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案例丨500kV變電站變壓器油氣在線監(jiān)測技術創(chuàng)新及應用
發(fā)布時間:2021/04/07武漢市豪邁電力自動化技術有限責任公司

?項目名稱: 基于半導體激光器光聲光譜技術的變壓器絕緣油故障氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究

項目地點: 南方電網某供電局500kV變電站

設備名稱: PASL-3000 激光光聲光譜油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)

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△?PASL-3000 激光光聲光譜油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)
項目概述:
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變壓器是 網負荷的“心臟”,變壓器絕緣油則是變壓器絕緣和冷卻的重要介質,直接關系“心臟”的健 康。 在運行中,變壓器內部發(fā)生熱故障、放電性故障或者部件老化時,絕緣油會裂解產生氫氣、甲烷、二氧化碳、乙炔等故障氣體,故障氣體的含量與變壓器故障類型和嚴重程度密切相關。 通過在線監(jiān)測這些故障氣體含量,可及早發(fā)現變壓器內部的隱患故障。
以往南方電網某供電局根據油色譜檢測周期要求,對500kV及以上變電站油浸式變壓器進行日常油色譜離線檢測工作量較大,并且油色譜在線檢測裝置對運行設備進行跟蹤與監(jiān)測應用過程中暴露出不少問題: 1)檢測精度低,頻繁出現誤報警或漏報警; 2)更換載氣頻率高,維護量大,使用成本高; 3)無法及時反映變壓器的真實健康狀態(tài),反而增加了檢修人員對油色譜在線檢測裝置本身的維護與消缺工作。

經多方調研,南網某供電局采用基于半導體激光器光聲光譜技術的變壓器絕緣油故障氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的油色譜測量和光聲光譜油氣測量裝置。 作為技術升級產品,激光光聲光譜油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)無需更換載氣,準確度高,穩(wěn)定性好、交叉 干擾小,基本不需日常維護,可以進一步 提高主變初期缺陷發(fā)現率,降低變壓器的故障率,并減少運維成本,從而提高變壓器等主設備的安全運行水平。

△ 應用現場
技術特點:
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激光光聲光譜油氣監(jiān)測技術通過定制高功率、窄線寬的分布式反饋半導體激光器,自主設計恒溫諧振式光聲池,實現類痕量故障氣體準確測量,采用分段校準式方案,實現類寬量程組分準確測量,結合自主研發(fā)的恒溫式真空脫氣系統(tǒng),不污染油樣,保證回油安全。

  • 領先的技術: 將半導體激光器技術與光聲光譜技術引用到全新領域,檢測變壓器油中氣體效果顯著,提高主變初期故障發(fā)現率,降低故障發(fā)生率和運維成本。
  • 全組分油中故障氣體監(jiān)測: 利用激光光聲光譜技術分析檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2及微水共八種故障氣體成分含量,還可擴展油中N2、O2成分含量測量。
  • 無需載氣、不停電安裝: 通過取油口直接取樣,分析完成后油樣返回油箱,安裝過程無需停電。 運行過程中無需載氣及重新標定,真正免維護。
  • 窄帶寬精準測試,避免干擾: 激光光源,無需濾光,檢測混合故障氣體時可精準避開交叉干擾,測量精度高,重復性好。
  • 恒溫真空脫氣,安全可靠: 脫氣效率高,脫氣油樣不與外界空氣接觸,油樣“0”污染“0”損耗,保證變壓器回油安全。
  • 電子調制激光避免機械結構故障: 通過電信號驅動激光器產生脈沖光信號,取代傳統(tǒng)紅外光源光聲光譜系統(tǒng)的調制盤,減少了機械震動與損耗,降低設備故障率。
  • 遠程終端顯示: 設備支持Modbus、IEC61850協議,可提供遠程終端顯示,包括設備運行狀態(tài)、實時測量數據、數據柱狀分析圖、趨勢圖、報表和預警提示。
  • 多種數據通訊,遠程集中管理: 先進的遠程集中管理套件可將多個監(jiān)測設備的運行狀態(tài)和測試數據匯總監(jiān)控,提供完善化的趨勢分析和診斷結果。 支持RS485、以太網有線、GPRS、光纖等通訊方式。

P ASL-3000 激光光聲光譜油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)開創(chuàng)性地使用激光光源技術實現對變壓器絕緣油故障氣體的檢測,提供變壓器真實可靠的運行狀態(tài)信息,為電力安全提供更準確及時的預警機制,對加強安全生產管理、減輕作業(yè)人員勞動強度、壓縮故障延時等具有積極意義。 目前該裝置已通過中國電力科學研究院有限公司、南方電網科學研究院有限公司、湖南省湘電試驗研究院有限公司的檢測,技術性能指標符合DL/T1432.1、DL/T1432.2標準要求,重復性誤差低至1.42%。 在中國電力企業(yè)聯合會組織召開的新產品鑒定會上,被認定為綜合技術性能達到國際先進水平,光聲池技術和測量精度達到國際領先水平,建議投入量產和應用。
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