變壓器油在線色譜監測裝置工作原理第1章 基本說明

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

本使用手冊在**規程上采用如下三種方式強調一些重要事項：

變壓器油在線色譜監測裝置工作原理1.1 規定用途

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備。

變壓器油在線色譜監測裝置工作原理1.2 相關標準

本設備引用下列標準，通過引用標準中的相關條文構成本標準的條文。由此規定了本設備的技術要求、驗收規則、檢驗方法、適用范圍、包裝要求、標志、運輸及儲存。

（ 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 絕緣油介電強度測定法

（ 5 ）GB/T7601 － 1987 運行中變壓器油水分測定法

（ 6 ）GB/T14542 － 93 運行中變壓器油的維護管理規定

（ 7 ）DL/T 596 － 1996 （ 2005 復審） 電力設備預防性試驗規程

（ 8 ）DL/T 572 － 1995 （ 2005 復審） 電力變壓器運行規程

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

（ 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 電工電子產品環境試驗

（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 電磁兼容試驗和測量技術

（ 13 ）GB/T 13384 － 1992 機電產品包裝通用技術要求

（ 14 ）GB190 — 1990 危險貨物包裝標志

（ 15 ）GB5099 － 1994 鋼質無縫氣瓶

（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 計算站場地**要求

（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技術設備的**

（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 電子計算機場地通用規范

（ 19 ）GB 4208 － 1993 外殼防護等級（ IP 代碼）

變壓器油在線色譜監測裝置工作原理1.3 **規程

從事本設備的安裝、投入運行、操作、維護和修理的所有人員

◆ 必須有相應的專業資格。

◆ 必須嚴格遵守各項使用說明。

◆ 不要在數據處理服務器上任意安裝軟件，避免不必要的沖突。

違章操作或錯誤使用可能導致：

◆ 降低設備的使用壽命和監測精度。

◆ 損壞本設備和用戶的其他設備。

◆ 造成嚴重的或致命的傷害。

變壓器油在線色譜監測裝置工作原理第2章 簡介

變壓器油色譜在線監測系統可實現自動定量循環清洗、進油、油氣分離、樣品分析、數據處理、實時報警；快速地在線監測變壓器等油浸式電力高壓設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早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。該系統作為油色譜在線監測領域的新一代產品，將為電力變壓器實現在線遠程 DGA 分析提供穩定可靠的解決方案，是電力系統狀態檢修制度實施的有力保障。

是結合了本公司在電力色譜自動全脫氣裝置運行中近十年的成功經驗，并總結國內外油色譜在線監測的優缺點，傾心打造而成。該系統保持了我公司產品向來所具有的穩定性、可靠性、準確性等方面的優勢：

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

? 定量清洗循環取樣方式，真實地反應變壓器油中溶解氣體狀態；

? 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；

? 采用專用復合色譜柱，提高氣體組分的分離度；

? 采用進口特制的檢測器 ，提高烴類氣體的檢測靈敏度；

? 高穩定性、高精度氣體檢測技術，誤差范圍為 ± 10% ，優于離線色譜± 30%的指標；

? 成熟可靠的通信方式，采用標準網絡協議，支持遠程數據傳輸；

? 數據采集可靠性高，采用過采樣技術 Δ－∑模數轉換器，24 位分辨率，自動校準；

? 多樣的數據顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數據存儲壽命為 10 年；

? 環境適應能力強，成功應用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區；

? 抗干擾性能高，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標準 ；

? 提供有兩級報警功能，報警信號可遠傳；

? 開放的數據庫，可接入電力系統局域網；

此外，采用了模塊化設計，高性能嵌入式處理器的應用使色譜在線監測系統更加穩定可靠，并具有下列特點：

? 更快的分析周期，*小監測周期為 40-60 分鐘，可由用戶自行設置，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，采用特殊的環境適應技術，消除溫、濕度變化對氣體分配系數的影響；

?分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術，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，優良保證載氣不會帶進變壓器本體中；

? C2H2 *低檢測限可達 0.3 μ L/L ；

? 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達 ± 0.1 ℃ ，設備配有自動恒溫工業空調；

? 采用嵌入式處理器控制系統，將油氣分離、數據采集、色譜分析、濃度計算、數據報警、設備狀態監控等多功能集于一體，不會出現數據丟失等情況，大大提高了系統的可靠性和穩定性；

? 功能接口電路采用光耦隔離設計，進一步提高系統抗干擾性能；

? 采用基于 RS-485 的總線標準，可實現全數字、遠程數據傳輸、控制和參數設置；

? 加強系統故障診斷功能，提供改良三比值法、大衛三角法和立方體圖示法，給出診斷結果 ；

? 加強系統自檢，增加遠程維護功能，提供設備異常事件報警；

? 可擴展性高，可便捷的與其它監測裝置集成；

? 系統結構緊湊，安裝維護簡便，操作人性化；

2.1 組成

由現場監測單元、主控室單元及監控軟件組成。現場監測單元即色譜數據采集裝置由油樣循環采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元 、數據采集單元、現場控制處理單元、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據采集器內的載氣，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行油路循環，處理連接管道的死油，再進行油樣定量；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并自動進樣； 在載氣推動下，樣氣經過色譜柱分離，順序進入氣體檢測器；數據采集單元完成 AD 數據的轉換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數據進行存儲、計算和分析，并通過 RS485接口將數據上傳至數據處理服務器（安裝在主控室），*后由監測與預警軟件進行數據處理和故障分析。如圖 2.3 所示

2.3 主要技術參數

2.4 網絡

通過用戶的 MIS 系統遠端顯示監測界面、數據查詢、參數設置等現場具備的全部功能。采用有線接入方式：一個電廠或變電站可以用一臺數據處理服務器，通過 RS485 總線控制多臺色譜數據采集器，每一臺色譜數據采集器可監測一臺電力變壓器 。

2.5  配置

工作原理

變壓器油色譜在線監測系統是采用廣譜型氣相色譜分析原理，實現變壓器油中溶解氣體的在線監測。當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氣體的總濃度（TCG）均可作為變壓器內部故障診斷的指標。

變壓器油色譜在線監測系統運行時，采用差壓泵吸方式將變壓器油吸入到油樣采集單元中，通過內部油泵進行油樣循環，在真空環境以及磁力攪拌作用下實現油氣快速分離，通過冷阱技術除雜后，將故障特性氣體導入六通閥定量管。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對故障特性氣體逐一進行檢測，并將故障氣體的濃度特性轉換成電信號。數據采集器中心CPU對電信號進行轉換處理、存儲。數據采集器嵌入式工控機通過RS485通訊模式獲取本機日常監測原始數據。嵌入式數據分析軟件對數據進行分析處理，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故障診斷專家系統對變壓器油色譜數據進行綜合分析診斷，實現變壓器故障的在線監測分析。同時數據采集器可就地輸出多路無源觸點式報警信號直接進入用戶自控系統。油中微水檢測系統通過專業的外置微水在線檢測裝置實現，并將檢測數據導入油色譜在線監測數據庫，實現變壓器運行狀態的綜合診斷。

單臺數據采集器采集分析獲得的變壓器油運行狀態數據經局域網交換機上傳至系統后臺主控計算機。數據經系統綜合分析與故障診斷軟件處理，實現報表、數據趨勢分析、故障診斷與報警、TCP/IP等方式數據遠程傳輸與控制等系統功能，并形成后臺主控計算機統一控制的網絡式變壓器油色譜在線監測系統。