變壓器絕緣油中的微量氣體，是潛伏故障的“密碼本”。如何精準(zhǔn)破譯？傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)面臨精度不足、響應(yīng)滯后、維護(hù)繁瑣等困局。而激光光聲光譜技術(shù)的崛起，正讓變壓器油中氣體監(jiān)測(cè)從“管中窺豹”邁向“明察秋毫”時(shí)代。

01

油中氣體監(jiān)測(cè)——變壓器的“血液診斷”

在電力系統(tǒng)的“心臟”——變壓器的健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，油中溶解氣體分析被譽(yù)為預(yù)測(cè)其內(nèi)部潛伏性故障的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。變壓器作為電網(wǎng)的核心設(shè)備，其絕緣油如同“血液”。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，不同的故障類型會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體。通過分析油中溶解的特征氣體的組成，可以準(zhǔn)確的判斷變壓器內(nèi)部發(fā)生的故障。

02

新型電力體系下，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)短板盡顯

新型電力體系下，風(fēng)電、光伏等新能源大幅并網(wǎng)，火電進(jìn)行深度調(diào)峰，變壓器面臨著功率頻繁波動(dòng)，局部過熱風(fēng)險(xiǎn)上升，絕緣老化加速等突出問題。導(dǎo)致變壓器整體壽命大幅縮短、故障率直線攀升。當(dāng)前變壓器油中氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)油中溶解氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)（在線色譜：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用壽命短，性能衰減快；機(jī)械調(diào)制光聲光譜：屬于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)控制，長(zhǎng)期工作故障幾率高，交叉干擾嚴(yán)重）已難以滿足智慧電站對(duì)實(shí)時(shí)預(yù)警和預(yù)測(cè)性維護(hù)的高要求，而激光光聲光譜技術(shù)使用壽命更長(zhǎng)，相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)使用壽命更長(zhǎng)，整體投入更經(jīng)濟(jì)，更為適配新型電力體系建設(shè)的新潮流。

03

激光光聲光譜技術(shù)——破局者

◆技術(shù)原理

基于中紅外量子級(jí)聯(lián)激光光聲光譜檢測(cè)技術(shù)，運(yùn)用中紅外波段的高吸收系數(shù)特點(diǎn)，選擇中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）作為光源，提高最低檢測(cè)限和系統(tǒng)測(cè)量精度。當(dāng)光聲腔內(nèi)樣品受到一束調(diào)制后的單色光照射時(shí)，以無(wú)輻射弛豫方式將吸收的光能部分或全部地轉(zhuǎn)換成熱，樣品受熱體積膨脹，產(chǎn)生以光源為中心向外擴(kuò)展的壓力波，用置于其中的聲波傳感器便可接收到聲音（光聲）信號(hào)。

◆系統(tǒng)介紹

變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)施主變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要手段，其技術(shù)關(guān)鍵是根據(jù)光譜技術(shù)分析油中特征氣體成分的變化，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)分析判斷電力變壓器內(nèi)部的異常和故障發(fā)展趨勢(shì)，以保證電力變壓器的安全可靠運(yùn)行。GW-2060型激光光聲光譜變壓器油中氣體監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置是基于先進(jìn)的中紅外量子級(jí)聯(lián)激光光聲光譜技術(shù)面向國(guó)家電網(wǎng)及能源安全研制的高可靠性變壓器油中溶解氣體檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解的H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等故障氣體及微水含量的連續(xù)在線檢測(cè)，為變壓器提供全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警。

