第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
當(dāng)變壓器存在潛伏性過熱或放電故障時(shí),如鐵心、繞組等局部過熱,局部電暈放電和匝間、層間短路,沿面放電等引起電弧放電,都會(huì)引起變壓器油和固體絕緣裂解,從而產(chǎn)生大量的氣體。分析溶解油中的氣體含量、產(chǎn)氣速率等,就能分析判斷設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障并可隨時(shí)掌握故障的發(fā)展情況,特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性的故障等,不管故障發(fā)生在變壓器的何種部位,都能很好地反映出來。
1、工作原理
色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由油氣分離檢測器、色譜監(jiān)測控制箱、微機(jī)處理及診斷單元組成。一臺(tái)主變壓器對應(yīng)一個(gè)油氣分離檢測器;微機(jī)處理、控制及診斷單元由單元信號(hào)處理及數(shù)字采樣模板、通訊模板及工業(yè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
一臺(tái)工控機(jī)能控制20臺(tái)主變壓器。由于含有不同化學(xué)健結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔镉兄煌臒岱€(wěn)定性,所以絕緣油隨著故障點(diǎn)溫度的升高依次裂解生成烷烴、烯烴和炔烴。每一種烴類氣體最大產(chǎn)生率都有一個(gè)特定的溫度范圍,故絕緣油在不同的故障性質(zhì)下產(chǎn)生不同成份、不同含量的烴類氣體,如出現(xiàn)電暈放電時(shí)主要是氫氣,電弧放電時(shí)主要是乙炔,高溫?zé)狳c(diǎn)主要是乙烯。這些氣體在絕緣油中飽和溶解度很大,所以有相當(dāng)數(shù)量的氣體溶于絕緣油中。用分析油中含氣成份檢測異常的方法,根據(jù)氣體的組分和各種氣體的含氣量及其逐年的變化情況等,以判斷故障的種類、部位和程度等。
色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣方式為模塊方式,它采用工業(yè)RS485總線接口,檢測信號(hào)在現(xiàn)場進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,用數(shù)字信號(hào)將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送到主控室,消除了長距離傳輸耦合的干擾信號(hào),電纜用量小,在控制箱與主機(jī)之間僅用一條電纜,所以施工簡便,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。
系統(tǒng)的氣體檢測采用了氣相色譜原理。溶解在變壓器油中的故障特征氣體經(jīng)氣體采集器采集后,在內(nèi)置微型氣泵的作用下,進(jìn)入電磁六通閥的定量管,定量管中的故障特征氣體在載氣作用下流過色譜柱,然后,氣體檢測器分別將六組分氣體(H2、CO、CH4、C2H2、C2H6、C2H4)變換成電壓信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器將采集到的電壓信號(hào)通過RS485上傳給安裝在控制室的數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器根據(jù)儀器的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析,計(jì)算出各組分和總烴的含量以及各自的增長率,再由故障診斷專家系統(tǒng)對變壓器故障進(jìn)行診斷,從而實(shí)現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測。這些方法的特點(diǎn)是能有效地判斷出用電氣試驗(yàn)不易確定的輕度故障、鐵芯的局部事故之類的毛?。贿€可以在初期階段就發(fā)現(xiàn)在緩慢發(fā)展的事故。它的特點(diǎn)是信息量充分,故障反映靈敏。
2、主要產(chǎn)品
1) 氫氣在線監(jiān)測裝置
