变压器油色谱在线监测系统技术工艺发展趋势分析及国内市场综述(可研报告范文)

可研报告2018-09-13 12:48:59来源：

第一节产品技术发展现状

我国电力向大电网、大机组、高容量、高电压等级的迅猛发展，对关键电力设备运行状态的实时把握提出越来越高的技术要求，变压器油色谱在线监测从本质上改变了传统的变压器油监测方式，不但提高了企业管理运营效率，也有效保障了变压器运行的安全可靠性。

变压器油色谱在线监测系统是在传统色谱分析技术基础上经过不断的实验和完善，结合国际色谱分析技术最新成果，吸收国内外变压器油色谱在线监测系统的现场运行经验，研究开发的新一代变压器油色谱在线监测产品，可同时检测H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等七种故障特征气体，并能辅助实现油中微水的实时检测。通过对故障特性气体的分析诊断，能及时捕捉到变压器故障信息，科学指导设备运行检修。

第二节产品工艺特点或流程

变压器油色谱在线监测系统是一套实验室级在线监测系统，其基本功能通过油气分离膜、气相色谱分析柱和传感器三大部分实现，可同时检测变压器油在的六种故障气体，分别是氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）。

该系统由前端脱气装置（TAM-sp）、数据处理器（TAM-sm）和系统分析管理软件（TAM-st）三部分组成。前端脱气装置直接与变压器本体或回油管道连接，由平衡脱气装置将变压器油中溶解的故障气体富集分离进入气室；进入气室的故障气体在载气的作用下通过气相色谱柱，将各种特征气体分离出来；气敏传感器将先后不同出峰顺序的浓度值转换成高低不同的电信号。数据采集器将采集到的电信号通过工业现场总线变送至系统分析管理软件进行定量分析，分别计算出故障气体各组份和总烃的含量，由故障诊断专家系统对变压器故障进行综合分析诊断从而实现变压器故障的在线监测。

TAM-VI 变压器油色谱在线监测系统从开始启动采样到完成数据处理与故障自动诊断的全过程需耗时约30-40分钟。该系统推荐的默认采样周期为24小时一次，用户可以根据变压器的运行情况，通过主控计算机对系统采样周期进行重新设定，可缩短为6小时或12小时一次。

数据处理器非易失存储器可自动存储三周的采集数据，具有断电不遗失数据的功能。主控计算机可随时实施数据上传，实现数据的随时查询和调用。

TAM-VI 变压器油色谱在线监测系统通过标准 RS-485 接口实现通讯功能，差分数字通讯可满足1KM以上的通讯距离（无须中断）。管理人员不需要对主控计算机与仪器进行日常操作，便能自动完成数据采集，实现故障气体数据的趋势、增益分析；自动生成日报表、历史数据报表；具备报警设置和与离线数据对比，实现数据自动校正功能。

1、前端脱气装置（TAM-sp）

前端脱气装置是构成变压器油气在线监测系统的重要部件，采用渗透膜与气室的一体化成型技术，实现故障特性气体与油的彻底分离。

载气进出口与离纯度氮气气源、数据采集器载气回路共同形成高密性气路循环系统。是实现油中溶解特性气体检测的主回路。

DC24V 端口由数据采集器提供电源，执行前端脱气装置的日常运行操作指令，完成日常运行检测，获取原始监测数据。

法兰盘直接与变压器下出油管道法兰面相连，形成油与一体化气室渗透界面，实现油气的渗透平衡分离。

2、数据处理器（TAM-sm）

数据处理器是在线监测系统的关键部件，它主要负责对在线检测系统数据监测的全过程控制。它主要由载气稳压稳流控制系统、数字恒温系统以及处理器中心控制 CPU 组成的。他们的具体功能如下：

1）载气稳压稳流控制系统确保系统运行过程中的压力和流量稳定，是实现稳定检测的前提。

2）数字恒温系统通过复数备份的内部传感器，通过信号电缆接头传送至中心控制 CPU 模块，通过中心控制 CPU 模块的计算提供一个可调节的恒定系统温度控制。

3）中心控制CPU实现数据的自动检测、数据存储与数据转换。在系统中的数据变送器通过 I/O 模块与中心控制 CPU 模块相连。CPU 模块内有一台微处理机，内置在线监测软件，自动控制数据传送器运行。中心控制 CPU 模块将内置存储器定时自动刷新、保存近期监测气体数据及数据传送器运行与定期自检信息。单台数据传送器对变压器进行油气在线监测，可用便携式计算机通过 CPU 模块的通信接口定期下载数据传送器中的数据。一台或多台智能器联网运行时，网络智能传送器中的数据将可以自动上传至主控室计算机。

在结构上数据处理器由气源模块、控制模块和电源模块共同组成。

变压器油色谱在线监测系统原理图

变压器油中气体在线监测原理图

第三节国内外技术未来发展趋势分析

绝缘监测系统具有很强的扩展性，硬件部份，微机控制及诊断单元留得有接口，系统软件采用灵活的、模块化的软件，可随时加入其它监测项目，如局部放电的监测等。该系统还具有故障报警功能，可及时发出警告，让工作人员有充分时间采取相应措施。

虽然在线监测装置已投入实际运用，但厂家还必需在检测精度和检测气体种类、价格与装置结构、系统软件等关键技术上作大量的研究，根据实际运用中发现的问题进行逐步改进。现阶段在线监测装置还只能作为一种辅助检测装置，无法取代人工定期取样化验分析。

在线监测及诊断技术在我国有良好的运用前景。通过使用、总结、提高后，可推广用于高压电容型设备介质损耗的监测，铁芯电流和污秽电流的监测，温度、湿度的监测，局部放电的监测，逐步取代离线人工监测。为我局实现以在线监测为基础的状态检修打下良好的基础。

