:219分析原理法拉第系統(tǒng)的分析核心是傅里葉紅外變換(FTIR)技術(shù)。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(dāng)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(jìn)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(jù)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(shù)下，用純樣品建立吸光度值A(chǔ)相對于濃度C的校準(zhǔn)曲線，然后根據(jù)待測樣品的吸光度計算未知組分的含量。為了準(zhǔn)確地恢復(fù)光譜，傅里葉變換紅外光譜儀有一套激光干涉系統(tǒng)，采用激光干涉圖過零采樣的方法對復(fù)雜光譜進(jìn)行精確采樣。判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)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(yīng)該落在中紅外區(qū)。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，F(xiàn)TIR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(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成。傳統(tǒng)的氣相色譜一般設(shè)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(nèi)完成一次定量分析，因此其實時性接近連續(xù)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(dǎo)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(xiàn)在測試和計算結(jié)果表明，在線傅里葉變換紅外光譜的靈敏度已經(jīng)達(dá)到或超過了實驗室氣相色譜的水平。

設(shè)備的功能和特點

1.基于先進(jìn)的測量原理，連續(xù)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(dá)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(fù)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(jiān)測故障氣體的同時，還可以獲取其他外部傳感器信號，如負(fù)載電流、電壓、環(huán)境溫度、油箱頂部油溫、主油箱壓力釋放、氣體保護(hù)動作等。可以在后端進(jìn)行綜合處理，實現(xiàn)對干式變壓器的綜合管理和關(guān)懷。3.管理潛在故障的干式變壓器，監(jiān)控故障演變，及時采取有效的保護(hù)措施，減少和避免計劃外停電時間，延長設(shè)備使用壽命。4.安裝方便，維護(hù)少，不需要載氣，整機可移動，功能相當(dāng)于一個移動色譜分析實驗室。5.先進(jìn)的溫控技術(shù)，通過內(nèi)部空調(diào)和加熱器，保證整個設(shè)備在室外正常工作(工作環(huán)境溫度為-40 - 45)。6.設(shè)備部件技術(shù)先進(jìn)可靠，均符合GE公司的技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。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(huán)境中穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)的分析模型，專家 #p#分頁標(biāo)題#e#

8.開放式通信接口，可通過撥號、以太網(wǎng)或光纖連接用戶局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，實現(xiàn)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(jiān)測診斷系統(tǒng)_ _法拉第變壓器系統(tǒng)(tnu)

法拉第干式變壓器在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)(TNU)是一種動態(tài)交互式自適應(yīng)智能監(jiān)測診斷系統(tǒng)，通過采集和處理干式變壓器的關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)，分析干式變壓器的綜合性能。TNU相當(dāng)于一個移動色譜分析實驗室，其測量結(jié)果相當(dāng)于該實驗室的色譜分析結(jié)果，同時為用戶提供了今后需要采取的維護(hù)措施

建議。用戶在對某臺干式變壓器進(jìn)行一段時間的監(jiān)測后，可以對其工作性能進(jìn)行評估，確定需要采取的維護(hù)措施，然后將其轉(zhuǎn)移到另一臺關(guān)鍵的干式變壓器上，實現(xiàn)對所有達(dá)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(jiān)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(huán)油路的閥門上，用于采集油樣，同時控制和監(jiān)測油循環(huán)；機油調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)并優(yōu)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(xù)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(jìn)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(jiān)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(fù)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(fù)荷電流、負(fù)荷電壓、環(huán)境溫度、主油箱頂部油溫

數(shù)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(hù)動作壓力突變繼電器可編程控制器用于數(shù)字量與模擬量的輸入/輸出，以及內(nèi)部控制內(nèi)配空氣調(diào)節(jié)與加熱器，以保持機柜內(nèi)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(jiān)測故障演變，采取及時有效的防護(hù)措施，減少與避免非計劃停運時間，延長設(shè)備使用壽命可移動性，其功能相當(dāng)于一個移動的氣體色譜分析實驗室便于安裝、少維護(hù)多種通訊方式，滿足現(xiàn)場與遠(yuǎn)程用戶的需要

