美國大型能源控股公司之一杜克能源公司如何利用維薩拉在線多氣體 DGA 解決方案進行電力變壓器監(jiān)控，以改善資產(chǎn)管理并大幅減少意外勞動力成本和計劃外停電。

　　挑戰(zhàn)：

　　如何有效地監(jiān)測需要頻繁采樣和深入分析潛在故障的變壓器

　　杜克管理著數(shù)百個變電站，其中包括數(shù)千臺變壓器，其中一些變壓器的額定電壓較低，且價格足夠低，因此無法保證持久在線 DGA 監(jiān)控。這包括許多中壓變壓器，甚至一些高壓變壓器。對于這些變壓器，當前的監(jiān)測過程涉及每年或每兩年采樣一次。根據(jù)這些結(jié)果對頻率進行調(diào)整，在某些情況下可能涉及每周采樣計劃，從而大大增加運營和維護成本。

　　“該監(jiān)視器的主要賣點是它是移動的、易于部署并能提供準確的實時信息，我們可以根據(jù)這些信息做出明智的決策。”

　　- Adam Long，杜克能源公司首席變壓器工程師

　　杜克擁有完善的監(jiān)測和采樣協(xié)議。但是，盡管該公司認識到其產(chǎn)品組合中的一些小型變壓器可能存在問題，但唯一的解決方案是讓現(xiàn)場人員更頻繁地采集油樣，以嘗試檢測氣體模式和潛在故障。對于維護人員來說，這是一個昂貴且耗時的過程。從變壓器收集和分析油樣的成本很高，決策者必須等待長達 24 小時才能獲取數(shù)據(jù)。

　　杜克需要找到一種更安全、更具成本效益的解決方案來解決變壓器的生存問題。

　　本案例回顧了使用維薩拉移動 OPT100 在線 DGA 進行監(jiān)控的兩個特定變壓器。第一個是單相變壓器，其他相移已經(jīng)失敗。第二個是一個具有令人擔憂的天然氣結(jié)果的單元，并且對本地網(wǎng)絡至關重要，如果發(fā)生故障，沒有備用設備或卸載方式。

　　解決方案：

　　適用于實時分析的移動在線 DGA 監(jiān)控

　　為了尋求一種解決方案，使維護人員能夠在現(xiàn)場分析油樣，而不是將其發(fā)送到實驗室獲取 DGA 信息，杜克能源公司在北卡羅來納州威爾明頓郊外鷹島的一個變電站試用了維薩拉的移動 OPT100 監(jiān)控解決方案，為期四個月的項目從 2020 年 12 月開始。

　　該解決方案利用維薩拉的 Optimus™ 技術(shù)，為測量變壓器中的故障氣體提供免維護選項。核心 NDIR 系統(tǒng)基于維薩拉幾十年來使用的成熟技術(shù)，使 OPT100 能夠提供長期可靠的測量。除了無需維護和消耗品之外，OPT100 的堅固設計和易于安裝（兩小時內(nèi)）使其在美國市場上的可移動平臺上滿足客戶需求。

　　Optimus 提供實時故障氣體監(jiān)測，包括甲烷 (CH4)、乙烷 (C2H6)、乙烯 (C2H4)、乙炔 (C2H2) 和氫氣 (H2)，從而可以使用杜瓦爾三角形等分析工具、關鍵比率或?qū)崟r比較 DGA 與負載和其他因素的分析軟件，對故障進行更深入的分析。離線實驗室采樣/測試無法有效做到這一點。

　　在第一個站點安裝后，收集的數(shù)據(jù)證明變壓器穩(wěn)定，沒有需要解決的問題。利用 OPT100 移動性的優(yōu)點，杜克變電站維護團隊決定將該裝置移至更重要的變壓器上。由于相關變電站距最近的維護設施一小時路程，杜克還看到了節(jié)省時間和資源的額外優(yōu)點。他們不再需要派維護人員外出收集樣本，開車往返，然后在分析樣本之前填寫文書工作。

　　作為該項目的一部分，杜克需要能夠定期、連續(xù)地收集和分析 DGA 數(shù)據(jù)。通過收集足夠的實時情報，他們可以有效地解釋任何問題。這樣做特別有用，因為杜克的運維資源有限。

