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1.前言
大型電力變壓器的安全穩定運行日益受到各界的關注,尤其越來越多的大容量變壓器進網運行,一旦造成變壓器故障,將影響正常生產和人民的正常生活,而且大型變壓器的停運和修復將帶來很大的經濟損失,在這種情況下實時監測變壓器的絕緣數據,使變壓器長期在受控狀態下運行,避免造成變壓器損壞,對變壓器安全可靠運行具有一定現實意義。
主變壓器在線監測主要包括:油色譜、溫度(光纖測溫)、鐵芯接地、局部放電、套管介損監測。
2.變壓器油色譜在線監測
變壓器油中溶解氣體分析是診斷充油電氣設備最有效的方法之一,能夠及早發現潛在性故障。由于試驗室分析的取樣周期較長,且脫氣誤差較大及耗時較多等問題,因此不能做到實時監測、及時發現潛伏性故障,很難滿足安全生產和狀態檢修的要求。油色譜在線監測采用與實驗室相同的氣相色譜法。能夠對變壓器油中溶解故障氣體進行實時持續色譜分析,可以監測預報變壓器油中七種故障氣體,包括氫氣(H2),二氧化碳(CO2),一氧化碳(CO),甲烷(CH4),乙烯(C2H4),乙烷(C2H6)和乙炔(C2H2)。
該系統目前已廣泛應用于變壓器的在線故障診斷中,并且建立起模式識別系統可實現故障的自動識別,是當前在變壓器局部放電檢測領域非常有效的方法。
3.變壓器光纖測溫在線監測
變壓器壽命的終結能力最主要因素是變壓器運行時的繞組溫度。傳統的繞組溫度指示儀(WTI)是利用"熱像"原理間接測量繞組溫度的儀表,安裝在變壓器油箱頂部感測頂層油溫,WTI指示的溫度是基于整個變壓器的油箱內平均油溫的變化,很難反映出繞組溫度的快速變化。
光纖測溫系統能實時直接地測量繞組熱點溫度,分布型光纖傳感系統測溫精度可達1度,非常適合于大型變壓器繞組在線測量。其基本原理是將具有一定能量和寬度的激光脈沖耦合到光纖,它在光纖中傳輸,同時不斷產生背向信號。因背向散射光狀態受到各點物理、化學效應調制,將散射回來的光波經檢測器解調后,送入信號處理系統,便可獲得各點溫度信息,并且由光纖中光波的傳輸速度和背向光回波的時間對這些信息定位。這根光纖可數公里長,光纖可進入變壓器繞組內。
4.變壓器鐵芯接地在線監測
變壓器鐵芯是電—磁—電轉換的重要環節,是變壓器最重要的部件之一。變壓器在運行中,因鐵芯疊裝工藝欠佳、振動摩擦、導電雜質等原因,造成鐵芯片間短路,而導致放電過熱和多點接地故障。如果鐵芯或夾件有兩點以上接地時,則接地點間會形成閉合回路,鏈接部分磁通,形成環流,產生局部過熱,甚至燒壞鐵芯。在極端的情況下,會破壞繞組絕緣,造成變壓器損壞。
由于變壓器鐵芯接地電流的大小隨鐵芯接地點多少和故障嚴重的程度而變化,因此,預防性維修中,國內外都把鐵芯接地電流作為診斷大型變壓器鐵芯短路故障的特征量。對于鐵芯和上夾件分別引出油箱外接地的變壓器,可分別用測出鐵芯和夾件對地的電流,如果二者相等,且數值在數安以上時,鐵芯與夾件有連接點;如果前者遠大于后者,且數值在數安以上時,鐵芯有多點接地;如果后者遠大于前者,且數值在數安以上時,夾件有多點接地。
鐵芯或夾件接地電流數量級在幾十毫安到幾安培甚至更大,檢測量程比較寬,主要是電阻性電流,因此測量技術的實現相對比較容易,一般都作為變壓器狀態監測的常選項。對鐵芯接地電流的測量,被測的電流信號在變壓器鐵芯接地引線利用穿芯電流傳感器取樣測量。
5.變壓器局部放電在線監測
局部放電既是設備絕緣老化的先兆,也是造成絕緣老化并最終發生絕緣擊穿的一個重要原因。很多故障都可以從局部放電量和放電模式的變化中反映出來。變壓器局部放電過程中伴隨著電脈沖、電磁輻射、超聲波等現象,可能引起變壓器局部過熱及產生特征油氣。局部放電水平及其增長速率的明顯增加,能夠指示變壓器內部正在發生的變化。由于局部放電能夠導致絕緣惡化乃至擊穿,故需要進行局部放電參數的在線監測。