相比較于傳統(tǒng)油中溶解氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)，激光光聲光譜檢測(cè)技術(shù)具有以下6大優(yōu)勢(shì)：（1）高靈敏度的微量氣體檢測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確快速的分析識(shí)別，自主設(shè)計(jì)的精確的計(jì)算方法，測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。（2）滿足DL/T1498.2-2016《變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范第2部分：變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置》A類標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)精度優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。（3）采用純物理的激光光譜的分析方法，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)需標(biāo)氣、載氣等耗材，不需要經(jīng)常維護(hù)，無(wú)需后續(xù)投資。 （4）可在一個(gè)采樣周期內(nèi)一次性完成七種特征氣體和微水的檢測(cè)。 （5）系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便快捷，變壓器無(wú)需停電，減少維護(hù)工作及費(fèi)用。（6）采樣周期可設(shè)定，最小采樣周期可設(shè)為1小時(shí)。該系統(tǒng)適用于油浸式變壓器、電抗器等電氣設(shè)備的油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)。除可用于發(fā)電、電網(wǎng)系統(tǒng)變電站以外，還可應(yīng)用于鐵路、石油、石化、冶金、鋼鐵、煤炭等電力行業(yè)用戶。

04

激光光聲光譜——為電力安全保駕護(hù)航

該技術(shù)的優(yōu)越性已在多個(gè)重大項(xiàng)目中得到驗(yàn)證：

核電安全升級(jí)：應(yīng)用于中廣核百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵氣體痕量級(jí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與快速預(yù)警，顯著提升核電安全運(yùn)行水平。

風(fēng)電效率保障：應(yīng)用于三峽能源海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，解決了傳統(tǒng)油光譜“周期長(zhǎng)、靈敏度低”痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)與即時(shí)預(yù)警，有效防范主變故障，保障發(fā)電效率。

火電可靠運(yùn)行：在國(guó)家能源集團(tuán)等火電項(xiàng)目中，為機(jī)組深度調(diào)峰下的變壓器狀態(tài)提供精準(zhǔn)、全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，成功預(yù)警潛在故障，避免非停損失。

◆光學(xué)技術(shù)驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)維升級(jí)

隨著新型電力系統(tǒng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)感知的要求提升，激光光聲光譜技術(shù)正成為變壓器預(yù)測(cè)性維護(hù)的核心基礎(chǔ)設(shè)施。依托光學(xué)技術(shù)沉淀和強(qiáng)大的軟件開發(fā)實(shí)力，敢為科技為變壓器故障預(yù)警研發(fā)出專屬AI模型——GainSense敢測(cè)變壓器故障預(yù)警模型1.0，深耕故障機(jī)理與特征，數(shù)據(jù)處理更具靶向性，精準(zhǔn)捕捉故障信息，預(yù)測(cè)精度優(yōu)于通用 AI。系統(tǒng)采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，可根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自我調(diào)整優(yōu)化。無(wú)論是季節(jié)變換還是性能變化，都能適應(yīng)不同環(huán)境與工況，提升長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性，保障預(yù)警準(zhǔn)確。

當(dāng)光學(xué)技術(shù)為變壓器裝上“透視眼”，每一次油中氣體的微弱波動(dòng)都將化作安全預(yù)警的強(qiáng)音——這不僅是技術(shù)的勝利，更是對(duì)電網(wǎng)生命線的至高守護(hù)。

公司介紹

敢為科技成立于2013年，總部位于武漢光谷，長(zhǎng)期深耕于高精度光學(xué)傳感器研發(fā)與AI診斷技術(shù)的融合創(chuàng)新。該公司構(gòu)建了“聲、光、電、機(jī)”多模態(tài)傳感器陣列與基于機(jī)器學(xué)習(xí)/深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷模型相結(jié)合的“雙引擎”技術(shù)體系。通過軟硬件協(xié)同，其解決方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的多維度感知、融合分析及精準(zhǔn)預(yù)測(cè)預(yù)警，覆蓋火電、新能源、電網(wǎng)及儲(chǔ)能等關(guān)鍵場(chǎng)景。依托百余項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，該公司正持續(xù)投入傳感器微型化、AI模型輕量化及多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，致力于推動(dòng)能源監(jiān)測(cè)從“事后維修”向“預(yù)測(cè)性維護(hù)”的范式轉(zhuǎn)變，為行業(yè)安全低碳轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。