技術(shù)參數(shù)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(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集與控制單元、UPS、空氣加熱調(diào)節(jié)單元。#p#分頁標(biāo)題#e#

控制器工業(yè)PC機控制數(shù)據(jù)采集及與系統(tǒng)不同部件的接口FTIR氣體分析儀工業(yè)用全頻譜分析儀，性能穩(wěn)定，檢測分辨率高HYDRAN傳感器HYDRAN技術(shù)測量氫氣基線參考系統(tǒng)

內(nèi)置的基線參考與校準(zhǔn)系統(tǒng)，所有的功能通過客戶端軟件實現(xiàn)，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(yīng)用主要控制功能

油流量開關(guān)，在出現(xiàn)泄漏時關(guān)閉采樣頭、油泵與控制閥、油溫控制、現(xiàn)場/遠(yuǎn)程控制、基線閥控制、報警繼電器控制、外部數(shù)據(jù)采集、

油采樣單元

功能干式變壓器油連續(xù)采樣，并循環(huán)至油調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要部件

單一采樣點油調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(huán)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(qū)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(tǒng)

編織不銹鋼，3/8英寸軟管，帶Teflon內(nèi)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(fù)荷電流、負(fù)荷電壓、有載調(diào)壓開關(guān)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(huán)境溫度頂部油溫、有載調(diào)壓開關(guān)油箱溫度等

數(shù)字輸入

7個24V數(shù)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(wù)器應(yīng)用，MicrosoftWindowsNT4.0操作系統(tǒng)，MicrosoftSQLServer6.5,ODBC32

數(shù)據(jù)采集與存儲

油中溶解氣體為5分鐘、模擬輸入5分鐘、數(shù)字輸入2秒

用戶界面

主要特征

TNU相當(dāng)于一個客戶機一服務(wù)器應(yīng)用環(huán)境下的服務(wù)器，客戶側(cè)（現(xiàn)場/遠(yuǎn)程/控制室操作）采用MicrosoftWindowsNT4.0或Windows95操作系統(tǒng)、Access數(shù)據(jù)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(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，包括Rogers,IEC599,Doernenburg,Duval,GE,IEEEC57.104-1991,PaperDegradation對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)字信號狀態(tài)以及這些量的日、月、年趨勢變化；報警狀態(tài)；數(shù)據(jù)輸出至Excel表單；TNU內(nèi)部信號狀態(tài)（油流量、氣體流量、內(nèi)部溫度和濕度報警、門開、FTIR狀態(tài)等）。#p#分頁標(biāo)題#e#

通訊遠(yuǎn)程通訊通過內(nèi)置Modem實現(xiàn)與客戶PC機的通訊本地通訊通過以態(tài)網(wǎng)接口直接與PC機連接網(wǎng)絡(luò)

通過以態(tài)網(wǎng)接口連接到用戶局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，使用NETBUI協(xié)議。變電站內(nèi)有多臺TNU時，可以通過光纖通訊電纜組成網(wǎng)絡(luò)，用戶通過電話線可以訪問網(wǎng)絡(luò)中的任意一臺TNU。

環(huán)境要求抗射頻干擾

符合EN55011：1991、EN61000-4-2：1995和EN61000-4-3：1996標(biāo)準(zhǔn)

抗電磁場干擾

符合ENV50204：1996、IEC801-4：1998和ENV50141：1993標(biāo)準(zhǔn)。

震動（震動吸收膠墊）符合SN62-1008C（1g,10~150HZ）、IEC255-21-0：1998（嚴(yán)重等級1)工作環(huán)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(huán)氧樹脂涂層，鍍鋅鋼材外殼，符合CSA、CE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(nèi)運輸使用叉車單先運輸時使用叉車、懸臂卡車或起重機。