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正文內(nèi)容

電業(yè)局變壓器加裝油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可行性研究報告-文庫吧

2025-04-08 04:47 本頁面


【正文】 累。因此,大量乙炔是在電弧的弧道中產(chǎn)生的。當然在較低的溫度下(低于800186。C)也會有少量乙炔生成。分解出的氣體形成氣泡,在油里經(jīng)對流、擴散,不斷的溶解在油中。這些故障氣體的組成和含量與故障的類型極其嚴重程度有密切關系。因此,分析溶解于油中的氣體,就能盡早的發(fā)現(xiàn)設備內(nèi)部存在的潛伏性故障,并可隨時監(jiān)視故障的發(fā)展狀況。不同故障類型產(chǎn)生的氣體故障類型主要氣體成分次要氣體成分油過熱CHC2H2HC2H6油和紙過熱CHC2HCO、CO2HC2H6油紙絕緣中局部放電HCHCOC2HC2HCO2油中火花放電H2 、C2H2油中電弧HC2H2CHC2HC2H6油和紙中電弧HC2HCO、CO2CHC2HC2H6注:進水受潮或油中氣泡可能使氫含量升高三、系統(tǒng)的組成結(jié)構和工作流程“220kV變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)”由安裝在變壓器旁邊的主機和安裝在用戶試驗室計算機上的監(jiān)控工作站組成。主機包括以下模塊①氣源模塊:為色譜分析系統(tǒng)提供凈化空氣;②色譜分析模塊:由氣路控制、油氣分離、色譜柱、檢測器組成,相當于一臺微型色譜儀;③電路控制模塊:由主控板、電源、工控計算機組成整個控制模塊;④無線通訊模塊:傳輸數(shù)據(jù),接收指令;⑤恒溫控制系統(tǒng):有小型工業(yè)空調(diào)、PTC加熱器組成,調(diào)節(jié)主機環(huán)境溫度,可使一年四季保證恒定溫度;⑥油路模塊:由油箱、電磁閥、傳感器組成,控制油路系統(tǒng)。監(jiān)控工作站組成①無線通訊接收模塊;②工作站監(jiān)測軟件;③專家故障診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作流程如下:用戶設定的工作時間到后,系統(tǒng)打開進油管路,變壓器本體油依靠自身油壓經(jīng)取樣口進入油氣分離裝置,溶解氣體被分離出來,殘油排入油箱,溶解氣體跟隨載氣經(jīng)過色譜柱分離,進入檢測器,各組分的濃度被檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換,送入工控計算機采集成譜圖,經(jīng)過譜圖分析和峰處理,得到各組分的濃度數(shù)據(jù),通過無線遠程通訊系統(tǒng),將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綆в袩o線接收系統(tǒng)的色譜在線監(jiān)測工作站上,工作站軟件可對色譜數(shù)據(jù)進行分析,自動生成濃度變化趨勢圖,并通過專家智能診斷系統(tǒng)進行故障診斷。監(jiān)控人員通過色譜在線工作站可以對在線主機進行報警值、檢測周期等參數(shù)的調(diào)整,并監(jiān)控主機的工作狀態(tài)。多個色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù),通過無線通訊系統(tǒng)可以發(fā)送到一臺或多臺計算機上,同時一臺計算機可以監(jiān)控所有色譜在線系統(tǒng)。 四、本項目的關鍵技術和工作原理油氣分離和自動進樣實現(xiàn)的原理變壓器油、氣分離技術是色譜在線關鍵技術。由于色譜分析不能直接分析油中溶解氣體,需把油中溶解氣體從油中脫出后才能進行色譜分析。目前國內(nèi)外色譜在線大多采用薄膜滲透法進行脫氣,即盡管方式較為簡單,但由于油不流動死體積大、滲透周期較長(多達幾十小時),時間滯后,不能有效快速地反映設備故障。而真空脫氣盡管脫氣效率高,但操作環(huán)節(jié)多、復雜,在現(xiàn)場不易應用,因此,我們經(jīng)過認真比較和研究,決定使用頂空色譜原理技術。