变压器油中溶解气体光声光谱在线监测系统及光纤测温系统.pptx

关于客莱沃关于客莱沃项目介绍项目介绍南京客莱沃智能科技南京客莱沃智能科技有限公司介绍有限公司介绍ARH-2000DGA在线监测系统在线监测系统 光纤温度监控系统光纤温度监控系统存储监控解决方案存储监控解决方案155关于客莱沃关于客莱沃项目介绍项目介绍南京客莱沃智能南京客莱沃智能科技有限公司科技有限公司ARH-2000DGA在线监测系统在线监测系统存储监控解决方案存储监控解决方案光纤温度监控系统光纤温度监控系统255光声光谱科技研发气体传感技术气体监测产品温度监测存储监控精英团队 创新能力（多款技术前沿产品）解决方案（变压器油在线、温度监控、存储监控）专业服务（国家电科院认可产品及 国家电科院提供技术支持）成功案例（电网、发电企业、电力装备制造企业、金融、通信、交通、智慧城市等）355关于客莱沃关于客莱沃项目介绍项目介绍ARH-2000DGA在线监测系统在线监测系统 存储监控解决方案存储监控解决方案南京客莱沃智能南京客莱沃智能科技有限公司科技有限公司光纤温度监控系统光纤温度监控系统455ARH-2000DGA在线监测系统5.ARH-2000DGA在线监测系统1.光声光谱的概念2.光声光谱监测基本原理3.光声光谱技术应用领域4.国内外光声光谱电力行业应用现状6.ARH-2000DGA在线监测安装示意图7.ARH-2000DGA对比传统油色谱在线监测5551.光声光谱的概念 光声效应1880年 美，A.G.Bell：光电磁波照射于物质时，物质吸收电磁波能量产生热，周期性热流使周围的介质热胀冷缩，从而激发出声波。光声效应的本质是能量转换。光声光谱photoacoustic spectroscopy：一种基于光声效应发展起来的光谱技术。当光声腔内样品受到一束调制后的单色光照射时，以无辐射弛豫方式将吸收的光能部分或全部地转换成热，样品受热体积膨胀，产生以光源为中心向外扩展的压力波，用置于其中的声波传感器便可接收到声音光声信号。优点：高灵敏度、高选择性、大动态检测范围。6552.光声光谱检测基本原理光源热的产生声波的形成微音器检测式样的激发调 制 无辐射 弛豫周期性 变化感应电信号光光 声声 池池辐射源、光声池、探测器是光声光谱检测系统的核心部分辐射源、光声池、探测器是光声光谱检测系统的核心部分755辐 射 源辐射源非相干相 干白炽光源弧光灯源各种激光器辐辐 射射 源源1880年 太阳1968年 红宝石激光器1973年 氙+单色仪灯可调谐2001年基于差频激光器光源1938年 电热丝1971年 氦氖激光器1997年 CO激光器2006年 脉冲式中红外DFB&可调谐外腔式量子级联激光器光 声 腔 光声腔是光声光谱检测装置最为核心的部分，光声腔是一个装有传声器、放置被测样品的密闭腔体。其实质就是“光-热-声”的转换器。设计光声腔的一般要求：1、良好的声屏蔽，减少外界环境的噪音影响；2、尽量避免激发光与池壁或传感器直接作用，以减少杂散噪声；3、尽可能增强样品的辐射光强或增强池内的声共振，提高信噪比。955光 声 腔窗口麦克风麦克风管道缓冲室缓冲室进出气管道谐振腔进出气管道11553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域3.1.样品物理量参数测定3.2.气体探测3.3.光声成像3.4.医学应用3.5.环境应用3.6.农业应用3.7.天然气应用12553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域 1977年，Adams和Kirkbright，首次采用光声相位测定了铜片的热扩散率 1978-1980年 Teng.Y.C（美）等，利用光声相位和振幅信息得到样品的绝对吸光系数 1980年，Quimby R.S等提出利用光声相位测定量子效率 1983年，Virokuorv，光声相位法测得钢质式样的热扩散率，并发现相位差主要来源于三个方面。3.1.