變壓器內(nèi)部的油和紙、布、漆等絕緣材料都是碳?xì)浠衔锘蛱妓衔?,在受熱和電作用下發(fā)生分解,由于氫氣需克服的鍵能最低,所以氫氣最早生成,放電性故障和過熱性故障都會(huì)產(chǎn)生氫氣,氫氣是各種形式故障中最先產(chǎn)生的氣體,也是電力變壓器內(nèi)部氣體組成成分中最早發(fā)生變化的氣體。變壓器油受熱分解,大約500˚C時(shí)開始產(chǎn)生氫氣,并隨溫度升高急劇增加,另外氫氣分子在所有的氣體中分子直徑最小,在油中的溶解度很小,容易流動(dòng)擴(kuò)散,使氫氣檢測相對于其他氣體來說比較容易實(shí)現(xiàn)。所以以氫氣作為特征氣體,用一種對氫氣有一定靈敏度、又有較好穩(wěn)定性能的敏感元件,在變壓器運(yùn)行中監(jiān)測其油中氫氣含量的變化,實(shí)現(xiàn)在線及時(shí)預(yù)報(bào)。這就是目前微機(jī)型TRAN系列變壓器故障監(jiān)測儀、Dog-1000型變壓器油氫氣濃度在線監(jiān)測儀和3、4號(hào)主變使用的北京日月飛科技公司生產(chǎn)的BGY型主變油色譜在線監(jiān)測儀使用的原理。
以:BGY型主變油色譜在線監(jiān)測儀為例,透膜和氫敏器裝在氣室內(nèi),構(gòu)成一個(gè)密封整體,裝在變壓器循環(huán)油路部位,透膜實(shí)現(xiàn)油氣分離,當(dāng)氫敏器件加上額定電壓和電流時(shí),隨著氣室中被測氫氣含量的變化,在氫敏器件兩極之間產(chǎn)生變化的信號(hào)(該信號(hào)與氫氣濃度成對數(shù)關(guān)系),該信號(hào)被放大處理后經(jīng)阻抗匹配分3路輸出報(bào)警,其原理圖如圖。
BGY型氫氣監(jiān)測裝置原理圖
2)乙炔在線監(jiān)測裝置
氫氣產(chǎn)生的起始溫度最低,而乙炔產(chǎn)生的起始溫度最高。通常認(rèn)為,故障部位的溫度能代表故障的程度,所以從這個(gè)角度可以認(rèn)為檢測油中乙炔的濃度比氫氣更重要。目前由上海電力學(xué)院研制的智能乙炔測定儀就是依照這個(gè)原理。
3)油中多種氣體的在線監(jiān)測裝置
在變壓器中,絕緣油分解產(chǎn)生的主要是氫、烴類氣體,絕緣紙等固體絕緣材料分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是CO和CO2,故障時(shí)變壓器油中CO的含量會(huì)明顯增加,所以一般將氫氣和CO作為絕緣材料分解的特征氣體。目前市場上有代表性的產(chǎn)品是中能電力科技開發(fā)公司與加拿大GE Syprotec公司合作引進(jìn)的HYDRAN系列變壓器早期故障在線監(jiān)測系統(tǒng)。HYDRAN裝置的傳感器是通過一個(gè)閥門與變壓器箱體或油管聯(lián)接,使變壓器油中溶解氣體經(jīng)過具有可選擇性的滲透膜進(jìn)入電化學(xué)氣體檢測器(傳感器),在傳感器內(nèi)氣體與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一個(gè)與反應(yīng)速度成比例的電信號(hào),輸出的電信號(hào)經(jīng)整流放大和溫度補(bǔ)償后,以體積分?jǐn)?shù)值顯示在裝置的顯示屏上,并通過檢測讀數(shù)偏離基線的速度,預(yù)測變壓器的故障。其原理圖見下圖。
HYDRAN傳感器原理圖
4)其他便攜式診斷裝置
市場上還有一種用氟聚合物薄膜實(shí)現(xiàn)將特征氣體H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6從油中分離并采用新型催化媒氣體傳感器檢測氣體含量,能判斷是否存在異常及故障類型的便攜式診斷裝置。還有一種便攜式光電設(shè)備用檢測變壓器油中的糠醛濃度來判斷變壓器固體絕緣材料老化程度,因?yàn)殡m然變壓器絕緣紙的聚合度是最能表征變壓器固體絕緣老化程度的指標(biāo),是非常準(zhǔn)確、可靠、有效的判據(jù),但是這項(xiàng)試驗(yàn)要求變壓器停運(yùn)、吊罩才能取紙樣,使其應(yīng)用受到限制。而油中糠醛的濃度可以反映紙絕緣的聚合度,其變化率則可反映紙的老化速率,克服了現(xiàn)場取紙樣困難和損傷絕緣的缺點(diǎn)。
5)典型的在線色譜監(jiān)測儀
(1)Truegas氣體分析儀
美國Serveron公司的Truegas變壓器氣體分析儀,以99.9999%的超高純氦氣為載氣,以熱導(dǎo)池為檢測器,可測量8種氣體,包括H2、CO、CO2、O2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6。