第四节变压器油色谱在线监测系统市场现状分析及预测

变压器油色谱在线监测系统行业的发展与电力建设息息相关，中国目前正处于电力建设的高峰期。从国内新增装机容量的角度分析，可以发现，2001年是电力新增装机容量的一个低潮期，2003年开始进入复苏期，2004年电力建设呈现井喷局面，经国家批准建设的电站装机容量为6000万千瓦，但实际开工建设达1.5亿千瓦，为国家计划的2.5倍。为此，国务院于2004年12月下发了32号文件，即《国务院批转发展改革委关于坚决制止电站项目无序建设意见的紧急通知》，对电站建设进行宏观调控。

尽管国家加强了对电站建设的宏观调控，但从2003年开始的拉闸限电以及中国经济依然高速增长的现实所反映出来的对于电力的需求预期，将使未来几年的电力新增装机容量继续保持高速增长的态势。专家预计，2007年底我国装机容量将达到6.38亿千瓦，2007年后增长速度逐渐减慢，但是不会出现2001年市场需求极度萎缩的状况。可以说，未来两年中国电力建设仍将快速增长。电力新增装机容量的增长必然导致发电设备需求的大幅增长。

在电力需求的强力拉动下，我国电器工业进入高速增长期，不仅在经济规模上而且在技术水平上都有显著提高，全行业面临难得的发展机遇。来自中国电器工业协会最新统计数据显示，2007年，电工行业继续保持了上年高速平稳增长的态势。产销继续大幅度增长，增长幅度均达到30%以上。

随着我国发电厂投产高峰的到来，电网建设将进入全面推进西电东送、南北互供和全国联网实现更大范围资源优化配置的新阶段。输变电设备的升级换代、大容量输电线路建设改造、城乡电网进一步改造等给变压器油色谱在线监测系统生产企业带来巨大商机。

第五节变压器油色谱在线监测系统产品产量分析及预测

大型变压器在线监测技术国内科研机构已攻关多年，但到2006年仍没有性能价格比比较理想的技术问世。变压器局部放电在线监测的研究已历经10余年，但至今在技术上没有真正突破。

近几年，国内变压器油色谱在线监测系统产品大多依靠进口，国内企业产量微乎其微。

但是随着我国变压器油色谱在线监测系统产品技术的发展，同时，未来几年电力设备需求旺盛，变压器油色谱在线监测系统产品产量将逐渐提高，市场前景广阔。

第六节变压器油色谱在线监测系统市场需求分析及预测

2007年全国变压器油色谱在线监测系统需求量与2006年同期相比增长22.2%，再创历史新高。

展望2008年，电工行业将会保持平稳较快的增长态势，预计：2008年变压器油色谱在线监测系统需求预计同比增长22%。

需求特点：传统应用领域对成熟产品的继承应用将是主要的。新兴应用领域对高新技术产品需要会多些。随着发展，高新技术产品的应用会逐年增加。

用户对主要产品的水平要求：用户对主要产品的水平要求，总体上以九十年代水平的产品为主。对产品的稳定性、可靠性、性能价格比以及技术服务的要求更高。

2002年—2007年变压器油色谱在线监测系统产品需求量

单位：套

中国各区域经济发展水平、资源禀赋条件的差异决定了跨省、跨区域电能配置对于满足全国电力需求的重要意义。整体来看，中国一次能源在西部分布较多，而电力需求多集中于东部地区。

这种区域电力需求格局也就进一步决定了变压器油色谱在线监测系统需求区域市场分布情况，华东地区占据了市场需求的45%左右。

变压器油色谱在线监测系统市场需求区域分布

第七节变压器油色谱在线监测系统消费状况分析及预测

根据全国各省、市、自治区电力局，电力试验研究所，科研单位和供电局共30个单位提供的127个变电站装有各种在线监测系统或装置的运行情况归纳出以下几点。

1、在线监测采用的形式多种多样

有57个变电站装有集中型在线监测系统，主要是电容型设备的介质损耗，电容及其变化量，泄漏电流及其变化量，不平衡电压，避雷器的全电流和阻性电流，或加上变压器套管的介损和油中氢气含量等。有10个变电站装有分散型在线监测装置。还有只监测某一参量的仪器，如避雷器泄漏电流的有39个站。此外，监测变压器的局部放电或只监测油中色谱，少油开关的泄漏电流及其他设备如发电机放电等等。

2、提供在线监测系统的供货商很多

初步统计，127个变电站的监测装置共有35个单位提供，国内占30个单位。以集中型监测系统为例，57个系统由13个单位提供，其中包括科研单位、大专院校、供电局或电力局所属公司等。

3、监测系统的正常运行率

（1）集中型监测系统一次投入费用较高，因此，人们更加关注其投入运行后的工作状况。57个系统中。基本运行正常的占30%左右，已不能正常使用或处于瘫痪状态的占36%。使用单位反映的意见主要集中在以下几点：

①介损测量不够准确，稳定性、重复性较差，测量误差较大。

②信号采集部分故障，如传感器失效、破损，电压信号畸变。

③测量系统抗干扰性能差，抗温度、湿度变化的能力差。

④数据传输与处理部分故障，数据丢失。

（2）安装分散型的监测装置的10个变电站，运行正常的占90%，主要用于本系统变电站。

（3）有27个变电站只装监测避雷器泄漏电流的装置，基本能正常运行。

第八节变压器油色谱在线监测系统价格趋势分析

目前，一套220KV的变压器油色谱在线监测系统产品的销售价格在25万元左右。