變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置工作原理第1章 基本說明

上海來揚(yáng)電氣科技有限公司非常感謝您選用變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。為確保**正確的使用本系統(tǒng)，請在使用前一定詳細(xì)閱讀本使用手冊。閱讀后請妥善保存，以便必要時查閱。

本使用手冊在**規(guī)程上采用如下三種方式強(qiáng)調(diào)一些重要事項：

變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置工作原理1.1 規(guī)定用途

是用于電力變壓器油中溶解氣體的在線分析與故障診斷，適用于 110kV 及以上電壓等級的電力變壓器、電弧爐變壓器、電抗器以及互感器等油浸式高壓設(shè)備。

變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置工作原理1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

本設(shè)備引用下列標(biāo)準(zhǔn)，通過引用標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)條文構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)的條文。由此規(guī)定了本設(shè)備的技術(shù)要求、驗收規(guī)則、檢驗方法、適用范圍、包裝要求、標(biāo)志、運(yùn)輸及儲存。

（ 1 ）GB1094 － 1996 電力變壓器

（ 2 ）GB2536 － 1990 變壓器油

（ 3 ）GB7597 － 1987 電力用油取樣方法

（ 4 ）GB/T507 － 1986 絕緣油介電強(qiáng)度測定法

（ 5 ）GB/T7601 － 1987 運(yùn)行中變壓器油水分測定法

（ 6 ）GB/T14542 － 93 運(yùn)行中變壓器油的維護(hù)管理規(guī)定

（ 7 ）DL/T 596 － 1996 （ 2005 復(fù)審） 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程

（ 8 ）DL/T 572 － 1995 （ 2005 復(fù)審） 電力變壓器運(yùn)行規(guī)程

（ 9 ）GB /T 7252 --- 2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則

（ 10 ）GB/T17623 － 1998 絕緣油中溶解氣體組份含量的氣相色譜測定法

（ 11 ）GB/T 2423 － 2001 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗

（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 電磁兼容試驗和測量技術(shù)

（ 13 ）GB/T 13384 － 1992 機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)要求

（ 14 ）GB190 — 1990 危險貨物包裝標(biāo)志

（ 15 ）GB5099 － 1994 鋼質(zhì)無縫氣瓶

（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 計算站場地**要求

（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技術(shù)設(shè)備的**

（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 電子計算機(jī)場地通用規(guī)范

（ 19 ）GB 4208 － 1993 外殼防護(hù)等級（ IP 代碼）

變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置工作原理1.3 **規(guī)程

從事本設(shè)備的安裝、投入運(yùn)行、操作、維護(hù)和修理的所有人員

◆ 必須有相應(yīng)的專業(yè)資格。

◆ 必須嚴(yán)格遵守各項使用說明。

◆ 不要在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上任意安裝軟件，避免不必要的沖突。

違章操作或錯誤使用可能導(dǎo)致：

◆ 降低設(shè)備的使用壽命和監(jiān)測精度。

◆ 損壞本設(shè)備和用戶的其他設(shè)備。

◆ 造成嚴(yán)重的或致命的傷害。

變壓器油在線色譜監(jiān)測裝置工作原理第2章 簡介

變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)自動定量循環(huán)清洗、進(jìn)油、油氣分離、樣品分析、數(shù)據(jù)處理、實時報警；快速地在線監(jiān)測變壓器等油浸式電力高壓設(shè)備的油中溶解故障氣體的含量及其增長率，并通過故障診斷專家系統(tǒng)早期預(yù)報設(shè)備故障隱患信息，避免設(shè)備事故，減少重大損失，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。該系統(tǒng)作為油色譜在線監(jiān)測領(lǐng)域的新一代產(chǎn)品，將為電力變壓器實現(xiàn)在線遠(yuǎn)程 DGA 分析提供穩(wěn)定可靠的解決方案，是電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修制度實施的有力保障。

是結(jié)合了本公司在電力色譜自動全脫氣裝置運(yùn)行中近十年的成功經(jīng)驗，并總結(jié)國內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測的優(yōu)缺點，傾心打造而成。該系統(tǒng)保持了我公司產(chǎn)品向來所具有的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢：

? 在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的濃度及增長率；

? 定量清洗循環(huán)取樣方式，真實地反應(yīng)變壓器油中溶解氣體狀態(tài)；

? 油氣分離**可靠，不污染，排放和不排放變壓器油可由用戶自己選擇；

? 采用專用復(fù)合色譜柱，提高氣體組分的分離度；

? 采用進(jìn)口特制的檢測器 ，提高烴類氣體的檢測靈敏度；

? 高穩(wěn)定性、高精度氣體檢測技術(shù)，誤差范圍為 ± 10% ，優(yōu)于離線色譜± 30%的指標(biāo)；

? 成熟可靠的通信方式，采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；

? 數(shù)據(jù)采集可靠性高，采用過采樣技術(shù) Δ－∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24 位分辨率，自動校準(zhǔn)；

? 多樣的數(shù)據(jù)顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數(shù)據(jù)存儲壽命為 10 年；

? 環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，成功應(yīng)用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區(qū)；

? 抗干擾性能高，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標(biāo)準(zhǔn) ；

? 提供有兩級報警功能，報警信號可遠(yuǎn)傳；

? 開放的數(shù)據(jù)庫，可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng)；

此外，采用了模塊化設(shè)計，高性能嵌入式處理器的應(yīng)用使色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，并具有下列特點：