頂空色譜理論成熟,操作環(huán)節(jié)少,精度高,但計算和對比試驗工作量大,可通過計算機軟件很方便完成,因此特別適用現(xiàn)場在線使用。頂空色譜原理說明,在一恒溫恒壓條件下的油樣與洗脫氣體構成的密閉系統(tǒng)內(nèi),使油中溶解氣體在氣、液兩相達到分配平衡,此時氣、液中同一組分的濃度比是一個常數(shù):奧斯特瓦爾德系數(shù)。因此,平衡后測出氣樣的濃度就可以換算出原始油樣中溶解氣體的濃度。根據(jù)頂空色譜原理,將定量的試油排入密閉的分離裝置,通入載氣,設定恒溫恒壓的工況,經(jīng)過一段時間后,氣、液就會達到一種平衡狀態(tài),頂部收集的氣體樣品跟隨載氣進入色譜柱分離,殘油從底部排出,同時對裝置進行沖洗,防止本次分析對下次分析有遺留影響。組分分離技術油氣分離得到的氣體樣品是混合氣,需要使用色譜柱分離,當氣樣中所含有的混合物經(jīng)過色譜柱時,就會與色譜柱中的固定相發(fā)生相互作用。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構上的不同,相互作用的大小強弱也有差異。因此在同一推動力作用下不同組分在固定相中的滯留時間有長有短,從而按先后不同的次序從固定相中流出,實現(xiàn)了分離的目的。具體說,它是利用樣品中各組分在流動相和固定相中吸附力或溶解度不同,也就是說分配系數(shù)不同。當兩相做相對運動時,樣品各組分在兩相間進行反復多次的分配:不同分配系數(shù)的組分在色譜柱中的運動速度就不同,滯留時間也就不一樣。分配系數(shù)小的組分會較快地流出色譜柱;分配系數(shù)愈大的組分就愈易滯留在固定相內(nèi),流過色譜柱的速度較慢。這樣,當流經(jīng)一定的柱長后,樣品中各組分得到了分離。當分離后的各個組分流出色譜柱而進入檢測器時,工作站就記錄出各個組分的色譜峰。上述色譜分離過程以AB二組分混合物的分離過程為例可用下圖從上到下的四個階段進一步說明。檢測器分離后的氣體濃度需要通過檢測器轉(zhuǎn)換成相應的電信號,才能進一步通過電子儀器測定。系統(tǒng)選用了高靈敏度的熱導檢測器,它是根據(jù)不同物質(zhì)熱傳導系數(shù)的差別而設計的,不同物質(zhì)的熱傳導系數(shù)各不相同,因此它對有機、無機樣品均有響應,實現(xiàn)了七種組分全分析的功能。熱導檢測器中的主要元件是四個熱敏電阻組成的惠斯頓電橋,當熱導檢測器中流經(jīng)的載氣成分和流量穩(wěn)定, 熱導池池體溫度恒定時,熱敏電阻上產(chǎn)生的熱能與通過載氣熱傳導到檢測器池體所失散的熱能相平衡。電橋電路就處于平衡狀態(tài),當分離出來的組分通過檢測器時,載氣成分發(fā)生了變化,熱導系數(shù)相應產(chǎn)生了差別,系統(tǒng)熱能不再平衡,電阻溫度變化引起阻值變化,造成電橋失衡,組分濃度的變化與熱敏電阻值的變化成正比,因此電橋部平衡產(chǎn)生的信號輸出電信號反映了組分的濃度。相比同類檢測器,熱導檢測器只需要一路載氣,元件和附屬電路較簡單,通過物理變化熱傳導實現(xiàn)檢測,具有壽命長,故障率低、重復性好的特點。但普通熱導的電阻絲抗氧化性差,對載氣純度要求高,容易老化,我們通過大量的試驗選用了合適的耐氧化材料,允許使用空氣做載氣,解決了這一難題,使熱導檢測器又具有了穩(wěn)定性好的特點,是在線檢測裝置的理想檢測器。譜圖分析和濃度計算根據(jù)檢測器輸出的電壓信號與時間的關系,可以繪制以時間為橫坐標軸,以電壓值為縱坐標軸的坐標圖,稱為色譜分析譜圖,通過譜圖分析即可獲知氣樣中各組分的濃度,再經(jīng)過換算即可得到油中溶解氣體濃度。譜圖由基線和各組分形成的峰組成,組分峰的高度與其濃度存在系數(shù)關系,計算公式如下:式中:Xi-油中溶解氣體i組分濃度,i代表一種組分,比如C2H2;   Csi-標準氣中i組分濃度;  ?。鑙-油樣中i組分的峰高;his-標樣中i組分的峰高;Ki-i組分的校正因子。由公式可知,獲取油樣準確的峰高是計算準確的關鍵,如果峰高小于基線噪聲,肯定無法準確測量,因此,必須保證基線的穩(wěn)定。氣路系統(tǒng)的壓力、流量和溫度的波動是影響基線穩(wěn)定的主要因
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