目前對變壓器局部放電進行檢測的方法主要是超高頻(UHF)檢測法。超高頻法是近10年才發展起來的一種新的局部放電檢測技術。相對于以往的GIS局部放電檢測技術,它具有抗干擾能力強,可以對局部放電源進行定位,可以識別不同的絕緣缺陷,靈敏度高,并能對變壓器和GIS局部放電進行長期的在線監測,因此它的發展得到了各國電力部門的重視。變壓器油及油/絕緣紙中發生的局部放電,其信號的頻譜很寬,放電過程可以激發出數百甚至數千兆赫茲的超高頻電磁波信號,此電磁波由安裝在變壓器箱體開窗處的傳感器獲取,用于實現局部放電檢測。超高頻法是目前相對比較成熟的測量局部放電的方法。
6.變壓器套管介損在線監測
電力變壓器的高壓容性套管,按照其結構和使用壽命,是變壓器所有部件中最危險的部件之一。
一般情況下,電壓110kV以上的套管結構共同點是:它們運行過程中易受到非常高的機械、電氣應力以及熱應力的影響,隨著水分的滲入和油的品質降低,絕緣紙的老化以及過熱都會導致高壓套管絕緣品質的下降。這些套管的絕緣品質的改變通常都會引起套管介質損耗的改變。這樣會造成部分絕緣系統的損壞,影響運行安全,并且會無法保證進一步的運行安全。
通過測量介質損耗tgδ,可較為靈敏地發現電容型設備的絕緣缺陷,利用在線監測手段,在設備的運行過程中實時監測這個參數,不但可及時發現運行設備的絕緣缺陷,還可達到延長甚至替代常規預防性試驗的目的。
關鍵詞:計量裝置 在線監測 遙測系統 智能電網
中圖分類號:TM933.4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)012-023-02
1 電網裝置在線監測技術的重要性分析
電網裝置在線監測技術是我國電網的重要構成組分,它不但可以有效解決當前我國電能計量裝置的問題,而且可以有效的發現和排除可能出現的故障、計量糾紛等。其次,電網裝置在線監測技術作為我國發展智能電網技術的重要基礎,這對于推動我國智能電網數據管理、提升工作質量和效率,確保電能計量安全、可靠、準確、及時。不僅如此,電網計量裝置在線監測技術還可以彌補傳統人工抄表的不足與缺陷,并能夠有效提高電網電能計量裝置信息化、智能化水平,從而為我國的電力資源實現優化配置與可靠服務。除此之外,在電網商業化運營和電力營銷系統方面,電能遙測系統也起到了巨大的技術支撐作用,為我國智能電網的建設提供了可靠的保障。
2 電網計量裝置在線監測技術要求
2.1 終端計量設備
終端計量設備是電網計量裝置、在線監測技術中的核心裝備,它不僅能夠完成電網中所接入的有效計量點校信號的采集、而且還可以準確、主動的對這些所采集的數據進行分析、處理加工,并在完成數據整合工作之后加以保存。其次,計量設備需要支持遠程系統同本地電力系統間的通訊,從而使得遠程和本地間的計算機設備可以利用網絡傳輸數據的形式改變參數,并保證遠程控制的有效落實。因此在這一情況下,我們就應該充分的要求終端計量設備擁有多元化、模塊化的功能與設計,只有這樣才能夠確保所有計量裝備都能夠覆蓋在遠程測量之中,進而有利于形成在終端功能下的個性化設置。
2.2 通信網絡
通信網絡處于現場終端計量設備與主站管理中心之間,在二者間起到數據交流、傳遞的重要作用,通信網絡包括PSTN網絡、光纖網絡、無線網絡等。這些通信網絡間的應用不僅要達到現場設備間與主站中心開張各項工作的基礎要求,還能夠要在電力協議與子站點不斷增加的大環境下實現在線監測系統對多種通信協議的兼容。例如,Modbus協議、TCP/IP協議等,只有這樣才能夠確保工作具有機動性,并保障在不同通信環境、方式、條件下可以正常工作。另外,隨著近年來科學技術的迅速發展,電力系統中對于通信網絡的完整性、高速度、精準性有了更高的要求,同時還應該考慮的是通信網絡還應該保證電力應用端口的靈活性、拓展性、從而使得新興用戶的需求得到滿足。
2.3 主站系統
主站系統實際上是在線監測技術的管理中心,它可以實現對各個站點數據的上傳下載、數據匯總、統計分析、存儲等,因此其數據管理功能非常強大,在分析報警提示數據和反饋電網運行狀況是能夠起到良好的效果。不僅如此,主站系統通過結合子站點的要求還可以為工作人員提供一份精確、真實的數據報表,并進一步為各子站點檢測工作開展歷史數據查詢與現場跟蹤工作,從而保障遠程控制終端設備能夠正常、高效運行。另外,在在線檢測裝置中主站還可以實現與營銷系統的對接,這對于確保Web瀏覽、電力計量設備各項工作的開展有了有效的輔助和支撐作用。
