實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)需要清潔能源持續(xù)發(fā)展。我國明確提出“到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上”。對(duì)此，國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)就如何構(gòu)建新型電力系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)解讀。

清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院去年10月發(fā)布的《中國長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究》顯示，溫控2攝氏度情景下，能源消費(fèi)2030年左右達(dá)峰，2050年消費(fèi)約52億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；二氧化碳排放2025年左右達(dá)峰，2050年下降至29億噸，加上碳捕捉和儲(chǔ)存（CCS）、森林碳匯，屆時(shí)二氧化碳凈排放約20億噸。

國家可再生能源中心2019年11月發(fā)布的《中國可再生能源展望》指出，高比例可再生能源情景下，終端用能電氣化比例66%，非化石能源發(fā)電占比91%，其中“風(fēng)光”占比73%。國家發(fā)改委能源研究所研究員時(shí)璟麗指出，2021年2月*新一版成果顯示，非化石能源比重達(dá)78%。

時(shí)璟麗認(rèn)為，以風(fēng)光為主的可再生能源電力電量要在“十三五”規(guī)模上大幅增加。水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電至少在2030年前額外增量空間非常有限，“風(fēng)光”發(fā)電裝機(jī)和電量增量方面將是主力。經(jīng)測算，“十四五”風(fēng)光新增裝機(jī)在5億千瓦左右，“十五五”新增裝機(jī)約6億千瓦-7億千瓦。“預(yù)計(jì)2021年，國內(nèi)‘風(fēng)光’發(fā)電量占全社會(huì)用電量比重達(dá)11%左右，后續(xù)逐年提高，確保2025年非化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)的比重達(dá)到20%左右。”

第1章 基本說明（LYGCXT5000油色譜在線監(jiān)測裝置快速高精度的測試能力）

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)。為確保可靠正確的使用本系統(tǒng)，請(qǐng)?jiān)谑褂们耙欢ㄔ敿?xì)閱讀本使用手冊(cè)。閱讀后請(qǐng)妥善保存，以便必要時(shí)查閱。

本使用手冊(cè)在操作規(guī)程上采用如下三種方式強(qiáng)調(diào)一些重要事項(xiàng)：

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(jí)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。

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(yàn)收規(guī)則、檢驗(yàn)方法、適用范圍、包裝要求、標(biāo)志、運(yùn)輸及儲(chǔ)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(yàn)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(yàn)

（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 電磁兼容試驗(yàn)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(xiǎn)貨物包裝標(biāo)志

（ 15 ）GB5099 － 1994 鋼質(zhì)無縫氣瓶

（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 計(jì)算站場地保障要求

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

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

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

1.3 操作規(guī)程（LYGCXT5000油色譜在線監(jiān)測裝置快速高精度的測試能力）

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(xiàng)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(cuò)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。

第2章 簡介（LYGCXT5000油色譜在線監(jiān)測裝置快速高精度的測試能力）

變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)時(shí)報(bào)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(bào)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(shí)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(shí)施的有力保障。

LYGCXT5000 系統(tǒng)是結(jié)合了本公司在電力色譜自動(dòng)全脫氣裝置運(yùn)行中近十年的成功經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)國內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測的優(yōu)缺點(diǎn)，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(shí)地反應(yīng)變壓器油中溶解氣體狀態(tài)；

? 油氣分離方便可靠，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(dòng)校準(zhǔn)；

? 多樣的數(shù)據(jù)顯示及查詢方式，提供報(bào)表和趨勢圖，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jí)報(bào)警功能，報(bào)警信號(hào)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， LYGCXT5000 系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，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(diǎn)：

? 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(duì)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(huì)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(dòng)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(jì)算、數(shù)據(jù)報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體，不會(huì)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(jì)，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(shí)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(bào)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（LYGCXT5000油色譜在線監(jiān)測裝置快速高精度的測試能力）

LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)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

LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)工作時(shí)，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(dòng)進(jìn)樣； 在載氣推動(dòng)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(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)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)（LYGCXT5000油色譜在線監(jiān)測裝置快速高精度的測試能力）

LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)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(gè)電廠或變電站可以用一臺(tái)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，通過 RS485 總線控制多臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集器，每一臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集器可監(jiān)測一臺(tái)電力變壓器 。

2.5  配置

第三章 硬件安裝前準(zhǔn)備工作

在確定安裝 LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)前請(qǐng)確認(rèn)以下準(zhǔn)備工作（確定的安裝方案）已完成：

? 選擇合適的取油口及回油口

? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置，安裝基礎(chǔ)平臺(tái)已施工完畢

? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置工作電源

? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)服務(wù)器(安裝位置)

