一種新型干式變壓器在線監測系統——法拉第T
:219分析原理法拉第系統的分析核心是傅里葉紅外變換(FTIR)技術。FTIR是基于光的干涉原理。將待測氣室置于邁克爾遜干涉光路中，當動鏡運動時，探測器會得到強度變化的干涉波。對背景干涉圖和樣品干涉圖進行傅里葉變換后，可以得到背景單光譜和樣品單光譜，樣品透射光譜為上述兩種光譜的比值。根據朗伯-比爾定律，吸光度A與樣品濃度c、吸收池1的光程長度、樣品吸收率A成正比，即A=acl。在選定的波數下，用純樣品建立吸光度值A相對于濃度C的校準曲線，然后根據待測樣品的吸光度計算未知組分的含量。為了準確地恢復光譜，傅里葉變換紅外光譜儀有一套激光干涉系統，采用激光干涉圖過零采樣的方法對復雜光譜進行精確采樣。判斷充油電氣設備內部故障的有價值氣體：氫氣(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。除了H2，這些氣體分子的基頻振動應該落在中紅外區。而且各種氣體都有先立的吸收峰，水的光譜峰與特征氣體的光譜峰不重疊。也就是說，原則上，FTIR光譜儀不僅可以測量除氫氣以外的所有故障氣體，還可以測量水分。傅里葉變換紅外光譜儀由紅外光源、干涉儀、氣室、紅外探測器和數據采集處理系統組成。傳統的氣相色譜一般設定3-12個月的采樣周期，在線氣相色譜每24小時可以采樣一次，緊急情況下較短的時間間隔需要2小時，而FTIR光譜儀可以在30-60秒內完成一次定量分析，因此其實時性接近連續測量。實驗室氣相色譜的允許誤差一般在右邊20。基于氣相色譜的在線檢測器仍然存在由于導熱管和載氣純度的影響，烴類氣體的較小檢測濃度高于警戒濃度的問題。現在測試和計算結果表明，在線傅里葉變換紅外光譜的靈敏度已經達到或超過了實驗室氣相色譜的水平。
設備的功能和特點
1.基于先進的測量原理，連續實時檢測溶解在氫氣(H2)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)等7種油中的故障特征氣體以及油中的水分(H2O)，測量精度達到實驗室氣相
氘
C2H2
C2H4
CH4
C2H6
哥倫比亞
二氧化碳（carbondioxide）
H2O
較小測量值(ppm)
10
一個
三
一個
20
五
10
五
重復精度(/-ppm)
五
0.3
0.6
0.2
五
2
五
三
測量范圍(ppm)
10-2000
1-1000
3-1500
1-1500
20-1500
5-2000
10-8000
5-95
2.在線監測故障氣體的同時，還可以獲取其他外部傳感器信號，如負載電流、電壓、環境溫度、油箱頂部油溫、主油箱壓力釋放、氣體保護動作等。可以在后端進行綜合處理，實現對干式變壓器的綜合管理和關懷。3.管理潛在故障的干式變壓器，監控故障演變，及時采取有效的保護措施，減少和避免計劃外停電時間，延長設備使用壽命。4.安裝方便，維護少，不需要載氣，整機可移動，功能相當于一個移動色譜分析實驗室。5.先進的溫控技術，通過內部空調和加熱器，保證整個設備在室外正常工作(工作環境溫度為-40 - 45)。6.設備部件技術先進可靠，均符合GE公司的技術質量標準。此外，通過抗射頻干擾、抗電磁干擾和振動測試，它們可以滿足在野外環境中穩定工作的各種要求。7.后端分析軟件功能強大。通過基于際電工委員會、際電工委員會或通用電氣標準的分析模型，專家 #p#分頁標題#e#
8.開放式通信接口，可通過撥號、以太網或光纖連接用戶局域網或廣域網，實現多種通信方案。
附件
美GE能源公司——法拉第干式變壓器在線監測診斷系統_ _法拉第變壓器系統(tnu)
法拉第干式變壓器在線監測診斷系統(TNU)是一種動態交互式自適應智能監測診斷系統，通過采集和處理干式變壓器的關鍵運行數據，分析干式變壓器的綜合性能。TNU相當于一個移動色譜分析實驗室，其測量結果相當于該實驗室的色譜分析結果，同時為用戶提供了今后需要采取的維護措施
建議。用戶在對某臺干式變壓器進行一段時間的監測后，可以對其工作性能進行評估，確定需要采取的維護措施，然后將其轉移到另一臺關鍵的干式變壓器上，實現對所有達到使用壽命、過載或在不同時間段存在潛在故障的干式變壓器的在線監測，從而有效管理干式變壓器的性能，提高干式變壓器的運行安全性，延長干式變壓器的使用壽命。測量原理油樣探頭安裝在干式變壓器循環油路的閥門上，用于采集油樣，同時控制和監測油循環；機油調節系統調節并優化機油溫度和流量。氣體分離回路通過高性能氣體和微水滲透膜連續分離油中溶解氣體和微水；之后，每種氣體都變成紅色
外分析儀進行測量，H2仍采用HYDRAN傳感器測量。功能與特點干式變壓器油中氫氣（H2）、乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等七種油中溶解氣體以及微水（H2O）的實時、在線監測。H2
C2H2
C2H4
CH4
C2H6
CO
CO2
H2O
較小測量值（ppm）
10
1
3
1
20
5
10
5
重復精度（ /-ppm）
5
0.3
0.6
0.2
5
2
5
3
測量范圍（ppm）
10-2000
1-1000
3-1500
1-1500
20-1500
5-2000
10-8000
