Sistema de monitoramento on-line de cromatografia de óleo de transformador: análise de gás dissolvido em óleo DGA

O que é isso?Sistema de monitoramento on-line de cromatografia de óleo de transformador？

O sistema de monitoramento on-line de cromatografia de óleo de transformador é um tipo de equipamento de monitoramento inteligente usado especialmente para a análise de gases dissolvidos em óleo de transformador imerso em óleo. Esse tipo de sistema adota uma tecnologia avançada de análise de cromatografia de gás, capaz de detectar os gases característicos de falhas no óleo isolante do transformador em tempo real e descobrir a tempo as possíveis falhas dentro do equipamento.

Por que é necessário monitorar os gases dissolvidos no óleo? Durante a operação, os transformadores produzem gases característicos em seus materiais isolantes internos devido a falhas como superaquecimento e descargas elétricas. Esses gases são dissolvidos no óleo isolante e, por meio da análise das alterações na composição e na concentração do gás, é possível determinar com precisão o estado de saúde do transformador. Os testes off-line tradicionais exigem interrupções de energia para coletar amostras e enviá-las para inspeção, o que consome muito tempo e pode perder o período crítico de desenvolvimento da falha.

O sistema de monitoramento on-line DGA realiza a transformação da manutenção passiva em prevenção ativa. O sistema tem capacidade de monitoramento automático regular on-line de longo prazo, domínio em tempo real do status operacional interno do transformador e da tendência de desenvolvimento de falhas, o que melhora significativamente a segurança operacional dos equipamentos de energia.

Quais componentes de gás podem ser detectados?

Quais são os sete principais gases característicos?

O dispositivo de monitoramento on-line de cromatografia de óleo pode medir com precisão sete gases característicos que refletem informações sobre falhas no transformador: hidrogênio (H₂), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄), etano (C₂H₆), etileno (C₂H₄), acetileno (C₂H₂). Cada gás corresponde a um tipo específico de falha.

Os gases de hidrogênio surgem principalmente de descargas parciais e descargas de baixa energia. Os quatro gases de hidrocarbonetos, metano, etano, etileno e acetileno, refletem o grau de decomposição térmica do material isolante, sendo que a presença de acetileno geralmente sinaliza a ocorrência de uma falha de alta temperatura ou descarga de arco. O monóxido de carbono e o dióxido de carbono, por outro lado, originam-se principalmente do envelhecimento e da decomposição de materiais isolantes sólidos.

Por que você precisa monitorar o teor de microágua?

Além dos sete gases característicos, o sistema também pode adicionar o monitoramento de microágua de acordo com as necessidades do cliente. A umidade é um fator importante que afeta o desempenho do isolamento dos transformadores. O teor excessivo de água no óleo reduz a resistência do isolamento, acelera o envelhecimento do material de isolamento e até mesmo provoca acidentes de ruptura.

O monitoramento simultâneo do gás dissolvido e do conteúdo de microágua permite uma avaliação mais abrangente da condição do isolamento do transformador. Esse monitoramento abrangente fornece dados confiáveis para apoiar o desenvolvimento de estratégias de manutenção científica.

Como o sistema funciona?

Qual é o princípio da tecnologia de separação de petróleo e gás?

O dispositivo de monitoramento on-line de cromatografia de óleo adota a desgaseificação dinâmica a vácuo para realizar a separação de óleo e gás. Primeiro, o sistema circula totalmente o óleo do transformador para garantir que a amostra de óleo seja representativa. Em seguida, coloque uma pequena quantidade de amostras de óleo no dispositivo de separação de óleo e gás e, por meio do ambiente de vácuo, elas serão dissolvidas na separação de óleo e gás.

Esse método de desgaseificação é altamente eficiente e reproduzível, garantindo a precisão de cada medição. Em comparação com outras técnicas de desgaseificação, o método de vácuo dinâmico causa pouca perturbação na amostra de óleo e não afeta a operação normal do transformador.

Qual é o processo de análise de cromatografia gasosa?