3 電能計量遙測體系的功能及建設策略
圖2為遙測計量系統框架,它主要是一現代化的計算機通信技術作為載體、以數據庫作為運作核心,自動的采集遠程用電用戶的電能信息情況,并能夠遠程、智能的實現監測用戶實時用電狀況的效果。對此,本文下面就遙測系統的建設功能及策略進行論述。
系統主站通過電能量采集終端設備定時采集發電廠、變電站及用戶電能表的實時電能量信息,再進一步通過實時數據庫監測電能量使用情況,結合歷史數據分別應用在各個不同等級的客戶中,調動起網絡功能實施數據交換功能,從而實現電能量數據資源的充分利用。而且通信系統支持多種通信方式,如微博、光纖、音頻、網絡傳輸等,這些方式適用于不同條件。一般主站端與電量采集器主要利用光纖實現通信、電量采集器與電能表采用音頻或低壓載波通信方式。
3.1 系統功能
(1)遙測系統首先應該把電力應用個性化作為目標,然后在結合相關規范章程的基礎上為用戶提供標準化、安全化的服務,為重點用戶提供差異化、有序化的服務,從而取得用戶關注用電政策、了解供電信息的效果,并促使用戶獲取相關資料。
(2)全方面采集用戶電能信息也是遙測系統需要實現的系統功能,只有這樣才能夠有效掌握用戶的動態用電情況,這對于防止用戶偷漏電問題的出現有著良好作用。其次,遙測系統還應該通過電力系統電能狀況分析對電力負荷實施全時段的監控,在用電峰谷時期能夠自主的調整符合,以提高電網運行的安全性與穩定性。
(3)遙測系統應該嚴格依照用電統計需求,有針對性的抄表取數,這樣才能夠確保電力系統線損曲線的有序性、穩定性。另外,對于某些地區的欠費用戶還應該進行停電處理、從而防止用戶出現拖欠電費的問題。
(4)除上述三點之外,遙測系統還應該對不同電源點,比如發電廠變電站等實施分時電能計量方式,從而保證最大電流、功率、電壓數據集等最大用電需求量能夠得到準確的計算與反饋,實現電能計量工作的集約化與智能化。
3.2 建設策略
(1)遙測系統建設之前,首先應該結合實際要求為用戶更換電能表等裝置,尤其是在某些電能裝置較為落后的區域必須要將傳統裝置變更為電子式多功能電能表,從而保證其與遙測中心數據的一致,并能夠嚴格執行遙測系統監控中心的指令。
(2)在系統安裝完畢之后,調試人員應對各個模塊進行嚴格、認真、仔細的調試工作,對于現存的問題或隱患要進行嚴格的排查,防止在以后的運行當中出現問題。例如電能計量時間長、缺失數據補抄能力、報警程序錯誤等問題,都應該進行優化處理,全面改進電能計量工作,提高系統運行效率。
(3)切實落實好各電能計量點數據統計工作,并為系統覆蓋區域內所有變電站、發電廠等計量點的資料建檔歸類管理。其次再將它與SCADA EMS系統所記錄的檔案進行細致的對比,如通信方案的比較、TV/TA的變化情況,對其中的差異數據要加以詳細的記錄。再次要及時開展現場核實工作,從而確保主站、各站端檔案信息一致,只有這樣才能夠保證遙測系統運行數據的可靠性與準確性。最后還應該重視的是系統報表功能的拓展,通過允許系統管理者及系統自身根據實際狀況生成的數據報表進行修改,并主動的添加修改標識,從而保證電能計量責任制的有效推行與落實。
(4)在遙測系統建成之后,可以通過雙管齊下的方式檢驗數據。具體來講就是指派專人負責對遙測系統的分析,并將遙測系統所獲取的電能計量資料同自身記錄的資料定期內進行對比,保證各計量點所采回的信息與現場終端設備信息的一致、同步,進而確保系統各項計量數據的精確性。
4 結語
隨著我國國家電網的不斷發展與完善、電網覆蓋面積逐年增加、設備數量也處于不斷攀升,而且我國城市化進程的加快,用電客戶逐年增多,用電量更是得到了迅猛的增長。因此為了進一步提高我國電力部門的經濟效益、用戶的用電質量,將電能將遙測系統僅僅應用在數據的采集、分析與統計上是遠遠不足的。而且傳統的工作方式需要耗費大量的人力物力,更不利于我國電網的智能化推進,因此利用遙測系統將是我國未來電網發展的重要方向。
參考文獻:
[1] 陳鑒明.電能計量遙測系統通信網絡方案的探討[J].佛山科學技術學院學報,2006(20).
