《近紅外雷射光聲變壓器油溶解氣分析技術研究》是依託大連理工大學,由於清旭擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：近紅外雷射光聲變壓器油溶解氣分析技術研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：於清旭
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為保障電網安全、可靠和經濟地運行，需要對大型浸油變壓器的健康狀況進行連續的線上監測。變壓器油中溶解氣分析（DGA）是診斷變壓器潛伏性故障最為有效的方法。
本項目提出了一種新的雷射光聲DGA監測技術方案。通過集成近紅外寬頻可調諧光纖雷射器、高性能光纖聲波感測器和共振式光聲池，結合波長掃描和頻率調製技術構成的光聲DGA監測系統，可以實現對多種變壓器故障特徵氣體的同時測量，其中對乙炔的測量靈敏度預期可達到亞 ppb量級。此外該系統還具有氣體感測單元的全光學感測、易於遠距離遙測和無機械運動部件的特點， 因而從本質上解決了目前DGA 光聲監測技術的易受電磁干擾和機械振動影響的問題。利用該系統的高靈敏度特點，提出了通過對變壓器油中放電產物的測量，研究變壓器早期故障演化規律和建立新的早期故障診斷判據的研究方案。
本項目研究結果將為大型電力變壓器故障的早期診斷和電網運行安全監測提供一種新的技術手段。
結題摘要
大型電力變壓器是電力系統中的核心設備，為保障電網安全、可靠和經濟地運行，需要對變壓器的運行狀態進行連續的線上監測。變壓器油中溶解氣分析（DGA）是診斷變壓器潛伏性故障最為有效的方法。
本項目提出了一種新的雷射光聲DGA監測技術方案。通過集成近紅外寬頻可調諧光纖雷射器、高性能光纖聲波感測器和共振式光聲池，結合波長掃描和頻率調製技術構成的光聲DGA監測系統，可以實現對多種變壓器故障特徵氣體的同時測量。
本項目研究工作主要圍繞項目核心研究目標和關鍵技術展開，包括（1）近紅外光聲光譜激發光源研究；（2）高性能光纖聲波感測器研究；（3）變壓器油溶解氣中多氣體成分分析方法研究；（4）光聲DGA監測系統集成；（5）變壓器油溶解氣的高效分離方法研究；（6）變壓器油中微弱放電與氣體產率關係研究。
本項目已經完成計畫的研究內容，實現了預期的研究目標。本項目首次採用基於近紅外寬頻可調諧雷射光聲微量氣體檢測方法的變壓器油溶解氣分析（DGA）技術，實現了對變壓器主要故障特徵氣體的高靈敏度測量；首次研製出光聲激勵光、光聲信號感測和傳輸均通過光纖傳輸的全光光聲光譜氣體分析系統；基於該雷射光聲光譜變壓器DGA線上監測方法，搭建了變壓器故障特徵氣體檢測模擬實驗平台，首次實現了對警示變壓器局部放電的關鍵特徵氣體C2H2 ppb量級的檢測靈敏度，同時實現了對CH4、CO、CO2以及H2O氣體的ppm量級的檢測靈敏度。該系統還具有氣體感測單元的全光學感測、易於遠距離遙測和無機械運動部件的特點，從本質上解決了目前DGA光聲監測技術的易受電磁干擾和機械振動影響的問題。
本項目研究結果將為大型電力變壓器故障的早期診斷和電網運行安全監測提供一種新的技術手段。
本項目總計發表學術論文18篇，申請並獲得授權國家發明專利2項，培養碩士研究生7人，博士研究生3人。
