變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理一章 基本說(shuō)明
上海來(lái)?yè)P(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(cè)系統(tǒng)。為確保**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**規(guī)程上采用如下三種方式強(qiáng)調(diào)一些重要事項(xiàng)：
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(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。
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(guò)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(cè)定法
（ 5 ）GB/T7601 － 1987 運(yùn)行中變壓器油水分測(cè)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(cè)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(cè)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(wú)縫氣瓶
（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 計(jì)算站場(chǎng)地**要求
（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技術(shù)設(shè)備的**
（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 電子計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范
（ 19 ）GB 4208 － 1993 外殼防護(hù)等級(jí)（ IP 代碼）
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(zhuān)業(yè)資格。
◆ 必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)使用說(shuō)明。
◆ 不要在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上玩電子游戲、瀏覽網(wǎng)頁(yè)。
◆ 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(cè)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。
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理二章 簡(jiǎn)介
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)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(cè)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(zhǎng)率，并通過(guò)故障診斷專(zhuān)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(cè)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。
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(guó)內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測(cè)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(lái)所具有的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢(shì)：
? 在線檢測(cè)H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的濃度及增長(zhǎng)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**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(zhuān)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(cè)器 ，提高烴類(lèi)氣體的檢測(cè)靈敏度；
? 高穩(wěn)定性、高精度氣體檢測(cè)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(guò)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(xún)方式，提供報(bào)表和趨勢(shì)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(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)，可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng)；
此外，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(cè)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(cè)周期為 40-60 分鐘，可由用戶自行設(shè)置，推薦檢測(cè)周期為 24 檢測(cè)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(cè)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(cè)裝置集成；
? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，操作人性化；
2.1 組成
由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元、主控室單元及監(jiān)控軟件組成?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(cè)單元 、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場(chǎng)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(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(guò)色譜柱分離，順序進(jìn)入氣體檢測(cè)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(guò) 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(cè)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)
|
序號(hào)
|
技術(shù)參數(shù)名稱(chēng)
|
提供值
|
|
1
|
系統(tǒng)型號(hào)
|
WBGCXT5000
|
|
2
|
工作環(huán)境溫度
|
-40℃～＋70℃
|
|
3
|
工作環(huán)境濕度
|
相對(duì)濕度 5～95%（裝置內(nèi)部既無(wú)凝露，也不應(yīng)結(jié)冰）
|
|
4
|
大氣壓力
|
70kPa～110kPa
|
|
5
|
工作電源
|
AC 220 V±10% ， 50Hz
|
|
6
|
監(jiān)測(cè)組分
|
H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6等 7 種氣體組分及總烴、總的氣體含量（含氣量）、相對(duì)增長(zhǎng)率及優(yōu)良增長(zhǎng)速度； H2O 可選
|
|
7
|
分析診斷功能
|
通過(guò)改良三比值法、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷，并提供原始譜圖
|
|
8
|
*小檢測(cè)周期
|
40-60 分鐘，可由用戶自行設(shè)定，默認(rèn) 24 小時(shí)
|
|
9
|
取樣方式
|
循環(huán)取樣，**真實(shí)地反應(yīng)變壓器中氣體真實(shí)情況
|
|
10
|
油氣分離方式
|
真空全脫氣方式
|
|
11
|