關鍵詞:浮式生產儲油裝置(FPSO) 運動姿態 GPS差分技術 無人值守
中圖分類號:U674.38 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(b)-00-02
海上浮式生產儲油裝置(FPSO)(以下簡稱FPSO)是許多海洋油田的核心,隨著中海油成功建設“海上大慶”以及開始“二次跨越”建設的宏偉目標,FPSO的數量在不斷增加,現已遍布渤海及南海海域,FPSO的安全高效運營管理成為海洋油田管理的重要課題。現代FPSO多采用單點系泊方式(SPM, Single Point Mooring)固定,單點上連接著原油管線以及動力電纜等重要設施。一直以來,我們對FPSO的整體運動軌跡以及單點系統動態實時位置缺乏有效的數據資料以及監測手段,無法快速確認FPSO在安全的錨泊范圍內,無法快速讀取各種特變氣候對FPSO的影響。特別是在FPSO遭遇臺風襲擊時,作業人員全部撤離守護船也駛離后,FPSO脫離了所有人的視線,處于完全失去監控的狀態,無法得知FPSO是否在單點系泊安全區域內,無法獲取臺風吹襲FPSO時的最大風速以及FPSO在臺風下的真實運動軌跡,上述問題給相關決策帶來了很大的困難與挑戰。
近年來GPS定位技術以及國際海事衛星寬帶通信等高科技手段逐步在海上油田得到應用,對現場或遠程實時掌握FPSO一年四季在海風、海浪、海流等各種天氣海況作用下的水平位移、垂蕩高度、橫搖、縱搖軌跡參數,對FPSO的安全管理以及FPSO的工程建造,都起到了十分重要的作用。
該文從文昌13-1/2油田“南海奮進”FPSO入手,根據油田FPSO安全管理的實際需求,探討FPSO運動姿態監測所需的GPS差分定位技術,以及臺風等惡劣天氣期間無人值守FPSO的海事衛星寬帶通信技術,結合新建的FPSO單點GPS監測與預警系統以及海事衛星F站寬帶通信系統,深入分析FPSO運動姿態全天候在線自動監測體系的優點與不足,為提高FPSO的安全運營管理提供有益的借鑒經驗,同時也為今后FPSO的設計與建造提供寶貴的現場數據資料。
1 文昌油田FPSO運動姿態在線監測技術要求
根據FPSO安全管理要求,結合“南海奮進”FPSO實際情況,FPSO運動姿態在線監測技術要求包括:
(1)以FPSO單點系泊系統設計及建造的中心經緯度位置為基準,實時監測記錄FPSO單點的水平位移、垂直起伏、橫搖、縱搖等動態數值。
(2)FPSO運動姿態參數值與現場氣象信息同步融合,天氣海況的變化能夠實時反映FPSO運動姿態的變化。
(3)FPSO運動姿態數值必須具有高精度等級,測量誤差達到以下要求:水平位移小于60 cm,垂直位移小于90 cm,航向偏移小于0.1 °,傾斜角度小于0.1 °。
(4)FPSO運動姿態監測系統具備預警功能,當運動數據超出預警閥值后及時發出預警信息,提醒值班人員注意。
(5)FPSO運動姿態監測系統每天24 h連續不間斷工作,即使在臺風撤離無人值守期間也能夠實時提取數據。
2 FPSO運動姿態監測關鍵技術
2.1 DGPS與RBN-DGPS定位技術
DGPS即差分全球定位系統(Differential Global Position System,簡稱DGPS),是在GPS的基礎上利用差分技術使用戶能夠從GPS系統中獲得更高的精度。
DGPS實際上是把一臺GPS接收機放在位置已精確測定的點上,組成基準臺。基準臺接收機通過接收GPS衛星信號,測得并計算出到衛星的偽距,將偽距和已知的精確距離相比較,求得該點在GPS系統中的偽距測量誤差,再將這些誤差作為修正值以標準數據格式通過播發臺向周圍空間播發。附近的DGPS用戶接收到來自基準臺的誤差修正信息,以此來修正自身的GPS測量值,從而大大提高其定位精度。