? 確定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集裝置的配置

3.1 選擇合適的取油口及回油口

從變壓器中取油、對(duì)油進(jìn)行分析，然后把油送回到變壓器中。取油口和回油口的選擇對(duì)于油中溶解氣體的精準(zhǔn)分析是非常重要的。選擇合適的取油口及回油口通常包括以下內(nèi)容：

3.1.1 確定取油口和回油口的位置

我們推薦從變壓器的下部取油，把實(shí)驗(yàn)室人員的取油口改裝后使用，一次采樣結(jié)束后在采樣閥回油口回油。取油口位置的油應(yīng)該能夠充分代表變壓器中的油。如圖 3.1所示

3.1.2 確定取油口和回油口規(guī)格參數(shù)

需確定取油口、回油口、接口閥門的類型、接口閥門螺紋規(guī)格及閥門高度等主要參數(shù)，并正確估算取油回油口與色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置的距離，以便廠方加工相應(yīng)的轉(zhuǎn)接閥門并附帶足夠長度的油管。

3.2 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置

3.2.1 色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置的確定

選擇色譜數(shù)據(jù)采集裝置的安裝位置時(shí)，應(yīng)該考慮以下方面：

① 色譜數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)該安裝在不影響變壓器維護(hù)和不影響其它工作的位置。

② 色譜數(shù)據(jù)采集裝置前后兩側(cè)應(yīng)預(yù)留 1.0 米的空間，以便用于色譜數(shù)據(jù)采集器的安裝與維護(hù) ，其正面（帶指示燈面）應(yīng)面向巡檢通道。

③ 色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置應(yīng)盡量接近取油口和回油口的位置。色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置確定后應(yīng)正確估算取油口、回油口與安裝位置的距離。

④ 色譜數(shù)據(jù)采集器安裝位置附近應(yīng)有 AC220V 電源。

3.2.2 安裝基礎(chǔ)平臺(tái)施工

3.3 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置工作電源

使用交流 220V 電源，功耗為 1000W 。安裝前需確定電源控制柜與色譜數(shù)據(jù)采集裝置間的距離。

3.4 選擇合適的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器安裝位置

數(shù)據(jù)處理服務(wù)器建議安裝在變電站主控室或電廠的電氣控制室內(nèi)（預(yù)留交流 220V 電源及通信線通道）。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器外型滿足 19″工業(yè)機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)，可直接在預(yù)留空位的 19″標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制屏柜上安裝。如無備用，則需要加裝 19″標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制屏柜。該屏柜需要另行定購。

3.5 確定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集裝置的配置

數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集器有不同的配置方案，一臺(tái)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器可以帶一臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集裝置，也可以帶多臺(tái)色譜數(shù)據(jù)采集裝置（*多16臺(tái)）；如下圖所示

“風(fēng)光”量升的同時(shí)，還要對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部組織進(jìn)行提質(zhì)。清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)更新研究院副院長高峰指出，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵在于共建新型電力生態(tài)。“發(fā)輸配用、源網(wǎng)荷儲(chǔ)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上的各環(huán)節(jié)都需要實(shí)現(xiàn)協(xié)同，需要新能源企業(yè)、化石能源企業(yè)、電網(wǎng)、用戶等共同參與，共建生態(tài)，合作推進(jìn)。”

當(dāng)然，共同構(gòu)建難度不小。時(shí)璟麗表示，由于能源和經(jīng)濟(jì)體系慣性，近期難以迅速實(shí)現(xiàn)溫控2攝氏度情景的減排路徑。國網(wǎng)能源研究院副總工程師兼能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)研究所所長鄭厚清也認(rèn)為，“能源不可能三角”是首要挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)發(fā)展模式難以兼顧保障、經(jīng)濟(jì)與低碳綠色的協(xié)同發(fā)展。“度電成本降低不等于系統(tǒng)成本同步降低，新能源滲透率超過15%后，系統(tǒng)成本將呈加速上升趨勢。”

大規(guī)模消納新能源抬高系統(tǒng)成本，與其“天性”密切相關(guān)。邱愛慈表示，我國新能源*小出力處于較低水平，對(duì)電力平衡支撐能力不足。“2019年，各省、各區(qū)域新能源*小日平均出力水平分別為3.6%、8%，新能源*小瞬時(shí)出力水平分別為0.2%、1.1%，區(qū)域間互補(bǔ)效果不明顯。”

邱愛慈進(jìn)一步指出，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)帶來諸多挑戰(zhàn)，其中包括電力可靠供應(yīng)、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行等。“樞紐變電站存在停電風(fēng)險(xiǎn)或?yàn)殡[患之一。我國西北部能源集中送出地區(qū)、東中部負(fù)荷中心普遍存在接入大量特高壓、超高壓線路的樞紐變電站，一旦遇險(xiǎn)可能引發(fā)大面積停電。”

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