變壓器綜合在線監測解決方案
一、概述
變壓器綜合在線監測單元通過獲取變壓器運行狀態下的多種關鍵參量，包括溫度、局部放電、油中溶解氣體、鐵心接地電流和振動等。實現對變壓器內部瞬變的突發性故障和緩慢發展的潛伏性故障的綜合監測，同時從電、熱、力不同角度實現對變壓器的全方位監測。系統能綜合變壓器多種參量進行聯合分析，并形成評估診斷結果。
功能特點
1)油中氣體：綜合多組分油氣分析方法，實現圖形分析、比值分析和趨勢分析；
2)局部放電：綜合多組分檢測手段，實現放電性質分析、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測繞組鐵芯或油表面溫度，動態評估變壓器熱老化和熱壽命損失；
4)接地電流：監測鐵芯、夾件接地電流信號，分析其趨勢變化；
5)聲紋振動監測：對變壓器聲紋、振動信號進行時域分析、頻域分析和功率譜分析；
6)套管介損：監測套管的末屏電流、電容值、介損值實時在線監測，分析其趨勢變化；
7)綜合評估：變壓器多元參量數據融合，實時自動評估運行狀態。
二、方案架構
本方案分為三層，即感知層、網絡層和應用層。其中感知層通過各種智能化傳感器實現數據的采集和匯聚，網絡層通過RS485、以太網、4G、Lora等物聯網通信技術實現數據的回傳，應用層實現各種基本功能和高級功能的應用。
本方案由繞組、鐵芯溫度監測、油色譜監測、鐵芯接地電流監測、局部放電監測、套管介損監測和聲紋振動監測六個單元組成，每個單元可以獨立監測單一參量，多個單元也可以組成大的綜合系統。
三、功能介紹
3.1 內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儀、保護箱、轉接光纖、貫通法蘭盤和測溫光纖組成，實現對變壓繞組和鐵芯溫度的監測。外置式變壓器油表面測溫模塊主要由溫度解調儀、保護箱、轉接光纖和測溫光纖組成，實現對變壓器油表面溫度的監測。
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態高能級，從高能級返回到低能級的輻射躍遷，發出熒光。激勵光停止，熒光壽命以指數形式衰減，測量的溫度只取決于熒光材料的時間常數特性，與系統內其他變量無關，因此相對于其他測溫方法具有明顯的優勢，具有互換性高、穩定性好、無需標定、壽命長等優點。
功能特點
1）常年無溫漂，安裝完成后不用二次標定，長期穩定可靠；
2）設備殼體采用特殊金屬所制，密閉包含、抗電磁干擾；
3）內置1GB工業存儲卡，可以本地存儲；
4）接口采用標準設計，方便與各系統局域網、廣域網連接；
5）油表面測溫單元可設置風機啟動、停止、超溫跳閘、超溫報警門檻溫度等，實現精準控制。
內置式油浸式變壓器繞組、鐵芯熒光光纖測溫單元技術參數
項目 | 性能指標 |
產品系列 | 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 | 1-16通道可選 |
溫度單位 | 攝氏溫度℃/華氏溫度℉ |
顯示方式 | 數碼管顯示，8 通道實時顯示，8 通道以上輪詢顯示 |
響應時間 | 2秒/通道 |
電源 | DC24V，產品標配 220V 轉 24VACDC 電源 |
標準端口 | RS-485、USB、每通道模擬輸出4-20mA、8組繼電器 |
數據記錄 | 1GB固定內存（可通過U盤從USB口導出數據） |
功耗 | ＜10W |
通訊協議 | Modbus（可配IEC 61850規約轉換器） |
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參數
項目 | 性能指標 |
產品系列 | 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 | 1-4通道可選 |
溫度單位 | 攝氏溫度℃ |
顯示方式 | 數碼管顯示 |
響應時間 | 1秒/通道 |
電源 | AC 220V |
標準端口 | RS-485 |
功耗 | ＜10W |
通訊協議 | Modbus（可配IEC 61850規約轉換器） |
3.2 變壓器局部放電監測模塊
變壓器局部放電監測模塊：采用特高頻、高頻和背景噪音傳感器，能夠實時監測變壓器運行過程中的內部局部放電情況，可以及時對變壓器絕緣異常狀態和放電性故障做出預警，為變壓器正常運行提供必要的指導數據，提高變壓器運行的可靠性、安全性和有效性。
功能特點
1）基于超高頻的全頻帶動態掃頻局部放電檢測技術；
2）提供內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合除噪技術和自動閾值小波除噪原理；
4）基于放電圖譜庫的神經網絡專家系統。
技術參數
項目 | 性能指標 |
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℃ |
防護等級 | IP65 |
3.3 變壓器鐵芯接地電流監測模塊
變壓器鐵芯接地電流在線監測模塊采用高靈敏度電流互感器，實時監測變壓器鐵芯接地電流值，當接地電流超過設定值后自動報警，抗干擾能力強，精度高，可將監測數據通過485通訊方式傳輸至后臺，結合后臺分析軟實現在線監測及故障報警功能。
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、數據采集處理板，通信模組組成，便于信號傳輸。
技術參數
項目 | 性能指標 |
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測模塊
變壓器油中溶解氣體監測模塊：由油氣分離器、冷阱、載氣調節與控制系統、空氣清潔與干燥系統、溫度控制系統、油中特性故障氣體色譜檢測單元、故障診斷與數據管理軟件構成，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：強制循環，實時監測，無死區抽樣；
2) 脫氣方式：真空無限量脫氣技術；
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：國標三比值法、兩比值法、大衛三角形法、立方圖示法等。
技術參數
項目 | 性能指標 | ||
工作電源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | ||
監測組分 | 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、大衛三角法及立方體圖示法對監測數據進行分析、診斷，并提供原始譜圖 | ||
最小檢測周期&
| |||