RBN-DGPS即無線電指向標/差分全球定位系統(Radio Beacon-Differential Global Position System),是一種利用航海無線電指向標播發臺播發DGPS修正信息向用戶提供高精度服務的助航系統,該系統在GPS系統基礎上,利用差分技術,借助海上無線電指向標播發差分修正信息,給用戶提供高精度定位服務的助航系統。可廣泛應用于航道測量疏浚、船舶進出港及狹窄水道導航定位、交通安全管理、航標定位、海上石油勘探等。我國從1993年開始跟蹤RBN-DGPS的動態,制定了相應的建設規劃和技術標準,并從1995年―2000年分三期在我國沿海地區共建設了20座RBN-DGPS臺,信號覆蓋了整個沿海水域和部分陸地。用戶距臺站越近,定位精度越高。通常情況下,在距基準臺300 km的范圍內,米級導航型DGPS接收機的定位誤差約為10 m,亞米級導航型接收機的定位誤差約為5 m。
海南水監局轄區RBN/DGPS臺站目前有抱虎角、三亞以及洋浦三個。
2.2 海事衛星寬帶Fleet Broadband通信技術
海上寬帶業務簡稱FB(Fleet Broadband),是海事衛星第四代衛星移動寬帶業務應用于海上的專有名詞,具有覆蓋范圍廣、機動能力強、高可靠性的優勢,可以保證用戶在全球海上任何一個地點都得到高質量、高可靠的通信服務。該業務實現船舶通信IP化,滿足船舶高速數據傳輸和視頻通信的需求,上網最高速率可達432 Kbps。
由于海事衛星的高可靠度,即使在無人值守,或者在超強臺風的惡劣環境下,海事衛星通信系統依然能夠維持正常的工作狀態,保持網絡鏈路的暢通,為實時在線監測通信鏈路提供技術保障。
3 FPSO運動姿態監測系統
3.1 FPSO單點GPS監測與預警系統
該系統是利用FPSO以單點為中心的運動軌跡,通過RBN-DGPS差分定位技術,結合傳感器、光纖串口、工控機以及不間斷UPS電源等一系列應用而設計的綜合性系統,實現在線監測記錄FPSO實時運動姿態數據。
系統以FPSO單點實際安裝位置為標準值,在FPSO單點系統的正上方安裝DGPS系統天線以定位單點的實際坐標值,兩值之差動態反映了FPSO實際位移,從而判斷FPSO是否在正常的活動范圍內,相關聯的海底管線及動力傳輸電纜是否安全。
系統由GPS定位/導航儀、數字傾角監測儀、數據采集處理存儲系統工控機、光纖轉換器以及UPS電源系統等組成,GPS定位/導航儀放置在FPSO單點的上方,服務器安裝在報房,客戶端軟件安裝在FPSO、陸地PC機上,通過TCP/IP專網訪問工控機,進行遠程訪問、監控、管理。系統整體安裝如圖1所示。
系統核心GPS定位/導航儀采用Crescent VS100 系列GPS羅經,該羅經遵循IEC61108-4信標標準,生成的2DGPS艏向精度優于0.1 °,差分定位精度小于60 cm(95 %置信度),集成的陀螺和傾斜傳感器加快啟動時間,并在暫時丟失GPS期間提供艏向更新,最大達20 Hz的快速艏向和定位輸出率,差分選項包括SBAS (WAAS, EGNOS等)和可選的信標差分。
文昌13-1/2油田FPSO的GPS羅經選擇信標差分,信標臺站為海南島抱虎角,距離油田約130 km,GPS羅經的2付天線安裝在FPSO單點的正上方開闊位置,便于接收衛星信號差分準確定位。
FPSO單點GPS預警系統實現功能
包括:
(1)工控機提供RS232氣象信息接口,接收處理風向、風速、氣壓、氣溫、濕度等實時氣象信號。
(2)FPSO運行姿態實時數據、實時曲線、實時趨勢、歷史趨勢、實時報表、歷史報表以及報警信息提示等功能,采用IE瀏覽器方式訪問。實時數據以日期命名自動儲存在服務器內以供查詢。
(3)UPS電源可供系統連續工作5 d左右。