5-95
TNU可以接收如下外部傳感器信號：
模擬信號負荷電流、負荷電壓、環境溫度、主油箱頂部油溫
數字信號油箱油面較低值是否滿足要求油枕油面較低值是否滿足要求主油箱壓力釋放瓦斯保護動作壓力突變繼電器可編程控制器用于數字量與模擬量的輸入/輸出，以及內部控制內配空氣調節與加熱器，以保持機柜內部溫度滿足工作要求用來管理可能存在的潛在故障的干式變壓器，監測故障演變，采取及時有效的防護措施，減少與避免非計劃停運時間，延長設備使用壽命可移動性，其功能相當于一個移動的氣體色譜分析實驗室便于安裝、少維護多種通訊方式，滿足現場與遠程用戶的需要
技術參數總括主要部件EC01和EC02控制器、FTIR傅氏紅外氣體分析儀、HYDRAN傳感器、油采樣單元、基線參考系統、PLC數據采集與控制單元、UPS、空氣加熱調節單元。#p#分頁標題#e#
控制器工業PC機控制數據采集及與系統不同部件的接口FTIR氣體分析儀工業用全頻譜分析儀，性能穩定，檢測分辨率高HYDRAN傳感器HYDRAN技術測量氫氣基線參考系統內置的基線參考與校準系統，所有的功能通過客戶端軟件實現，無需任何參考或壓縮氣體
PLC
功能可編程邏輯控制器管理和控制TNU應用主要控制功能油流量開關，在出現泄漏時關閉采樣頭、油泵與控制閥、油溫控制、現場/遠程控制、基線閥控制、報警繼電器控制、外部數據采集、
油采樣單元
功能干式變壓器油連續采樣，并循環至油調節系統主要部件單一采樣點油調節系統加熱器與冷卻器泵閥
采樣頭安裝在干式變壓器閥門上，作為采樣口和油路循環回油口；入口/出口處安裝電磁閥以防油泄漏。
傳感器集合管黃銅材料，四個1英寸NPT螺口，兩個用于氣體分離，一個用于HYDRAN傳感器，一個備用
泵良好密封、高扭矩、磁驅動齒輪泵，泵體材料316SS，齒輪為鎳合金
油加熱器1000W，低功率密度，侵入式，91℃（196°F）熱熔絲油冷卻器外部高性能散熱器溫度控制器PLC油溫控制器干式變壓器閥一個1.5英寸球閥或閘閥干式變壓器油采樣系統編織不銹鋼，3/8英寸軟管，帶Teflon內襯和Swagelock接頭。采樣頭與TNU之間的距離為1.5~12米
油采樣口5/32英寸Allen螺紋，用于玻璃注射器和Luer旋塞閥運行油溫-40~90℃（-40~194°F）油壓力頭0~700kPa(0~100psig)輸入輸出
模擬輸入4個4~20mA模擬量輸入口，可擴展至8個，模擬輸入量有負荷電流、負荷電壓、有載調壓開關分接頭位置等
RTD輸入1個RTD輸入口，可擴展至5個，RTD輸入有環境溫度頂部油溫、有載調壓開關油箱溫度等
數字輸入7個24V數字直流輸入，如油箱油面較低值滿足、儲油箱面水平滿足、主油箱卸壓、油箱氣體積聚、液壓繼電器等
報警輸出油中溶解氣體水平、故障報警運行軟件
主要特征服務器應用，MicrosoftWindowsNT4.0操作系統，MicrosoftSQLServer6.5,ODBC32
數據采集與存儲油中溶解氣體為5分鐘、模擬輸入5分鐘、數字輸入2秒
用戶界面
主要特征TNU相當于一個客戶機一服務器應用環境下的服務器，客戶側（現場/遠程/控制室操作）采用MicrosoftWindowsNT4.0或Windows95操作系統、Access數據庫、或有特殊分析要求時也可采用Excel表格。菜單圖形界面。
DGA解釋模型TNU采取業界公認的標準，包括Rogers,IEC599,Doernenburg,Duval,GE,IEEEC57.104-1991,PaperDegradation對采集到的數據進行分析計算，從而反映干式變壓器的實時運行工況。
功能顯示每種氣體含量、模擬/數字信號狀態以及這些量的日、月、年趨勢變化；報警狀態；數據輸出至Excel表單；TNU內部信號狀態（油流量、氣體流量、內部溫度和濕度報警、門開、FTIR狀態等）。#p#分頁標題#e#
通訊遠程通訊通過內置Modem實現與客戶PC機的通訊本地通訊通過以態網接口直接與PC機連接網絡通過以態網接口連接到用戶局域網或廣域網，使用NETBUI協議。變電站內有多臺TNU時，可以通過光纖通訊電纜組成網絡，用戶通過電話線可以訪問網絡中的任意一臺TNU。
環境要求抗射頻干擾符合EN55011：1991、EN61000-4-2：1995和EN61000-4-3：1996標準
抗電磁場干擾符合ENV50204：1996、IEC801-4：1998和ENV50141：1993標準。
震動（震動吸收膠墊）符合SN62-1008C（1g,10~150HZ）、IEC255-21-0：1998（嚴重等級1)工作環境溫度-40~ 45℃（-40~113°F）IEC68-2-1：1990、IEC68-2-2：1974和IEC68-2-3：1974。
干式變壓器閥體處油溫-40~ 90℃（-40~194°F）儲存條件-15~ 50℃（5~122°F），5~40相對濕度（非冷凝），無日光直射。
其它外殼NEMA4（IP66），環氧樹脂涂層，鍍鋅鋼材外殼，符合CSA、CE標準規定，安裝于干式變壓器旁邊。
安裝底座安裝電源230V、25A、50/60HZ外殼尺寸156×153×214cm重量600kg搬運集裝箱內運輸使用叉車單先運輸時使用叉車、懸臂卡車或起重機。