Após a separação, os gases característicos entram na coluna cromatográfica e a separação dos componentes é realizada sob o impulso do gás de arraste. Moléculas de gás diferentes têm tempos de permanência diferentes na coluna devido a diferenças nas propriedades físico-químicas, o que permite uma separação eficaz.

Quando o gás passa pelo sensor de alta precisão, ele é convertido em um sinal elétrico, que é então convertido em um sinal digital por A/D. Esses dados são carregados no sistema backend em tempo real por meio de comunicação RS485 para análise, armazenamento e exibição. Todo o processo de análise é totalmente automatizado, sem intervenção humana.

Qual é a velocidade do ciclo de detecção?

O período de amostragem e análise mais rápido do sistema pode ser de até 2 horas, e o período de detecção pode ser definido de forma flexível de acordo com os requisitos operacionais. Para transformadores importantes ou equipamentos de operação de alta carga, é possível definir intervalos de detecção mais curtos para obter um monitoramento de alta frequência. Para equipamentos estáveis, o ciclo de detecção pode ser estendido para economizar o consumo de gás de arraste.

Essa configuração flexível do ciclo de detecção pode atender às necessidades de monitoramento em tempo real, levando em conta os custos operacionais. O sistema é compatível com o monitoramento automático em intervalos regulares sem operação manual, o que permite uma operação verdadeiramente autônoma.

Que nível de precisão de medição pode ser alcançado?

Qual é a faixa de detecção de cada gás?

As faixas de detecção são de 2 a 2.000 μL/L para hidrogênio, 0,5 a 1.000 μL/L para acetileno, 0,5 a 1.000 μL/L para metano, etano e etileno, 25 a 5.000 μL/L para monóxido de carbono e 25 a 15.000 μL/L para dióxido de carbono.

Com a função opcional de monitoramento de micro-água, a faixa de detecção de umidade é de 1-100 μL/L. Essas faixas de parâmetros estão de acordo com os requisitos dos padrões do setor de energia e podem atender às necessidades de monitoramento de todos os tipos de transformadores.

Qual é a faixa de erro de medição controlada?

Na faixa de baixa concentração, o limite de erro de medição para cada gás é o erro absoluto ou o erro relativo de 30%, o que for maior. Por exemplo, para o hidrogênio na faixa de 2-20 μL/L, o erro é de ±2 μL/L ou ±30%. Na faixa de alta concentração, o limite de erro é unificado como erro relativo de ±30%.

Os requisitos de repetibilidade da medição também são muito rigorosos; sob as condições de repetibilidade, o desvio padrão relativo RSD de 6 resultados de teste deve ser ≤ 5%. Essa alta precisão e repetibilidade garantem a confiabilidade dos dados de monitoramento e fornecem uma base precisa para o diagnóstico de falhas.

Quais são os componentes do sistema?

O que está incluído no dispositivo de monitoramento front-end?

O dispositivo de monitoramento on-line de gás no óleo do transformador é o componente principal do sistema e é instalado próximo ao transformador. Com dimensões de 650 x 500 x 1300 mm e um peso de aproximadamente 110 kg, o dispositivo é adequado para uso em ambientes externos graças à sua caixa de proteção IP55.

Os principais componentes, como o sistema de circulação do circuito de óleo, o dispositivo de separação de óleo e gás, o analisador de cromatografia de gás e o módulo de aquisição de dados, estão integrados ao dispositivo. Ele é conectado ao transformador por meio de um tubo de cobre roxo especial (Φ6×1) e só precisa ser conectado ao tubo de entrada e ao tubo de saída de óleo, o que torna a instalação simples e conveniente.

Quais são as funções do sistema de monitoramento de back-end?

O sistema de monitoramento e gerenciamento de dados em segundo plano é responsável por receber, analisar, armazenar e exibir dados. O sistema pode gerar várias análises, como o valor da concentração de cada gás e seu espectro de concentração, o código de três proporções, o resultado do diagnóstico do triângulo de David, o gráfico de tendências dos dados históricos etc.