該監(jiān)測儀的原理是:把經(jīng)散熱器降溫后的變壓器油送入監(jiān)測儀中的特制的氣體萃取器油室,流過油室后再泵回變壓器。氣體萃取器連續(xù)不斷地萃取油中溶解氣體,4小時(shí)后可達(dá)到氣體平衡。由超高純載氣氦攜帶氣樣進(jìn)入色譜柱。各特征氣體在色譜柱中分離后,先后進(jìn)入熱導(dǎo)池。檢測結(jié)果由計(jì)算機(jī)計(jì)算保存、處理,并以"#$ 方式遠(yuǎn)程讀取。測量結(jié)果可由軟件以圖表方式直觀顯示,與之相關(guān)的變壓器內(nèi)部狀況的診斷結(jié)果可以直接給出。對CO、CO2、C2H2、C2H4。的測量,靈敏度可達(dá)1ΜL/L或10%(取大者),其它4種氣體的測量靈敏度可達(dá)10%。其工作環(huán)境溫度范圍很寬,可從-40˚C到+55˚C。建議的采樣周期為24h。
(2)C201-6在線色譜監(jiān)測儀
加拿大加創(chuàng)集團(tuán)公司的C201-6在線色譜系統(tǒng)的油氣分離采用高分子薄膜,特征氣體經(jīng)復(fù)合色譜柱分離后,由氣敏傳感器依次檢測;對H2的標(biāo)稱靈敏度為1ΜL/L;對C2H2的標(biāo)稱靈敏度為0.5ΜL/L。
(3)SPJC在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)
SPJC在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)是在重慶大學(xué)高電壓與電工新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大量研究的基礎(chǔ)上研制而成的。系統(tǒng)采用特制高分子薄膜實(shí)現(xiàn)油氣自動(dòng)分離,滲透平衡時(shí)間為2d~3d:。采用極高分辨率的多傳感氣敏元件,可同時(shí)檢測運(yùn)行變壓器油中H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H66種溶解氣體。C2H2檢測范圍為1ΜL/L~5000ΜL/L,其余五種氣體的檢測范圍為10ΜL/L~5000ΜL/L。故障診斷采用了經(jīng)過模糊處理的三比值法。
(4)MGA2000-6系統(tǒng)
寧波理工監(jiān)測設(shè)備有限公司的MGA2000-6型變壓器色譜監(jiān)測系統(tǒng),其油氣分離單元采用了透氣性非常突出的新型油氣分離材料和全新設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),油氣接觸面積比一般平板膜大1000倍以上。在分離過程中采用油路、氣路雙循環(huán),油氣分離速度得到大幅度提高,可在1h內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有故障特征氣體的平衡。MGA2000-6 系統(tǒng)的組分分離單元采用了先進(jìn)的色譜柱技術(shù)和分離單元整體恒溫的技術(shù)措施,特制的色譜柱使分離度最小的H2與CO保留時(shí)間差達(dá)到了25s 以上,徹底解決了因?yàn)閭鞲衅骰謴?fù)時(shí)間不足而導(dǎo)致的拖尾迭加問題。
(5)上海交大的監(jiān)測系統(tǒng)
上海交大研制的監(jiān)測系統(tǒng)的油氣分離單元采用了帶微孔的聚四氟乙烯薄膜。采用雙色譜柱,柱1直接連入檢測器,柱2經(jīng)毛細(xì)管柱連入檢測器。柱1與柱2的固定相不同,前者用來分離H2、CO2、CH4三種氣體,后者分離C2H2、C2H4、C2H66。其氣體檢測器采用其自行研制的熱線型傳感器能長期保持高靈敏度和穩(wěn)定性。
(6)BSZ系列監(jiān)測裝置
遼寧電科院(即東北電力科學(xué)研究院)和本溪電業(yè)局于1993年研制了BSZ-1型變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置,并投入試運(yùn)行。1994年又推出了bsz-2型變壓器油在線色譜裝置,且已在遼寧、浙江等地投運(yùn)10多臺(tái)。BSZ-3型裝置可以同時(shí)監(jiān)測兩臺(tái)變壓器。BSZ系列裝置可以按任意選定的監(jiān)測周期按時(shí)自動(dòng)測出變壓器油中可燃?xì)怏wCH4、C2H4、C2H2、C2H6等氣體組分含量及總烴值。
3、系統(tǒng)特點(diǎn)
色譜監(jiān)測適用于110-500KV大型變壓器油色譜在線監(jiān)測及智能化診斷??赏瑫r(shí)監(jiān)測運(yùn)行變壓器油中的H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6六種溶解氣體,具有以下特點(diǎn):
1)良好的氣體分離性能采用自主研制、性能優(yōu)異的高分子聚合薄膜,具有透氣率高、機(jī)械強(qiáng)度好、耐污染能力強(qiáng)和耐老化時(shí)間長的特點(diǎn)。
