變壓器綜合在線監(jiān)測解決方案
一、概述
變壓器綜合在線監(jiān)測單元通過獲取變壓器運(yùn)行狀態(tài)下的多種關(guān)鍵參量，包括溫度、局部放電、油中溶解氣體、鐵心接地電流和振動等。實現(xiàn)對變壓器內(nèi)部瞬變的突發(fā)性故障和緩慢發(fā)展的潛伏性故障的綜合監(jiān)測，同時從電、熱、力不同角度實現(xiàn)對變壓器的全方位監(jiān)測。系統(tǒng)能綜合變壓器多種參量進(jìn)行聯(lián)合分析，并形成評估診斷結(jié)果。
功能特點
1)油中氣體：綜合多組分油氣分析方法，實現(xiàn)圖形分析、比值分析和趨勢分析；
2)局部放電：綜合多組分檢測手段，實現(xiàn)放電性質(zhì)分析、放電位置定位、放電類型識別；
3)繞組鐵芯/油表面溫度：利用熒光光纖傳感器實時監(jiān)測繞組鐵芯或油表面溫度，動態(tài)評估變壓器熱老化和熱壽命損失；
4)接地電流：監(jiān)測鐵芯、夾件接地電流信號，分析其趨勢變化；
5)聲紋振動監(jiān)測：對變壓器聲紋、振動信號進(jìn)行時域分析、頻域分析和功率譜分析；
6)套管介損：監(jiān)測套管的末屏電流、電容值、介損值實時在線監(jiān)測，分析其趨勢變化；
7)綜合評估：變壓器多元參量數(shù)據(jù)融合，實時自動評估運(yùn)行狀態(tài)。
二、方案架構(gòu)
本方案分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。其中感知層通過各種智能化傳感器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和匯聚，網(wǎng)絡(luò)層通過RS485、以太網(wǎng)、4G、Lora等物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的回傳，應(yīng)用層實現(xiàn)各種基本功能和高級功能的應(yīng)用。
本方案由繞組、鐵芯溫度監(jiān)測、油色譜監(jiān)測、鐵芯接地電流監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、套管介損監(jiān)測和聲紋振動監(jiān)測六個單元組成，每個單元可以獨立監(jiān)測單一參量，多個單元也可以組成大的綜合系統(tǒng)。
三、功能介紹
3.1 內(nèi)置式油浸式變壓器繞組、鐵芯熒光光纖測溫單元/外置式油表面及繞組熒光光纖測溫單元
內(nèi)置式油浸式變壓器繞組、鐵芯熒光光纖測溫單元主要由溫度解調(diào)儀、保護(hù)箱、轉(zhuǎn)接光纖、貫通法蘭盤和測溫光纖組成，實現(xiàn)對變壓繞組和鐵芯溫度的監(jiān)測。外置式變壓器油表面測溫模塊主要由溫度解調(diào)儀、保護(hù)箱、轉(zhuǎn)接光纖和測溫光纖組成，實現(xiàn)對變壓器油表面溫度的監(jiān)測。
熒光光纖測溫原理：稀土熒光材料在受光激勵后，材料中的電子吸收光子從低能級躍遷到激發(fā)態(tài)高能級，從高能級返回到低能級的輻射躍遷，發(fā)出熒光。激勵光停止，熒光壽命以指數(shù)形式衰減，測量的溫度只取決于熒光材料的時間常數(shù)特性，與系統(tǒng)內(nèi)其他變量無關(guān)，因此相對于其他測溫方法具有明顯的優(yōu)勢，具有互換性高、穩(wěn)定性好、無需標(biāo)定、壽命長等優(yōu)點。
功能特點
1）常年無溫漂，安裝完成后不用二次標(biāo)定，長期穩(wěn)定可靠；
2）設(shè)備殼體采用特殊金屬所制，密閉包含、抗電磁干擾；
3）內(nèi)置1GB工業(yè)存儲卡，可以本地存儲；
4）接口采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，方便與各系統(tǒng)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)連接；
5）油表面測溫單元可設(shè)置風(fēng)機(jī)啟動、停止、超溫跳閘、超溫報警門檻溫度等，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。
內(nèi)置式油浸式變壓器繞組、鐵芯熒光光纖測溫單元技術(shù)參數(shù)
項目 | 性能指標(biāo) |
產(chǎn)品系列 | HQ-E116 |
測溫范圍 | -40℃～260℃ |
測溫精度 | ±1℃ |
測溫分辨率 | 0.1℃ |
感溫探針 | 西安和其光電科技股份有限公司專用探針 |
通道數(shù) | 1-16通道可選 |
溫度單位 | 攝氏溫度℃/華氏溫度℉ |
顯示方式 | 數(shù)碼管顯示，8 通道實時顯示，8 通道以上輪詢顯示 |
響應(yīng)時間 | 2秒/通道 |
電源 | DC24V，產(chǎn)品標(biāo)配 220V 轉(zhuǎn) 24VACDC 電源 |
標(biāo)準(zhǔn)端口 | RS-485、USB、每通道模擬輸出4-20mA、8組繼電器 |
數(shù)據(jù)記錄 | 1GB固定內(nèi)存（可通過U盤從USB口導(dǎo)出數(shù)據(jù)） |
功耗 | ＜10W |
通訊協(xié)議 | Modbus（可配IEC 61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器） |