Tempo de armazenamento de dados ≥ 10 anos, podendo ser realizada uma análise de tendências de longo prazo. O sistema suporta a função de alarme para cada concentração de gás que excede o limite. Quando um parâmetro excede o limite predefinido, um sinal de alarme é emitido imediatamente para lembrar a equipe de operação e manutenção de prestar atenção a ele.

Como o método de comunicação permite o monitoramento remoto?

O sistema é compatível com vários métodos de comunicação, como RS485, RJ45, etc. O protocolo de comunicação é compatível com MODBUS, IEC61850 e outros padrões. Isso significa que o dispositivo de monitoramento pode ser conectado facilmente e sem problemas à plataforma SCADA ou de monitoramento existente do sistema de energia para obter um gerenciamento centralizado remoto.

Adotando o modo de comunicação de controle e medição de longa distância N:1, vários dispositivos de monitoramento podem ser conectados ao mesmo controlador inteligente para obter um gerenciamento centralizado. Os dados de monitoramento podem ser compartilhados com a plataforma interna do sistema de energia, o que melhora o valor de utilização dos dados.

Em que condições ambientais ele funciona?

Qual é a amplitude da faixa de temperatura?

O sistema foi projetado para detectar temperaturas de óleo que variam de 0 °C a 100 °C, com uma faixa de adaptação de temperatura ambiente de -40 °C a +65 °C. Esse projeto de ampla faixa de temperatura permite que o equipamento opere de forma estável tanto no rigoroso inverno do norte quanto no quente verão do sul.

Diferenças diárias máximas de temperatura de até 25°C são importantes para equipamentos instalados em ambientes externos. O sistema é equipado com dispositivos internos de controle e compensação de temperatura para garantir que a precisão da análise cromatográfica não seja afetada pela temperatura ambiente. Dependendo dos requisitos do projeto, um sistema opcional de ar condicionado também está disponível para proporcionar um ambiente de temperatura constante para o equipamento.

E quanto a outras adaptações ambientais?

A faixa de adaptação da umidade relativa é de 5%-95%, sem condensação e sem formação de gelo no interior do produto. A faixa de pressão atmosférica é de 80kPa-110kPa, adequada para diferentes altitudes. Quando instalado em ambientes externos, o equipamento pode suportar condições meteorológicas severas, como velocidade máxima do vento de 35 m/s, intensidade da luz solar de 0,1 W/cm² e espessura da cobertura de gelo de 10 mm.

A classificação de proteção IP55 significa que o dispositivo é resistente à poeira e à água de pulverização e pode operar de forma confiável em ambientes externos por longos períodos de tempo. Esse design altamente adaptável ao ambiente é particularmente adequado para cenários de aplicação em ambientes externos, como subestações.

Quais cenários de aplicativos são aplicáveis?

Quais transformadores precisam ser instalados?

O sistema de monitoramento on-line de cromatografia de óleo é aplicável principalmente a transformadores principais em subestações e transformadores de distribuição importantes. Para transformadores com grande capacidade, alto nível de tensão e carga de fornecimento de energia importante, a instalação do sistema de monitoramento on-line é especialmente necessária. Em caso de falha desses equipamentos, o escopo de influência é grande e a perda econômica é pesada.

Os transformadores que operam sob cargas elevadas ou frequentemente sobrecarregados, com altas temperaturas internas e rápido envelhecimento dos materiais de isolamento, exigem um monitoramento ainda mais contínuo. Para transformadores mais antigos com uma longa vida útil, o monitoramento on-line pode detectar possíveis falhas a tempo e prolongar a vida útil do equipamento.

Quais são os locais que mais precisam desse tipo de sistema de monitoramento?

Os principais alvos de aplicação são os usuários de energia que precisam realizar a revisão baseada em condições e o monitoramento on-line. Os métodos tradicionais de manutenção periódica geralmente resultam em excesso ou falta de manutenção, enquanto a manutenção baseada em condições permite o desenvolvimento de planos de manutenção com base na condição real do equipamento, garantindo segurança e redução de custos.

