calibrazione e riducendo significativamente i costi di O&M.
3. stabilità a lungo termineLa lunga durata delle ottiche del nucleo e i cicli di calibrazione fino a diversi anni garantiscono dati di monitoraggio a lungo termine accurati e affidabili.
4. Alta sensibilità e precisione: la tecnologia PAS, in particolare, ha limiti di rilevamento estremamente bassi per i gas critici, consentendo una segnalazione davvero precoce dei guasti.
5. Analisi multicomponente simultaneaTecnologie come la FTIR possono analizzare più gas contemporaneamente in un unico ciclo di misura, fornendo un quadro completo del guasto.

Perché scegliere la soluzione di spettroscopia dell'olio del trasformatore di Inotera?

INNOTD (Fuzhou) Sales Co. Integrando la tecnologia di analisi spettrale leader a livello mondiale, forniamo ai clienti un sistema di monitoraggio online stabile, accurato e intelligente dei gas disciolti nell'olio del trasformatore.

• • Integrazione tecnologica avanzataI nostri sistemi sono ottimizzati per le proprietà dei diversi gas, con una combinazione diSpettroscopia fotoacustica (PAS) 和Infrarossi non dispersivi (NDIR) Un'ampia gamma di tecniche spettroscopiche, tra cui H₂, C₂H₂ e altre, garantisce misure altamente accurate di tutti e nove i gas critici di guasto, tra cui H₂, C₂H₂ e H₂.
  • Ottica e algoritmi di alta precisioneUtilizziamo ottiche di lunga durata e ad alta stabilità e siamo dotati di un sistema di sviluppo autonomo.Algoritmi diagnostici intelligentie modelli compensati in temperatura e pressione per garantire risultati diagnostici accurati in un'ampia gamma di condizioni operative complesse.

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• Integrazione della piattaforma all-in-oneI nostri dispositivi di monitoraggio DGA possono essere perfettamente integrati nella piattaforma di monitoraggio online di Inotera, consentendo l'integrazione dei dati con scariche parziali, microacqua, correnti di messa a terra del nucleo e altro ancora.Analisi di fusione di più informazioniFornisce la valutazione più completa dello stato di salute del trasformatore e la diagnosi dei guasti.
• Affidabilità e stabilità a lungo termineI nostri prodotti sono appositamente progettati per il forte ambiente elettromagnetico della sottostazione, con un'eccellente capacità anti-interferenza e una stabilità di funzionamento a lungo termine, che rappresenta la scelta ideale per sostituire i tradizionali cromatografi on-line e realizzare una sottostazione meno presidiata o non presidiata.

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Il contenuto di questo articolo è solo una scienza tecnica generale e non rappresenta le prestazioni e le specifiche di alcun prodotto specifico della nostra azienda. Per informazioni dettagliate sui prodotti, soluzioni e preventivi, non esitate a contattarci per...].

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