样品物理量参数测定13553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域大气气体成分检测微量气体释放与人类疾病的关系越来越受到医学界的关注甲烷，1700ppb臭氧，10-100ppb乙烯，10ppb二氧化硫，1-100ppb氮氧化物，310ppb3.2.气体探测14553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域乙烯是植物的一种气体 激素，植物的各部分都 会产生乙烯。通过检测 乙烯释放量的变化情况 已经成为分析植物生成 情况的重要手段。气体 光声光谱检测法的检测 灵敏度高，可以连续实 时测量。3.2.气体探测15553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域3.2.气体探测变压器油中溶解气体 分析是判断油浸式电 力变压器早期潜伏性 故障最方便、最有效 的方法之一16553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域LaserAbsorberScatteringmediumPhotoacousticware3.3.光声成像以下过程可分为3个步骤：1、脉冲光辐照生物组织，组织内吸收体吸收光能量；2、基于热弹性机制的光致超声过程；3、本地光声信号的外传与探测。在生物组织的光声成像中，通常使用非电离辐射如激光或微波脉冲照射组织。根据光声效应，组织吸收电磁能量并产生热膨胀，从而激发出兆赫兹级的超声波光声波。光声波携带了组织的电磁吸收分布特性，使用超声换能器探测到光声波后，就可采用相应的图像重建算法计算出组织内部的电磁吸收分布图像。可见，光声成像技术检测的是超声信号，反映的是光能量吸收的差异。所以它同时具备了纯光学成像和超声成像二者的优点。在保证一定成像深度的同时又具有高对比度和高空间分辨率。17553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域3.4.医学应用丹麦 已将光声光谱技术应用于对疾病诊断和识别疾病严重程度,测试高度的精确，实时诊断。快速检测疾病不仅在医疗成本上大大降低,还拯救了数百万人的生命。18553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域光声光谱技术已被全球多个国家环境部门应用于生态系统的实时测量、监控和分析上,为环境解决方案提供了准确的、重要的有效实时数据。3.5.环境应用19553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域光声光谱技术已被运用在农业中,提供实时分析在食品加工和生产质量控制,减少生产损失和浪费的成本。在食物的生产质量控制系统中得到认可，为人类和动物提供安全、健康食品。3.6.农业应用20553.3.光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用领域光声光谱技术应用于石油天然气行业自动化加工和运输中，解决了在石油天然气生产中量化波动残留,创新了提取方法；由于开采和运输基础设施的破坏，光声光谱技术提供了有效的监控解决方案，实时评估基础设施和降低更换成本及减少了生产能力,规避了潜在的风险和不可预见灾难。3.7.天然气应用2155SF6气体检测仪，是一个无与伦比的组合。基于公司的光声光谱技术,监测系统提供了高度精确、可靠和稳定的定量气体分析和检测。在SF6气体的检测系统中,设计的产品在日常使用中稳定且安全。4.国内外光声光谱电力行业应用现状电力行业的六氟化硫监测案例一：在美国2255多种气体的连续、实时测量,包括甲烷和二氧化碳,产品易于使用、可靠且经济,提供精确的气体浓度信息,与气相色谱法不同的是,本仪器不需要载气,更坚固和可靠,集成于气体监控系统中。4.国内外光声光谱电力行业应用现状变压器在线管理与DGA现在已在全球范围内运用。DGA代表新一代的电力变压器监测。稳健设计、性能可靠和实时现场,保护电力资产管理和延长电力变压器系统使用生命。