? 更快的分析周期，*小監(jiān)測周期為 40-60 分鐘，可由用戶自行設(shè)置，推薦檢測周期為 24 檢測一次；

? 油氣分離速度快，僅需 10 分鐘左右，采用特殊的環(huán)境適應(yīng)技術(shù)，消除溫、濕度變化對氣體分配系數(shù)的影響；

?分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術(shù)，消除回注變壓器本體的油樣中夾雜的氣泡，多層隔離式回注油（返油）技術(shù)，優(yōu)良保證載氣不會帶進(jìn)變壓器本體中；

? C2H2 *低檢測限可達(dá) 0.3 μ L/L ；

? 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達(dá) ± 0.1 ℃ ，設(shè)備配有自動恒溫工業(yè)空調(diào)；

? 采用嵌入式處理器控制系統(tǒng)，將油氣分離、數(shù)據(jù)采集、色譜分析、濃度計算、數(shù)據(jù)報警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等情況，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；

? 功能接口電路采用光耦隔離設(shè)計，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾性能；

? 采用基于 RS-485 的總線標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)全數(shù)字、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、控制和參數(shù)設(shè)置；

? 加強(qiáng)系統(tǒng)故障診斷功能，提供改良三比值法、大衛(wèi)三角法和立方體圖示法，給出診斷結(jié)果 ；

? 加強(qiáng)系統(tǒng)自檢，增加遠(yuǎn)程維護(hù)功能，提供設(shè)備異常事件報警；

? 可擴(kuò)展性高，可便捷的與其它監(jiān)測裝置集成；

? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)簡便，操作人性化；

2.1 組成

由現(xiàn)場監(jiān)測單元、主控室單元及監(jiān)控軟件組成?，F(xiàn)場監(jiān)測單元即色譜數(shù)據(jù)采集裝置由油樣循環(huán)采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元 、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場控制處理單元、通訊控制單元及輔助單元組成。其中輔助單元包括置于色譜數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的載氣，變壓器接口、油管及通信電纜等。

其組成示意圖如圖 2.1 、圖 2.2 所示：

2.2 工作原理

工作時，先利用油樣采集單元進(jìn)行油路循環(huán)，處理連接管道的死油，再進(jìn)行油樣定量；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體輸送到六通閥的定量管內(nèi)并自動進(jìn)樣； 在載氣推動下，樣氣經(jīng)過色譜柱分離，順序進(jìn)入氣體檢測器；數(shù)據(jù)采集單元完成 AD 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、計算和分析，并通過 RS485接口將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器（安裝在主控室），*后由監(jiān)測與預(yù)警軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和故障分析。如圖 2.3 所示

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

2.4 網(wǎng)絡(luò)

通過用戶的 MIS 系統(tǒng)遠(yuǎn)端顯示監(jiān)測界面、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)置等現(xiàn)場具備的全部功能。采用有線接入方式：一個電廠或變電站可以用一臺數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，通過 RS485 總線控制多臺色譜數(shù)據(jù)采集器，每一臺色譜數(shù)據(jù)采集器可監(jiān)測一臺電力變壓器 。

2.5  配置

工作原理

變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)是采用廣譜型氣相色譜分析原理，實現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測。當(dāng)變壓器存在局部過熱或局部放電時，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會分解出小分子烴類氣體（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他氣體（如H2、CO、CO2等）。上述每種氣體在絕緣油中的濃度和油中可燃?xì)怏w的總濃度（TCG）均可作為變壓器內(nèi)部故障診斷的指標(biāo)。

變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行時，采用差壓泵吸方式將變壓器油吸入到油樣采集單元中，通過內(nèi)部油泵進(jìn)行油樣循環(huán)，在真空環(huán)境以及磁力攪拌作用下實現(xiàn)油氣快速分離，通過冷阱技術(shù)除雜后，將故障特性氣體導(dǎo)入六通閥定量管。定量管中的混合故障氣體在載氣的推動下進(jìn)入色譜柱，通過色譜柱對不同氣體具備不同的親和作用，將故障特性氣體依此分離。氣敏傳感器按出峰順序?qū)收咸匦詺怏w逐一進(jìn)行檢測，并將故障氣體的濃度特性轉(zhuǎn)換成電信號。數(shù)據(jù)采集器中心CPU對電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理、存儲。數(shù)據(jù)采集器嵌入式工控機(jī)通過RS485通訊模式獲取本機(jī)日常監(jiān)測原始數(shù)據(jù)。嵌入式數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，分別計算出故障氣體各組份及總烴含量。再通過后臺主控計算機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)對變壓器油色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析診斷，實現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測分析。同時數(shù)據(jù)采集器可就地輸出多路無源觸點式報警信號直接進(jìn)入用戶自控系統(tǒng)。油中微水檢測系統(tǒng)通過專業(yè)的外置微水在線檢測裝置實現(xiàn)，并將檢測數(shù)據(jù)導(dǎo)入油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷。

單臺數(shù)據(jù)采集器采集分析獲得的變壓器油運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至系統(tǒng)后臺主控計算機(jī)。數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)綜合分析與故障診斷軟件處理，實現(xiàn)報表、數(shù)據(jù)趨勢分析、故障診斷與報警、TCP/IP等方式數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸與控制等系統(tǒng)功能，并形成后臺主控計算機(jī)統(tǒng)一控制的網(wǎng)絡(luò)式變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。