2)抗干擾性能強(qiáng)監(jiān)測系統(tǒng)采樣方式為模塊方式,檢測信號(hào)在現(xiàn)場進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,用數(shù)字信號(hào)將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送到主控室,消除了長距離傳輸耦合的干擾信號(hào),所以可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。
3)靈敏度高采用新一代半導(dǎo)體氣敏傳感器,性能穩(wěn)定、分辯率和靈敏度高,C2H2檢測靈敏度達(dá)0.5ppm,其余五種氣體的監(jiān)測靈敏度《=5ppm,居國際領(lǐng)先水平。響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短,抗震動(dòng)和沖擊能力強(qiáng),具有較好的線性度和一致性,確保了在線監(jiān)測的長期可靠運(yùn)行。
4)可靠的智能專家系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測得到的變壓器油中六種氣體含量及各種絕緣數(shù)據(jù),以三比值法、小波理論、模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及人工智能診斷技術(shù)等先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法為手段,進(jìn)行變壓器早期故障診斷,確保了診斷的可靠性。
5)查詢方便采用WEB查詢方式,有訪問權(quán)的用戶只需在局域網(wǎng)內(nèi)的微機(jī)上輸入現(xiàn)場色譜工控機(jī)的IP地址或計(jì)算機(jī)名,就可以進(jìn)入色譜數(shù)據(jù)庫專家查詢系統(tǒng),查詢各時(shí)間段的色譜數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、和色譜曲線圖。
6)自動(dòng)定時(shí)巡檢絕緣在線監(jiān)測的完成依次逐一進(jìn)行,在不低于最小巡查時(shí)間的前提下(30分鐘),可通過監(jiān)測主機(jī)任意方便地設(shè)定巡檢時(shí)間。
7)自動(dòng)追蹤監(jiān)測當(dāng)某臺(tái)設(shè)備有故障征兆或其它原因需要對其進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)或手動(dòng)設(shè)定對該設(shè)備進(jìn)行連續(xù)絕緣監(jiān)測。
8)越限報(bào)警可根據(jù)需要設(shè)定被監(jiān)測設(shè)備的報(bào)警限值,監(jiān)測數(shù)據(jù)超過該限值就自動(dòng)報(bào)警。
9)溫度自控戶外油氣分離單元及控制器具有自動(dòng)溫控系統(tǒng),能在各種氣候條件下正常工作。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
在40 年代,因電網(wǎng)電壓等級(jí)低、容量小,電氣設(shè)備發(fā)生故障所帶來的損失和影響不大因此人們采用事故后維修制,即設(shè)備損壞后,停電進(jìn)行維修。此后,電網(wǎng)容量逐漸增大,電壓等級(jí)也隨之提高,設(shè)備故障所產(chǎn)生的影響也相應(yīng)增大,因此,從事故后維修制逐漸發(fā)展到預(yù)測性維修制。
從50年代起,由于110KV~220KV電壓等級(jí)的電網(wǎng)已有相當(dāng)規(guī)模,設(shè)備故障所產(chǎn)生的影響也更大,用戶對供電的可靠性要求也相應(yīng)提高,于是從預(yù)測性維修制逐漸演變?yōu)榫S修預(yù)防制。在預(yù)測性維修制逐漸演變?yōu)榫S修預(yù)防制的過渡中,人們逐漸探索定期對某些設(shè)備的絕緣停電作非破壞性和破壞性試驗(yàn)研究,逐漸總結(jié)出了對某些設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)試行標(biāo)準(zhǔn),并逐漸形成了局部預(yù)防性維修體系;
從60年代起,各國相繼制定出了比較規(guī)范的停電預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),從而進(jìn)入了預(yù)防性維修制時(shí)代,并將這種觀念一直延續(xù)至今。