4.国内外光声光谱电力行业应用现状DGA产品现在已在全球范围内运用。4.国内外光声光谱电力行业应用现状案例四:在德国光声光谱技术在电力行业的应用2555ARH-2000DGA油中溶解气体及微水在线监测系统 2655ARH-2000DGA在线监测系统 变压器作为电力系统的电力生产和输送的主要核心设备，也是最为昂贵的设备之一，其安全性能至关重要，可靠运行的程度直接关系到整个电力系统的安全运行。电力变压器的大多数内部故障可以根据对变压器油中的溶解气体的分析来判断，因此变压器油中溶解气体的检测技术就显得尤为重要。为了确保变压器的安全运行，通过在线监测装置对变压器实施在线监控，随时掌握设备运行状态，及时发现和诊断变压器内部故障，从而提高设备的管理水平，是保证变压器及电网系统安全运行的重要手段。ARH-2000DGA油中溶解气体在线监测系统，光声光谱传感器和精确快速的计算方式是在线监测的关键技术。光声光谱技术也已被越来越多的国外专业人士认可和接受。2755ARH-2000DGA在线监测系统 ARH-2000DGA在线监测系统实现油中溶解 9种气体及微水在线检测 有效、快速分析油中溶解气体；是判断油浸电力变压器早期潜伏性故障 最方便、有效的措施之一 在线监测的应用 目前已广泛于电力行业各类充油电气设备绝缘油中溶解气体分析和 诊断，如：油浸式电力变压器、电抗器、互感器、有载调压分接开 关、断路器、充油套管的日常状态评估。为在线监测系统提供了崭 新的测量技术和手段ARH-2000DGA在线监测系统必选优势 不消耗被测样品、不需要消耗载气、不需要标准样气、系统结构简单、灵敏度高、免维护、各部件使用寿命长、连续自动采样9气数据、可通过有线、无线获取实时信息 光声光谱传感器和精确快速的计算方式是在线监测的关键技术 系统可灵活安装和配置，适合大规模扩展28552955305531551418335534553555传统传统3655375538553955关于客莱沃关于客莱沃项目介绍项目介绍ARH-2000DGA在线监测系统在线监测系统 存储监控解决方案存储监控解决方案南京客莱沃智能南京客莱沃智能科技有限公司科技有限公司光纤温度监控系统光纤温度监控系统4055ARH-1020 点式光纤温度传感器 光 纤 温 度 监 控 系 统高压设备光纤温度探测系统 ARH-W无线测温系统 电力行业光纤测温系统 4155ARH-1020 点式光纤温度传感器 应用领域光纤温度传感器可用于以下高压设备和器件运行中的温度监测：1、高压开关柜触头及接点 4、高压母线街头2、干式变压器 5、高压电缆接头3、变压器油 油温 6、刀闸开关4255ARH-1020 点式光纤温度传感器 光纤温度传感器利用光纤进行高压隔离，并传输晶体吸收的光信号进行温度测量，具有非常好的一致性和稳定性，测量精度高。光纤温度传感器可以应用于电站和大型石油石化企业的电力系统的高压输电线接头和开关柜触点的在线温度监测。它可以满足我国现阶段对大型企业的安全生产管理需求，促进低成本高性价比的安全监测监控产品在我国的普及应用，为企业创造经济价值。光纤温度传感器具有本质安全、不受电磁干扰、可远程监测、精度及灵敏度高、耐高压、抗腐蚀、能在恶劣环境下工作及成本低的优点。ARH-1020点式光纤温度测温方法是采用点接触测量，由于光纤为非金属绝缘材料，利用光纤进行高压隔离，在高压或大电流环境下，具有很高的绝缘性，并传输晶体吸收的光信号进行温度测量，不受电磁场干扰，具有很好的一致性和稳定性。ARH-1020点式光纤温度测温具有测量精度高、测量位置准确的特点，是温升设备实时监控温度的最佳选择。4355ARH-1020 点式光纤温度传感器 4455 在高压开关柜的长期运行过程中，开关柜中的触点和母线排连接处等部位因老化和接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，对全封闭的高压开关电器，检测和监视高压开关触点、母线排连接处的工作温度，提前发现和排除热故障隐患，对电力系统的安全可靠运行具有非常重要的 高压开关触头和母线排连接处处于高电压、高温度、高磁场以及极强的电磁干扰环境中，传统的测温仪表如热电偶、红外测温仪等易受到这些因素的干扰和影响，因而无法对这些位置进行直接接触测量，从而也就无法真正得到高压开关柜的真实工作状态，以致设备内部局部过热却仍在“带病”运行。