光纖長度 | 3m、6m、9m可選 |
尺寸 | 320mm×175mm×96mm |
重量 | ≤4kg |
外置式油表面及繞組熒光光纖測溫單元技術(shù)參數(shù)
項目 | 性能指標(biāo) |
產(chǎn)品系列 | HQ-OST6 |
測溫范圍 | -20℃～200℃ |
測溫精度 | ±1℃ |
測溫分辨率 | 0.1℃ |
感溫探針 | 西安和其光電科技股份有限公司專用探針 |
通道數(shù) | 1-4通道可選 |
溫度單位 | 攝氏溫度℃ |
顯示方式 | 數(shù)碼管顯示 |
響應(yīng)時間 | 1秒/通道 |
電源 | AC 220V |
標(biāo)準(zhǔn)端口 | RS-485 |
功耗 | ＜10W |
通訊協(xié)議 | Modbus（可配IEC 61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器） |
3.2 變壓器局部放電監(jiān)測模塊
變壓器局部放電監(jiān)測模塊：采用特高頻、高頻和背景噪音傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測變壓器運(yùn)行過程中的內(nèi)部局部放電情況，可以及時對變壓器絕緣異常狀態(tài)和放電性故障做出預(yù)警，為變壓器正常運(yùn)行提供必要的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，提高變壓器運(yùn)行的可靠性、安全性和有效性。
功能特點
1）基于超高頻的全頻帶動態(tài)掃頻局部放電檢測技術(shù)；
2）提供內(nèi)置式或插入式特高頻傳感器，鞏固走頻帶寬，靈敏度高；
3）背景噪音傳感器采用復(fù)合除噪技術(shù)和自動閾值小波除噪原理；
4）基于放電圖譜庫的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)。
技術(shù)參數(shù)
項目 | 性能指標(biāo) |
檢測帶寬 | 特高頻 300～2000MHz；背景噪聲 300～3000MHz |
靈敏度 | 特高頻 5pC；背景噪聲5pC |
阻抗匹配 | 50Ω |
輸出接口 | N型 |
使用壽命 | 30年 |
工作溫度 | -40℃～150℃ |
防護(hù)等級 | IP65 |
3.3 變壓器鐵芯接地電流監(jiān)測模塊
變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測模塊采用高靈敏度電流互感器，實時監(jiān)測變壓器鐵芯接地電流值，當(dāng)接地電流超過設(shè)定值后自動報警，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過485通訊方式傳輸至后臺，結(jié)合后臺分析軟實現(xiàn)在線監(jiān)測及故障報警功能。
功能特點
1）傳感器安裝簡單方便；
2）鐵芯接地電流智能傳感器采用高精度電流互感器、數(shù)據(jù)采集處理板，通信模組組成，便于信號傳輸。
技術(shù)參數(shù)
項目 | 性能指標(biāo) |
電源 | AC220V 50Hz |
功耗 | ≤30W |
測量范圍 | 10mA～10A |
測量精度 | ±3%或±1mA |
分辨率 | 1mA |
3.4 變壓器油中溶解氣體監(jiān)測模塊
變壓器油中溶解氣體監(jiān)測模塊：由油氣分離器、冷阱、載氣調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)、空氣清潔與干燥系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、油中特性故障氣體色譜檢測單元、故障診斷與數(shù)據(jù)管理軟件構(gòu)成，主要檢測H2,CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6,C2H2 7種氣體和微水。
功能特點
1) 取油方式：強(qiáng)制循環(huán)，實時監(jiān)測，無死區(qū)抽樣；
2) 脫氣方式：真空無限量脫氣技術(shù)；
3) 檢測原理：氣敏傳感器或光聲光譜；
4) 測量種類：H2,CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6,C2H2和微水；
5) 故障診斷：國標(biāo)三比值法、兩比值法、大衛(wèi)三角形法、立方圖示法等。
技術(shù)參數(shù)
項目 | 性能指標(biāo) | ||
工作電源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | ||
監(jiān)測組分 | H2,CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6,C2H2 7種氣體和微水 | ||
分析診斷功能 | 通過改良三比值法、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷，并提供原始譜圖 | ||
最小檢測周期&
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