3.2 海事衛星寬帶Fleet Broadband系統
海事衛星寬帶Fleet Broadband通信設備目的是在FPSO臺風撤離無人值守的非正常期間,自動提供穩定的互聯網通信鏈路,保證FPSO運動姿態數據能夠實時傳送至基地中心。
“南海奮進”FPSO海事衛星Fleet Broadband通信設備使用FURUNO FELCOM500設備,主要由室外天線單元(Antenna Unit)、室內通信單元(Communication Unit)、IP電話手柄(IP Handset)等組成。設備安裝調試簡便,室外天線直徑0.6 m,整體功耗200 W左右,通電自動跟蹤鎖定衛星,不需要人工干預,系統能夠提供432 K穩定的互聯網通信帶寬,可以在最惡劣的海況條件下表1維持通信。
3.3 氣象系統
氣象系統又稱氣象站,是FPSO標配的組成部分。主要由室外風速、風向、溫濕度傳感器、室內數據處理中心、室內顯示終端組成,可提供風向、風速、艏向、氣壓、溫度等實時動態天氣信息。
“南海奮進號”FPSO氣象站采用Observator公司生產的OMC系列氣象設備,氣象站OMC-183信號處理中心提供標準的RS422/RS485/RS232等數據接口,可與FPSO單點GPS監測與預警系統對接,同步提供所需的氣象數據。
3.4 UPS電源系統
UPS電源系統是維持FPSO運動姿態監測系統24 h不間斷工作的重要保障,尤其是在無人值守FPSO狀態下,UPS電源系統的穩定性及續航性更為重要。
在部署UPS電源系統時,要考慮FPSO運動姿態監測系統的總負荷,盡量選用耗電低的設備,精確計算耗電總功率,構建快充慢放型供電系統,以便能夠維持系統的長時間工作。
4 FPSO運動姿態監測系統應用效果
4.1 FPSO運動姿勢監測系統架構
FPSO運動姿勢監測系統總體由FPSO單點GPS監測與預警系統、海事衛星FB寬帶系統、氣象站以及UPS電源系統四部分組成。系統實現FPSO運動姿勢全天候24 h現場或遠程監控記錄功能。
4.2 FPSO運動姿勢監測系統實際應用
“南海奮進”FPSO運動姿態在線監測系統2011年初投入實際應用,現場使用系統實際監控后,針對系統存在的一些問題加以改進與完善,使該系統在日常生產管理以及臺風期間都發揮了重要的作用,取得了良好的效果。
在“南海奮進”FPSO中控室,安裝了單點GPS監測與預警系統的獨立顯示與報警裝置,值班人員可以直觀地看到FPSO的實時運動軌跡,當FPSO運動軌跡超過設定的參數時,報警裝置馬上報警,值班人員馬上關注,收集數據,并安排人員到單點現場密切觀察單點系統狀態,隨時報告,確保安全。
2011年7月底,強熱帶風暴“洛坦”吹襲文昌13-1/2油田,“南海奮進”FPSO人員全部撤離,守護船也到港灣避風,臺風期間,基地值班人員通過在線監測系統,實時地看到了“南海奮進”FPSO的運動狀態以及現場的風向風速等氣象信息,系統第一次無人值守應用成功,效果反映良好。
通過這次臺風期間的實際應用,我們也發現了一些不足之處,比如對UPS電源設計安裝存在一些缺陷,對UPS設備的提前關斷以及蓄電池的續航能力考慮不足,導致系統鏈路提前中斷,系統的軟件設置方面,客戶端加載程序過多,導致連接速度有些延遲,這些都在后來進行了相應的改造,使系統發揮更大的作用。
5 結語
作為海洋油田重要的生產裝置,FPSO的安全受到重點關注,通過現代GPS差分定位以及海事衛星FB寬帶通信系統等高科技手段,結合FPSO現有的信息化網絡設備,構建FPSO運動姿態全天候監測與預警系統,是提高FPSO管理能力的有力途徑,同時,也為FPSO的設計建造提供第一手
資料。