進(jìn)入預(yù)防性維修制時(shí)代后,人們逐漸認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的缺陷和不足。當(dāng)一臺(tái)大型電氣設(shè)備的某一元件的絕緣有缺陷時(shí),往往反映不靈敏,即使整體預(yù)防性試驗(yàn)合格,仍然時(shí)有故障發(fā)生。
由于現(xiàn)行的預(yù)防性試驗(yàn)電壓太低,無法真實(shí)反映運(yùn)行電壓下的絕緣性能和整個(gè)工作情況,因此必需對現(xiàn)行的預(yù)防性維修制進(jìn)行根本的變革,其發(fā)展方向必然是采用在線監(jiān)測及診斷技術(shù),并探索以在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修制。
進(jìn)入80年代,特別是近10多年來,在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展很快,絕大多數(shù)變電站設(shè)備及發(fā)電機(jī)、電纜、線路絕緣子等都有在線監(jiān)測的項(xiàng)目。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展和向各領(lǐng)域的滲透,系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)中廣泛應(yīng)用了這些先進(jìn)的科研成果,使在線監(jiān)測技術(shù)逐步走向?qū)嵱没A段。與預(yù)防性試驗(yàn)相比,在線監(jiān)測系統(tǒng)采用高靈敏度的傳感器采集運(yùn)行中設(shè)備絕緣劣化的信息,信息量的處理和識(shí)別依賴于豐富的軟件支持的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),不僅可以把某些預(yù)試項(xiàng)目在線化,而且還引進(jìn)了一些新的更真實(shí)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征量,從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷,促進(jìn)電力設(shè)備向狀態(tài)檢修過渡的進(jìn)程。略……
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢分析
絕緣監(jiān)測系統(tǒng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性,硬件部份,微機(jī)控制及診斷單元留得有接口,系統(tǒng)軟件采用靈活的、模塊化的軟件,可隨時(shí)加入其它監(jiān)測項(xiàng)目,如局部放電的監(jiān)測等。該系統(tǒng)還具有故障報(bào)警功能,可及時(shí)發(fā)出警告,讓工作人員有充分時(shí)間采取相應(yīng)措施。
雖然在線監(jiān)測裝置已投入實(shí)際運(yùn)用,但廠家還必需在檢測精度和檢測氣體種類、價(jià)格與裝置結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)軟件等關(guān)鍵技術(shù)上作大量的研究,根據(jù)實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行逐步改進(jìn)?,F(xiàn)階段在線監(jiān)測裝置還只能作為一種輔助檢測裝置,無法取代人工定期取樣化驗(yàn)分析。
在線監(jiān)測及診斷技術(shù)在我國有良好的運(yùn)用前景。通過使用、總結(jié)、提高后,可推廣用于高壓電容型設(shè)備介質(zhì)損耗的監(jiān)測,鐵芯電流和污穢電流的監(jiān)測,溫度、濕度的監(jiān)測,局部放電的監(jiān)測,逐步取代離線人工監(jiān)測。為我局實(shí)現(xiàn)以在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修打下良好的基礎(chǔ)。
第四節(jié) 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)市場現(xiàn)狀分析及預(yù)測