高压设备光纤温度探测系统，由于光纤具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、耐腐蚀、本质安全等优点，特别适用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。该系统在高压开关触点的温度测量中性能可靠稳定、安装方便。高压设备热点光纤温度探测系统有探头、光纤、解调器及附件组成。采用光纤技术的温度探测系统具有极强的抗电磁干扰能力，从而可以准确地记录变压器内部线圈和其他高压设备的温度变化。此外，超强的稳定性使得在系统生命周期内无需进行任何校准。系统特点:1.1.探头和光纤上没有任何电子电路探头和光纤上没有任何电子电路;2.;2.对电磁干扰免疫对电磁干扰免疫;3.3.无需校正无需校正;4.;4.DIN标准接口标准接口;5.;5.安装方便安装方便;6.;6.无磁性无磁性7.7.抗化学腐蚀抗化学腐蚀高压设备光纤温度探测系统 4555 温度传感探头 传感器温度探头被安装在光纤的顶端内部。使用时将光纤传感器探头直接永久安装在变压器需要测量温度的位置。传感器光纤具有高抗电流击穿和抗化学腐蚀的特性，还具有非常强的机械特性，可以抗50牛顿的拉力，最小弯曲半径仅为15mm。光纤可以通过一个特殊的穿透螺栓从变压器内部延伸到外部。这个穿透螺栓采用不锈钢和玻璃制成，可以承受内部气压或真空带来的压力，抵抗化学侵蚀和高温油蒸汽，保持变压器外壳的密封性。高压设备光纤温度探测系统 4655 发电厂、变电站的开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要设备。在长期运行过程中，开关的触点和母线链接等部位因老化而导致接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度很难监测，由此最终导致事故发生。ARH-W型无线传输式开关柜温度在线监测系统能够实现开关柜触头、母线、电缆温度实时在线监测，避免上述问题的发生。ARH-W型无线温度传感器采用国际上先进的无线传感器网络技术，以智能微处理器为核心，使用进口的数字温度传感器，彻底解决了强电磁场干扰环境下温度监测的难题。具有高低压完全隔离、安装方便，工作可靠等优点，是目前理想的开关柜温度在线监测解决方案。无线温度在线监测系统采用一台中心监测计算机，通过RS485工业总线，链接ARH-W型无线温度监测装置，每台ARH-W装置都有一个RS485接口，在无中继器的情况下，多大256个ARH-W无线测温装置可组成一个无线测量网络，每台ARH-W无线温度监测装置相当于一个无线接入点，它可接入6-12只无线温度传感器。ARH-W/20系列无线温度传感器感应取电型ARH-W型无线温度传感器采用一体化设计，内置感应取电线圈，能自动从高压带电设备电流中感应出电源，无需外接电源和内置电池，一劳永逸。精密的数字温度传感器测量被测物体表面温度，通过Zigbee无线技术发送温度数据。ARH-W无线测温系统 4755ARH-W无线测温系统 4855ARH-W无线测温系统 ARH-W系列无线温度传感器ARH-W系列无线温度传感器采用国际上先进的无线传感器网络技术，以智能微处理器为核心，使用进口的数字温度传感器，彻底解决了强电磁场干扰环境下的温度监测的难题，具有高低压完全隔离、安装方便，工作可靠等优点，是目前理想的开关柜温度在线监测解决方案。无线温度在线监测系统采用一台中心监测计算机，通过RS485工业总线，链接ARH-W型无线温度监测装置，每台ARH-W装置都有一个RS485接口，在无中继器的情况下，多达256个ARH-W无线测温装置可组成一个无线测量网络，每台ARH-W无线温度监测装置相当于一个无线接入点，它可接入6-12只无线温度传感器，系统的中心计算机在线监测所有ARH-W系列无线温度监测装置所测得的温度。