文昌13-1/2油田“南海奮進”FPSO運動姿態全天候在線監測與預警系統目前已成功運行,效果良好,引起廣泛的關注與重視。文昌油田群“海洋石油116”FPSO也即將構建同類型的全天候在線監測與預警系統。相信不久的將來,FPSO運動姿態全天候在線監測與預警技術將普及于越來越多的FPSO裝置,為海洋油田開發保駕護航。
參考文獻:
【關鍵詞】 換流變壓器 網側線圈 網側套管
1 引言
某站換流變壓器均為西變公司生產的單相三繞組油浸變壓器,型號為:ZZDFPSZ-299100/500,共有13臺,單元Ⅰ、單元Ⅱ各6臺,備用1臺。某日09:30,發現010B換流變B相本體氣體在線監測裝置報氣體含量超高告警,現場立即取油樣進行色譜分析,經確認該臺換流變乙炔含量在較短時間內迅速增長,現場立即將故障變壓器退出運行,使用備用換流變代替故障變運行。通過對故障換流變進行高壓試驗,解體檢查后發現網側線圈外表面有大面積發黑現象,經專家分析認為故障變壓器網側套管端部密封不嚴,水分進入網側線圈后,網側線圈絕緣性能大幅度下降,造成線圈撐條及紙筒沿面放電。本文對某站換流變壓器故障原因、現場試驗及整改措施進行全面的分析,為此類變壓器故障提供借鑒經驗。
2 換流變壓器故障簡述及處理情況
2.1 故障簡述及處理情況
某日09:30,010B換流變B相本體氣體在線監測裝置報氣體含量(氫氣H2的100%、一氧化碳CO的18%、乙烯C2H4的1.5%和乙炔C2H2的8%的組合含量)超高告警。管理處立即對010B換流變B相本體進行取油樣分析及紅外測溫。紅外測溫未見異常,兩次油色譜分析顯示010B換流變本體乙炔含量在27-47ppm之間,超過《電力設備預防性試驗規程》中規定500kV變壓器類設備乙炔含量注意值為1ppm。利用三比值法對故障原因進行分析,可初步判斷010B換流變B相乙炔含量超標為油中電弧低能放電。
2.2 現場檢查及處理情況
(1)油色譜監視工作:某日10時,某站連續對010B換流變取油樣進行色譜分析,由色譜結果得到該設備乙炔含量在較短時間內增長迅速。
(2)現場常規高壓試驗檢測:次日對故障變壓器進行了常規試驗,常規試驗包括:電壓比、極性檢查、測量繞組連同套管的直流電阻、絕緣電阻、介損、直流泄漏電流測量、有載分接開關過渡電阻及時間測試、套管電流互感器的直阻和絕緣電阻、套管的絕緣電阻及主絕緣介損和電容量,其中,AX對a1b1+a2b2及地絕緣電阻相對交接試驗偏差較大,相差接近一個數量級。
(3)現場繞組變形、耐壓、局放試驗:通過本次繞組變形試驗和交接試驗圖譜比較,網側繞組圖譜在低頻段局部重合性稍有差異;閥側Y繞組及Δ繞組圖譜重合性較好,未見異常。(試驗溫度:28℃,濕度:55%)
耐壓和局放試驗均未見異常。由于該換流變緊靠運行著的500kV設備,所以背景干擾比較大,通過采取抗干擾技術排除部分干擾得到以上試驗結果,均通過,但由于干擾不能完全排除,試驗結果僅供參考。
(4)現場進箱檢查及返廠檢修:初步進行了鐵心及接地系統、器身表面檢查、引線表面及分接開關的檢查,未發現異常。接著進行了網側套管引線及屏蔽層的絕緣檢查,未見異常;接著進行了閥側套管引線及屏蔽層的絕緣檢查,未見異常。經過現場以上檢查工作,未發現引起油色譜異常的放電部位,為全面查找變壓器故障點,決定將故障變進行返廠檢修。
經過全面檢查之后,發現1柱網側線圈外表面有大面積發黑現象(位置在線圈中部偏上區域,高壓引線正下方撐條左側10檔,右側4檔,共計15檔,網側繞組共計34根撐條)。放電沿圍屏與撐條接觸面、圍屏接縫處較為嚴重,另外繞餅外表面約有5處放電點。
3 故障原因分析
對網側線圈故障分析基于現場實際的檢查和相應的理論分析和計算。在對網側線圈放電位置檢查時發現,放電位置并未在網側線圈端部高場強區,而是在電場較均勻的部位。結合產品實際尺寸,應用電場分析軟件對網側線圈進行了電場分析計算如圖1。