變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展與電力建設(shè)息息相關(guān),中國目前正處于電力建設(shè)的高峰期。從國內(nèi)新增裝機(jī)容量的角度分析,可以發(fā)現(xiàn),2001年是電力新增裝機(jī)容量的一個(gè)低潮期,2003年開始進(jìn)入復(fù)蘇期,2004年電力建設(shè)呈現(xiàn)井噴局面,經(jīng)國家批準(zhǔn)建設(shè)的電站裝機(jī)容量為6000萬千瓦,但實(shí)際開工建設(shè)達(dá)1.5億千瓦,為國家計(jì)劃的2.5倍。為此,國務(wù)院于2004年12月下發(fā)了32號(hào)文件,即《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委關(guān)于堅(jiān)決制止電站項(xiàng)目無序建設(shè)意見的緊急通知》,對電站建設(shè)進(jìn)行宏觀調(diào)控。
盡管國家加強(qiáng)了對電站建設(shè)的宏觀調(diào)控,但從2003年開始的拉閘限電以及中國經(jīng)濟(jì)依然高速增長的現(xiàn)實(shí)所反映出來的對于電力的需求預(yù)期,將使未來幾年的電力新增裝機(jī)容量繼續(xù)保持高速增長的態(tài)勢。專家預(yù)計(jì),2007年底我國裝機(jī)容量將達(dá)到6.38億千瓦,2007年后增長速度逐漸減慢,但是不會(huì)出現(xiàn)2001年市場需求極度萎縮的狀況??梢哉f,未來兩年中國電力建設(shè)仍將快速增長。電力新增裝機(jī)容量的增長必然導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備需求的大幅增長。
在電力需求的強(qiáng)力拉動(dòng)下,我國電器工業(yè)進(jìn)入高速增長期,不僅在經(jīng)濟(jì)規(guī)模上而且在技術(shù)水平上都有顯著提高,全行業(yè)面臨難得的發(fā)展機(jī)遇。來自中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2007年,電工行業(yè)繼續(xù)保持了上年高速平穩(wěn)增長的態(tài)勢。產(chǎn)銷繼續(xù)大幅度增長,增長幅度均達(dá)到30%以上。
隨著我國發(fā)電廠投產(chǎn)高峰的到來,電網(wǎng)建設(shè)將進(jìn)入全面推進(jìn)西電東送、南北互供和全國聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更大范圍資源優(yōu)化配置的新階段。輸變電設(shè)備的升級(jí)換代、大容量輸電線路建設(shè)改造、城鄉(xiāng)電網(wǎng)進(jìn)一步改造等給變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)帶來巨大商機(jī)。略……
第五節(jié) 行業(yè)未來發(fā)展預(yù)測分析
1、技術(shù)方向
在線監(jiān)測系統(tǒng)是電力系統(tǒng)最具潛力的技術(shù)之一,將以集中、高智能化、高精度為發(fā)展方向。概括地說,在線監(jiān)測的發(fā)展包括兩個(gè)方面:硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。硬件技術(shù)的發(fā)展與傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、光纖技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),這些領(lǐng)域的每一項(xiàng)突破性成就都有可能給在線監(jiān)測技術(shù)帶來深刻的影響。軟件技術(shù)并不只是漂亮的界面、大量數(shù)據(jù)的保存管理等等,更重要的是求解復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的方法。
2、變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展展望
在線監(jiān)測中,油氣分離是很關(guān)鍵的一步。目前普遍使用的高分子膜,其平衡時(shí)間較長,使測量結(jié)果失去了及時(shí)性,且由于不同組分的平衡時(shí)間相差較大,難以給出油中氣體體積分?jǐn)?shù)的真實(shí)值,使測量結(jié)果失去了準(zhǔn)確性。因此,當(dāng)監(jiān)測儀出現(xiàn)報(bào)警時(shí),還必須取油樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室色譜分析。