Locais críticos de fornecimento de energia, como hospitais, data centers e usuários industriais importantes, exigem confiabilidade extremamente alta no fornecimento de energia. Com a instalação de um sistema de monitoramento on-line, os problemas podem ser detectados no estágio inicial das falhas, evitando interrupções repentinas de energia.

Qual é a função dele no sistema de energia?

O sistema de monitoramento on-line é uma parte importante da construção da rede inteligente. Ao conectar os dados de monitoramento ao sistema SCADA, o gerenciamento digital dos equipamentos de distribuição de energia é realizado. O centro de despacho pode compreender o status de operação dos transformadores em toda a rede em tempo real e realizar o monitoramento unificado e o despacho coordenado.

Para novos sistemas de energia, como acesso à energia distribuída e construção de microrredes, a tecnologia de monitoramento on-line oferece capacidade de detecção em tempo real do status do equipamento, o que fornece uma base de dados para a operação inteligente e o controle ideal da rede elétrica.

Como instalar e comissionar?

Qual é o processo de instalação?

O sistema suporta a instalação do transformador em operação energizada sem falha de energia. Por meio da conexão da interface reservada do flange e do transformador, a estrutura original da operação não é afetada. A engenharia profissional de pós-medição oferece suporte às válvulas de entrada e saída de óleo para garantir a confiabilidade e a vedação da conexão do circuito de óleo.

A instalação requer a colocação de cabos de par trançado blindados totalmente retardantes de chamas (4 núcleos) para comunicação de dados e a colocação de cabos de energia para fornecer energia de trabalho AC220V±15%, 50Hz±1Hz. De acordo com as necessidades do projeto, também pode ser necessário instalar uma tela de monitoramento nos bastidores, ar condicionado e outros equipamentos auxiliares.

Quais acessórios eu preciso configurar?

A configuração padrão do sistema inclui: 1 conjunto de dispositivo de monitoramento on-line de gás de óleo do transformador, 1 conjunto de cabos de comunicação, 1 conjunto de cabos de energia, 1 conjunto de tubo de óleo de configuração especial e entrada e saída do flange de óleo. De acordo com as necessidades do projeto, é possível equipar o computador de monitoramento dos bastidores (incluindo o pacote de software de monitoramento do sistema), a tela de monitoramento dos bastidores, o ar-condicionado, o gerador de gás de arraste e assim por diante.

O gás de arraste é um consumível necessário para a análise cromatográfica. Na configuração padrão, o gás de arraste pode ser usado ≥ 400 vezes/por cilindro. Com o gerador de gás de arraste opcional, não há necessidade de trocar o cilindro de gás regularmente, o que reduz bastante o custo operacional e a carga de trabalho de manutenção.

Quais são as tarefas de manutenção de rotina?

O sistema foi projetado para ser altamente automatizado com o mínimo de manutenção de rotina. Os principais itens de manutenção incluem a verificação regular da aparência do equipamento e do status da operação, verificando se os dados estão normais e confirmando se a comunicação está tranquila. Se forem usados cilindros de gás para o fornecimento de gás, é necessário prestar atenção ao equilíbrio do gás de arraste e substituir os cilindros a tempo.

Recomenda-se a realização regular de autotestes e calibrações do sistema para garantir a precisão da medição. No caso de equipamentos que estejam funcionando por um longo período, a manutenção da coluna e do sensor deve ser realizada de acordo com os requisitos do manual de manutenção. Registros de manutenção perfeitos ajudarão na operação estável do equipamento a longo prazo.

Como escolher o sistema de monitoramento correto?

Como você seleciona um modelo com base em suas necessidades?

A seleção começa com o esclarecimento do tipo e das especificações do objeto de monitoramento. Confirme se o transformador é imerso em óleo ou não e entenda a capacidade, o nível de tensão, o ambiente operacional e outras informações básicas do equipamento. Para ambientes especiais, como altitude elevada, alta poluição, forte corrosão e outras condições, é necessário explicar com antecedência.

Em segundo lugar, é importante definir as necessidades de monitoramento. Há necessidade de monitorar todos os sete gases? É necessário adicionar o monitoramento de microágua? Qual é a duração necessária do ciclo de detecção? Ele precisa fazer interface com o sistema de monitoramento existente? Esses requisitos afetarão a configuração e o preço do sistema.