從網側線圈在感應電壓680kV下分析計算的結果看,放電部位的場強計算都比較低。在發現放電痕跡的部位,在680kV下,安全裕度系數1.7以上。因此,從理論分析和計算的結果推斷,在工作電壓525/√3kV正常情況下,該位置具有較大的安全裕度(約3.8倍),因此正常情況下不應發生放電。
換流變壓器絕緣性能下降的另一原因很可能是絕緣表面局部受潮,導致絕緣紙板和油隙耐電場強降低,發生了沿面放電現象。換流變壓器網側外徑表面絕緣性能大幅度下降,從換流變壓器結構和放電部位分析,出現此狀況很可能與網側套管上端部密封不嚴有關。
因此得出引起該換流變壓器網側線圈外徑側撐條、絕緣紙筒沿面放電的主要原因是:網側套管端部密封不嚴,水分進入網側線圈后,網側線圈絕緣性能大幅度下降,造成線圈撐條及紙筒沿面放電。
4 結語
某站換流變壓器引故障的主要原因是:網側套管端部密封不嚴,水分進入網側線圈后,網側線圈絕緣性能大幅度下降,造成線圈撐條及紙筒沿面放電。現場及時采取反措,將12臺在運換流變壓器網側套管首端增加密封罩,有效的防止了網側套管首端滲漏雨水的缺陷,有效的保障了換流站核心設備運行的穩定性。
參考文獻:
關鍵詞 加速降解實驗; 液相色譜; 電化學裝置
1 引 言
庫侖電化學檢測器是一種高靈敏度的高效液相色譜(HPLC)檢測器,它采用多孔石墨工作電極,使所有的流動相與被測物均與電極相接觸,被測物的理論轉化率一般能達到100%[1]。因此,庫侖電化學檢測器可作為一種優良的電化學微反應器。本研究組以庫侖電化學檢測器為反應器,通過高壓六通閥將其與高效液相色譜紫外檢測系統(HPLCUV)并聯,設計了液相色譜聯用電化學反應裝置(如圖1)。該裝置成功實現了碘鹽中碘酸根的高感度檢測[2]。
氧化降解是藥物在貯存過程中最常見,同時也最為復雜的降解途徑。作為藥物穩定性研究的重要內容,氧化降解加速實既可發現藥物可能的氧化雜質,又能了解樣品在氧化條件下的穩定性,為包裝及貯藏條件的選擇等提供信息[3~5]。傳統的氧化降解加速實驗采用一定濃度的H2O2處理樣品,模擬藥品在自然貯存條件下可能產生的氧化雜質。H2O2對有機物有很強的氧化作用,是一種較清潔、高效的氧化劑。但H2O2的氧化作用存在反應程度不易控制,操作繁瑣,氧化產物鑒別難度大等不足,因此需要對現有的氧化降解加速實驗方法進行改進。
本研究采用液相色譜聯用電化學反應裝置進行藥物氧化降解加速實驗,通過調節庫侖檢測器的工作電壓,控制藥物的氧化或還原的反應程度,并通過高壓六通閥將處理后的樣品導入HPLCUV系統,實現藥物氧化降解加速實驗從樣品處理到色譜檢測的全過程在線完成。
叔丁基對苯二酚(TBHQ)是一種反相液相色譜易于檢測的物質,紫外吸收信號強,流動相體系的篩選比較簡單[6~9],本實驗室前期的工作對其氧化降解進行了系統的研究,所以較適合作為本研究的模型藥物,對電化學氧化還原裝置進行驗證。本研究采用液相色譜聯用電化學反應裝置對TBHQ進行加速氧化破壞,系統篩選了反應條件,并對氧化產物進行了初步鑒定。
4 結 論
本研究利用高壓六通切換閥將庫侖檢測器、輸液系統、進樣系統串聯在HPLCUV系統進樣器之前,形成在線電化學反應裝置(ECI),既規避了色譜柱較大反壓對反應裝置中電極和樣品池的破壞,又實現了樣品反應的自動化和在線化。用該裝置進行藥物的氧化加速實驗,既縮短了反應時間,簡化了實驗步驟,又能通過聯用不同的色譜系統,對氧化產物實現初步鑒定。本研究利用叔丁基對苯二酚(TBHQ)作為模型藥物,通過調節庫侖檢測器的電壓值來控制藥物的反應程度,然后在線注入HPLC系統進行分離檢測,有助于發現藥物在貯藏條件潛在的氧化產物。
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