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壽命
|
≥ 10 年
|
|
12
|
配備載氣量
|
2 瓶 8L高純合成空氣，用一備一
|
|
13
|
監(jiān)測(cè)氣體
|
測(cè)量范圍
|
*低檢測(cè)
|
|
（1）
|
H2
|
1 ～ 2000 μ l/l
|
2μ l/l
|
|
（2）
|
CO、 CO2
|
5 ～ 5000 μ l/l
|
5 μ l/l
|
|
（3）
|
CH4
|
0.1 ～ 2000 μ l/l
|
0.1μ l/l
|
|
（4）
|
C2H4
|
0.1 ～ 2000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
|
|
（5）
|
C2H6
|
0.1 ～ 2000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
|
|
（6）
|
C2H2
|
0.1 ～ 1000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
|
|
（7）
|
H2O（可選）
|
1 ～ 100 μ l/l
|
1μ l/l
|
|
（8）
|
總烴
|
1 ～ 8000 μ l/l
|
|
|
（9）
|
總含氣量
|
0.2 ～ 15%
|
|
|
14
|
穩(wěn)定性（測(cè)量偏差）
|
同一試驗(yàn)條件下對(duì)同一油樣的監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差不超過(guò) 10%（中等濃度）
|
|
15
|
靜電放電抗擾度
|
4 級(jí)，± 8kV－± 15kV
|
|
16
|
電快速瞬變脈沖群抗擾度
|
4 級(jí)，± 4kV
|
|
17
|
浪涌（沖擊）抗擾度
|
4 級(jí)，± 4kV
|
|
18
|
耐地震能力：地震波為正弦波；持續(xù)時(shí)間：三個(gè)周波，**系數(shù) 1.80
|
地震烈度 9 度地區(qū)：地面水平加速度 0.4g，地面垂直加速度 0.2g
|
|
地震烈度 8 度地區(qū)：地面水平加速度 0.25g，地面垂直加速度 0.125g
|
|
地震烈度 7 度地區(qū)：地面水平加速度 0.2g，地面垂直加速度 0.1g
|
|
19
|
存儲(chǔ)運(yùn)輸極限環(huán)境溫度
|
-40 ℃～＋ 80 ℃
|
|
20
|
外殼的防護(hù)性能
|
室內(nèi)安裝部件（主站單元） IP51 ，室外安裝部件（本系統(tǒng)和通訊控制單元） IP56
|
|
21
|
外形尺寸
|
寬 600mm× 深 530mm× 高 1100mm
|
|
22
|
整機(jī)重量
|
100kg
|
|
23
|
基礎(chǔ)尺寸
|
寬 620mm× 深 530mm× 地面高 250mm
|
|
|
|
|
|
|
2.4 網(wǎng)絡(luò)
通過(guò)用戶的 MIS 系統(tǒng)遠(yuǎn)端顯示監(jiān)測(cè)界面、數(shù)據(jù)查詢(xún)、參數(shù)設(shè)置等現(xiàn)場(chǎng)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(guò) 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(cè)一臺(tái)電力變壓器 。
2.5 配置
|
標(biāo)準(zhǔn)配置
|
色譜數(shù)據(jù)采集器
|
含油樣循環(huán) \ 油樣采集 \ 油氣分離 \ 氣體監(jiān)測(cè) \數(shù)據(jù)采集 \ 現(xiàn)場(chǎng)控制處理 \通訊控制單元及載氣
|
|
數(shù)據(jù)處理服務(wù)器
|
華碩工控
19”液晶彩色顯示器
|
|
輔助單元一：通訊單元
|
有線方式：雙鉸屏蔽電纜
|
|
RS485通訊接口
|
|
輔助單元二：載氣
|
2 瓶 8L高純合成空氣，用一備一
|
|
輔助單元三：
接口法蘭及油管
|
接口法蘭根據(jù)變壓器接口圖紙由上海來(lái)?yè)P(yáng)加工油管長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝方案需要確定
|
|
工業(yè)空調(diào)
|
所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都提供一臺(tái)工業(yè)空調(diào)，根據(jù)環(huán)境溫度
自動(dòng)開(kāi)啟加熱或降溫。
|
|
非標(biāo)配置
|
電源電纜
|
鎧裝屏蔽電纜， 2 × 1.5
|
|
微水模塊
|
增加微水監(jiān)測(cè)功能
|
|
控制屏
|
寬 800mm× 深 600mm× 高 2260mm，需在訂購(gòu)前指定顏色
|
變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置是采用廣譜型氣相色譜分析原理，實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)。當(dāng)變壓器存在局部過(guò)熱或局部放電時(shí)，故障部位的絕緣油或固體絕緣物將會(huì)分解出小分子烴類(lèi)氣體（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他氣體（如H2、CO、、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(cè)裝置運(yùn)行時(shí)，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(guò)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(shí)現(xiàn)油氣快速分離，通過(guò)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(dòng)下進(jìn)入色譜柱，通過(guò)色譜柱對(duì)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(cè)，并將故障氣體的濃度特性轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器中心CPU對(duì)電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理、存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集器嵌入式工控機(jī)通過(guò)RS485通訊模式獲取本機(jī)日常監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)。嵌入式數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，分別計(jì)算出故障氣體各組份及總烴含量。再通過(guò)后臺(tái)主控計(jì)算機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)變壓器油色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析診斷，實(shí)現(xiàn)變壓器故障的在線監(jiān)測(cè)分析。同時(shí)數(shù)據(jù)采集器可就地輸出多路無(wú)源觸點(diǎn)式報(bào)警信號(hào)直接進(jìn)入用戶自控系統(tǒng)。油中微水檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)業(yè)的外置微水在線檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入油色譜在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷。
單臺(tái)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(tái)主控計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)經(jīng)系統(tǒng)專(zhuān)用綜合分析與故障診斷軟件處理，實(shí)現(xiàn)報(bào)表、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、故障診斷與報(bào)警、TCP/IP、GPRS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(tái)主控計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制的網(wǎng)絡(luò)式油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置。