以色譜為基礎(chǔ)的在線監(jiān)測系統(tǒng),其消耗性載氣通??捎靡荒辏渖V柱、傳感器的壽命為2年左右,這與變壓器的設(shè)計(jì)壽命相比,監(jiān)測系統(tǒng)本身所需要的維護(hù)周期還太短。目前在線監(jiān)測油中氣體使用的氣敏傳感器或者熱導(dǎo)池,其綜合監(jiān)測指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)室氣相色譜還有一定的差距。以傅立葉紅外為代表的紅外光學(xué)傳感器由于具有壽命長、穩(wěn)定性好,從原理上不需要現(xiàn)場標(biāo)定,不需要消耗性載氣并且不消耗所測氣體等特點(diǎn),有望成為在線油中溶解氣體監(jiān)測儀理想的換代產(chǎn)品。
此外,由于油中溶解氣體與故障之間并沒有確定的對應(yīng)關(guān)系,因此,透過油中溶解氣體了解設(shè)備的實(shí)際狀況的問題實(shí)際上是一個(gè)原因和結(jié)果都不確定的問題。為更好地解決此問題,目前已使用了模糊數(shù)學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、知識(shí)工程以及專家系統(tǒng)等多種科學(xué)方法,并傾向于結(jié)合兩種或多種方法,使用綜合人工智能,以克服單一方法的缺陷,獲得更準(zhǔn)確的診斷結(jié)論。如果將故障診斷專家系統(tǒng)與在線監(jiān)測系統(tǒng)融合,將極大地提升在線監(jiān)測系統(tǒng)的效能。
第六節(jié) 行業(yè)投資前景分析
1、我國電網(wǎng)建設(shè)“十一五”規(guī)劃
電網(wǎng)建設(shè)的滯后,嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全。“十一五”期間,國家電網(wǎng)公司將投資9000億元左右,南方電網(wǎng)投資額也將達(dá)到3000億元。這樣,我國電網(wǎng)總投資將超過1.2萬億元,是十五期間電網(wǎng)投資5000億元的2倍多,以彌補(bǔ)歷史欠賬。
根據(jù)國家電網(wǎng)“十一五”電網(wǎng)規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)規(guī)劃,“十一五”期間,國家電網(wǎng)公司將新增330KV以上輸電線路6萬KM、變電容量3億KVA。到2010年,跨區(qū)輸電能力將達(dá)到4000多萬KW、輸電量1800多億KWH。
至2020年,全社會(huì)用電量將達(dá)到39400億-43200億KWH,需要裝機(jī)容量8.2億-9.4億KW。2011-2020年將年凈增用電量1400億-1600億KWH,年均需凈增裝機(jī)容量2600萬-3200萬KW。
按照變電設(shè)備容量與發(fā)電設(shè)備容量之間的比例為12∶1計(jì)算,2010年之后,我國對高端變電設(shè)備的年需求量將在3-4億KVA左右。
2、電力變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)德的重要用途
電力變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)是為了縮短實(shí)驗(yàn)室對變壓器油取樣至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測的周期應(yīng)運(yùn)而生的一種技術(shù),能夠?qū)崟r(shí),有效的監(jiān)測到變壓器內(nèi)部油中氣件生成的情況,及時(shí)捕捉到一些事故先兆,好讓工作人員及時(shí)的做出反應(yīng),拿出對策解決問題,杜絕事故。
變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備之一,它一旦發(fā)生故障,將會(huì)帶來嚴(yán)重后果。油中溶解氣體分析是診斷油浸式大型電力變壓器潛伏性故障最有效的方法之一。在2010年我國變電容量將達(dá)到3億KVA,變壓器的需求隨之增加。與變壓器配套,用來分析變壓器絕緣狀況的油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的需求將隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速推進(jìn)而不斷增加,變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)的投資前景看好。略……
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