4955ARH-W无线测温系统 ARH-W/10系列无线温度传感器是一体化机构，采用热缩外套封装，在无线温度传感器的一个侧面用于检测温度。ARH-W/10系列无线温度传感器因体积小巧，最适宜于开关柜温度热节点测量，它可测量开关柜内的触点、引出线电缆接头盒母线连接点的运行温度。5055ARH-W无线测温系统 5155 温度是电力设备的重要运行参数，通过检测电力设备的温度信息获取电力设备的运行状况，是电力系统故障预报与诊断的应用热点。分布式光纤测温系统DTSDistributed Temperature Sensor可以实现沿着光纤几十公里的连续分布式温度测控，不会漏过任何点，大大减少了漏报和误报的几率。同时该系统可以精确的定位，实时在线监测，得到温度变化曲线图。另外，分布式光纤温度传感仪具有绝缘、抗电磁干扰、耐高电压、耐化学腐蚀，安全等特点，测量时间远远快于其他温度感应产品。电力行业光纤测温系统 分布式光纤测温系统DTS是基于光纤拉曼（Raman）散射原理。激光器光源发出的光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射，散射光有多种类型，如：瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是和光纤分子的热振动相关联的，因而对温度敏感，可以用来进行温度测量。在光纤中，散射信号时连续的，通过使用高速信号采集技术测量入射光和拉曼散射光之间的时间的间隔，可以得到拉曼散射光发生的位置，由于拉曼散射光对温度敏感，所以可以沿着光纤测量到相应的温度分布。5255电力应用：电力系统中大量设备需要监测温度信息，从而确定电力设备的运行状况，以便运行调度人员及时采取措施，消除异常，避免设备的损坏和事故的发生。早期通过示温蜡片、数字温度传感器、红外温度仪等获取电力设备温度信息。但是示温蜡片、红外温度仪需要人工巡查，不能满足现代数字化电力的需求。数字温度传感器大多基于电量传送，受电磁场干扰较大，智能测量关键点，有一定局限性。分布式光纤测温系统客服了以上缺点和不足，具有通讯迅速、报警设置灵活，适应恶劣环境等优点。产品优势：光纤本身为传感器，同时传输信号和感知温度；分布式连续测量，一条光纤测量上千温度点；沿光纤全线测量温度，误报、漏报率小；光信号测量，抗电磁干扰，绝缘、防雷、防爆；光纤温度测量，灵敏度高，测量准确；光纤使用寿命长，几十年免维护；光纤能在恶劣的环境下公司，系统稳定可靠。电力行业光纤测温系统 5355电力系统典型应用领域：1、电厂温度监控（1）采用多点监测动态确定汽轮机内温度场分布；（2）同步调相机转子温度的测量；（3）核电站第四代反应堆高温监测；（4）水电站大坝温度监测（景洪电站、云南 大理小湾拱坝应用）。2、电缆隧道火灾应用分布式光纤温度监测系统通过在电缆隧道中敷设一条光纤即可实现多条电缆的温度监测与整个电缆隧道的火灾报警（成功案例：韶关电厂、南京扬子石化热电厂、济南钢铁）。3、高压电力电缆负荷安全监测分布式光纤测温得到电缆表皮温度后，结合实时电流计算出电缆线芯温度，可进一步推算出动态载流量并模拟各种运行状态。电缆温度监测可以在电缆全长度范围内发现过热点和异常行为点，包括快速升温点和慢性升温点等，能发现限制电缆载流量的瓶颈点的温度与位置信息，预防电缆故障的同时为电力调度提供科学依据。4、变压器绕组温度监测利用分布式光纤感温系统将光纤缠绕在变压器绕组上测量绕组温度。通过对变压器绕组的连续监测，能掌握变压器工作状态以及了解设备的缺陷和退化情况。5、高压开关柜温度监测对全封闭的高压开关柜实现在线温度实时监测，提前发现和排除隐患，对保证安全可靠供电具有重要意义。分布式光纤感温系统对高压开关柜的温度监测是当前的一种新的温度监测方法，能避免强电磁场的干扰，且耐高压、耐辐射，能有效提高高压开关柜的可靠性。应用案例：如天津天辰变电站、上辛口变电站等。电力行业光纤测温系统 54554185555