　　前幾年，由于采樣頻率過于分散，解釋氣體模式和嚴重程度是不可能的。這使得實際的氣體模式難以破譯，并且難以確定確切的事件時間。通過在線監(jiān)測儀連續(xù)測量溶解的故障氣體并每小時輸出數(shù)據(jù)，公用事業(yè)公司得益于精確可靠的實時數(shù)據(jù)，將其用于趨勢分析以及與負載、溫度和局部放電等其他因素關聯(lián)。

　　實時可見性的好處是可以節(jié)省運營和維護的時間和資金

　　從該變電站有著近 70 年歷史的關鍵變壓器上最后一次手動采集的樣本顯示乙烷、乙炔和氫氣顯著增加。在新變電站位置安裝 OPT100 Mobile 兩周后，公用事業(yè)公司開始發(fā)現(xiàn)該裝置發(fā)生析氣事件。這些事件在接下來的四個星期內(nèi)持續(xù)發(fā)生。

　　通過安裝移動 OPT100 在線監(jiān)控系統(tǒng)并提供數(shù)據(jù)，杜克維護團隊能夠：

　　輕松快速地遠程跟蹤氣體數(shù)據(jù)并開展趨勢分析。

　　將在線 DGA 監(jiān)測數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)實驗室樣本數(shù)據(jù)進行比較和集成，以提供變壓器 DGA 測試的連貫歷史記錄。

　　全面診斷手頭的變壓器，包括識別被傳統(tǒng)采樣方法忽略的異常和析氣事件。

　　”該監(jiān)視器的主要賣點是它是移動的、易于部署并能提供準確的實時信息，我們可以根據(jù)這些信息做出明智的決策，“首席變壓器工程師 Adam Long 說道，”連接性和遠程訪問數(shù)據(jù)的方式使得我們的人員不必開車出去收集數(shù)據(jù)，因為設備會發(fā)送信息進行遠程分析。”

　　隨著 OPT100 的安裝并發(fā)揮監(jiān)控作用，杜克很快就發(fā)現(xiàn)乙炔持續(xù)增加，即累積增量增長，這一點在試驗期間通過手動采樣得到驗證。然后，杜克能夠利用發(fā)現(xiàn)的變壓器乙炔變化趨勢來識別需要在短期內(nèi)解決的問題。幸運的是，之前就已確定相關變壓器需要斷電以便進行維護活動，并且列在了近期更換設備清單上。

　　然而，監(jiān)控數(shù)據(jù)是至關重要的信息，可以通知維護團隊加快實施維護計劃，更重要的是，將更換時間提前兩年，從而避免潛在的故障和計劃外停機的成本。在線監(jiān)視器也是安全檢查的關鍵，因為杜克必須等待一年才能使變壓器永久離線。

　　結(jié)論：

　　移動在線 DGA 監(jiān)視器證明了自身作為杜克重要工具的價值。  通過實時監(jiān)控和比較氣體趨勢的能力，決策者可以優(yōu)先考慮員工安全，同時顯著節(jié)省運營和維護方面的時間和資金。

　　特別是在這種情況下，準確可靠的數(shù)據(jù)可以讓維護人員放心，該特定變壓器不是即將爆炸的炸彈，并且在故障監(jiān)控狀態(tài)下可以繼續(xù)安全地運行，直到公用事業(yè)公司能夠安裝另一臺變壓器。

　　雖然離線 DGA 采樣可以識別潛在的內(nèi)部故障，但只有 OPT100 等連續(xù)在線 DGA 監(jiān)控工具才能提供實時 DGA 數(shù)據(jù)，揭示實際的氣體模式，從而實現(xiàn)真正的故障識別和比較分析。

　　變壓器的技術(shù)壽命和當前狀況（特別是在出現(xiàn)需要對故障立即采取維護行動或更換時）對于需要及時做出維護行動決策的資產(chǎn)和維護經(jīng)理來說非常有價值，因此擁有移動在線 DGA 監(jiān)視器非常關鍵。

　　歸根結(jié)底，沒有什么比計劃外停機更糟糕的了，尤其是在本來可以通過利用在線監(jiān)控工具檢測嚴重的電力變壓器故障來避免停機時。

　　如果您對本案例有任何疑問，請隨時聯(lián)系我們。