Configuração padrão ou solução personalizada?

Para cenários de aplicação de rotina, a configuração padrão é suficiente. O sistema padrão contém o dispositivo básico de monitoramento, cabos de comunicação, cabos de alimentação e conexões de óleo, permitindo a funcionalidade completa de monitoramento.

Se houver requisitos especiais, como o monitoramento centralizado de vários transformadores, a necessidade de um visor de tela grande, a exigência de um ambiente com temperatura constante, o desejo de reduzir a substituição do gás de arraste etc., você poderá selecionar os componentes adequados. Os fabricantes geralmente oferecem serviços flexíveis de personalização para projetar a solução ideal de acordo com os requisitos reais de engenharia.

Como o retorno sobre o investimento é avaliado?

Embora o sistema de monitoramento on-line exija algum investimento inicial, seus benefícios econômicos são significativos em termos de custos de ciclo de vida completo. O sistema é capaz de detectar possíveis falhas em tempo hábil, evitando danos ao equipamento e perdas por falta de energia devido a acidentes inesperados. Essas perdas geralmente excedem em muito o investimento no sistema de monitoramento.

Ao realizar a manutenção baseada em condições, a manutenção periódica desnecessária e os testes off-line podem ser reduzidos, diminuindo os custos de O&M. Ao mesmo tempo, isso aumenta a disponibilidade do equipamento e prolonga sua vida útil. Para usuários importantes, os benefícios indiretos da maior confiabilidade do fornecimento de energia são ainda mais imensuráveis.

Onde posso obter apoio profissional?

Se tiver alguma dúvida sobre o sistema de monitoramento on-line de cromatografia de óleo de transformador ou se precisar saber mais sobre as informações e soluções do produto, entre em contato conosco por meio do sistema de consultoria on-line deste site. Nossa equipe técnica tem uma vasta experiência em monitoramento de equipamentos de energia e pode oferecer consultoria profissional para seleção e serviços de projeto de engenharia.

Como fabricante profissional de sistemas de monitoramento de transformadores on-line, a Inotera tem capacidade independente de P&D e um sistema de produção perfeito. Oferecemos um serviço completo, desde o fornecimento do produto, instalação e comissionamento até a manutenção pós-venda. Entre em contato pelo e-mail 13959168359 para obter informações sobre preços de produtos e soluções técnicas, ou adicione o WeChat para uma comunicação detalhada.

Temos o compromisso de fornecer garantia de produtos genuínos, todos os produtos estão alinhados com os padrões do setor de energia e com os requisitos de certificação de qualidade. Para projetos de compra em massa, também fornecemos suporte técnico no local e serviços de treinamento operacional para garantir um comissionamento tranquilo e uma operação estável do sistema a longo prazo.

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Os parâmetros técnicos e as informações de aplicação descritos neste documento são apenas para referência e não constituem nenhum compromisso ou garantia técnica do produto. As especificações reais do produto, os indicadores de desempenho da etiqueta da placa de identificação do equipamento e os documentos técnicos aleatórios prevalecerão. Diferentes modelos e lotes de produtos podem ter diferenças de parâmetros, prevalecendo a configuração específica do contrato do pedido.

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A instalação, o comissionamento e a manutenção do produto devem ser realizados por profissionais devidamente qualificados, em estrita conformidade com as normas de segurança elétrica e com as instruções de operação do equipamento. Os casos de aplicação, os dados técnicos e os índices de teste mencionados neste documento são apenas exemplos e não representam os resultados reais em todos os cenários de aplicação.

A análise de cromatografia do óleo do transformador é um trabalho técnico altamente profissional; os resultados do diagnóstico de falhas precisam ser combinados com o histórico de operação do equipamento, os registros de manutenção e outras informações abrangentes para avaliação. O sistema de monitoramento on-line fornece dados e os resultados do diagnóstico preliminar são apenas para referência; as medidas específicas de tratamento devem ser determinadas por profissionais e técnicos de acordo com a situação real.

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