首頁 >>> 技術文章

油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造

實現碳達峰碳中和，應該用好化石資源特別是煤炭資源，堅持煤炭清潔高效利用道路，發揮好煤炭保障能源保障的壓艙石、穩定器作用。

近年來，我國在煤炭清潔高效利用技術方面成果頗豐，持續推動煤炭由燃料向燃料與原料耦合轉變，部分技術已經走在世界前列。我們團隊利用10年時間開展科技攻關的50萬噸/年煤基乙醇工業示范項目建成并中期交工。這一項目對煤炭進行清潔利用，產生乙醇并實現量產，對于保障國家能源保障和糧食保障、實現碳達峰碳中和目標都有重要意義。

在建設新型能源體系、推動能源綠色轉型中，應加強全局性頂層設計，構建與碳達峰碳中和目標相適應的中長期能源發展科技路線圖；構建多能融合能源新體系，促進工業結構全方位升級；強化原始更新，著力突破煤化工關鍵技術瓶頸；發揮典型區域綜合示范作用，以點帶面形成低碳發展新格局。

1 概述（LYGCXT6000油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造）

感謝您選用LYGCXT6000變壓器油色譜在線監測系統。為確保可靠、正確使用本監測系統，請您詳細閱讀并保存本使用手冊。

1.1保障須知

從事本系統安裝、運行操作及維護的所有人員：

1、必須具備相應的專業技術資質；

2、嚴格遵守本使用手冊的相關說明；

3、不得在系統后臺數據服務器上玩游戲、瀏覽網頁；

4、不得在系統后臺數據服務器上安裝其它任何軟件，避免造成不必要的沖突。

違反以上操作可能導致：

1、降低系統監測精度，危害系統使用壽命；

2、可能損壞本系統設備或用戶的其他設備；

3、造成不必要的傷害。

1.2 相關標準（LYGCXT6000油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造）

本系統引用下列標準，并由此規定了本系統的技術要求、驗收規則、檢驗方法、適用范圍、包裝要求、標志、運輸及儲存。

1、GB7597－1987電力用油取樣方法

2、GB/T7601－1987運行中變壓器油水分測定法

3、GB/T14542－93運行中變壓器油的維護管理規定

4、DL/T 596－1996 電力設備預防性試驗規程

5、DL/T 572－1995 電力變壓器運行規程

6、GB /T 7252一2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則

7、GB/T17623－1998 絕緣油中溶解氣體組份含量的氣相色譜測定法

8、GB/T 2423－2001電工電子產品環境試驗

9、GB/T 17626－1998電磁兼容 試驗和測量技術

10、GB/T 13384－1992機電產品包裝通用技術要求

11、GB190—1990危險貨物包裝標志

12、GB5099－1994鋼質無縫氣瓶

13、GB 4208－1993外殼防護等級（IP代碼）

1.3 應用范圍（LYGCXT6000油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造）

LYGCXT6000變壓器油色譜在線監測系統適用于110KV及以上電壓等級電力變壓器、330KV及以上電壓等級高壓并聯電抗器的運行狀態監測。作為狀態監測傳感層設備，主要完成智能變電站一次充油設備狀態監測參量的本地測量、數據通信功能，滿足智能化變電站基于IEC61850的通信要求，實現全數字式數據采集傳輸。

系統是否只用于規定的用途， 由用戶負責。為了保障起見，在系統的安裝、改進、投入運行和更新過程中，事前未經本公司同意不能進行其他未授權的作業。否則可能危害本系統和變壓器的可靠運行。

1.4 產品特點（LYGCXT6000油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造）

1、 真空與電磁振蕩脫氣技術

采用的真空與電磁振蕩相結合的脫氣技術可在低真空度條件下，利用電磁激振與溶質的真空揮發共同形成溶解氣體的循環自激，在無任何介質介入的前提下，實現變壓器油溶解氣體的快速有效分離。脫氣效率高、時間短、重復性好，避免對變壓器絕緣油的污染。

2、冷阱技術

在油色譜檢測中存在油氣對色譜柱活性物質的污染，這將嚴重影響色譜柱的分離效果，降低色譜柱使用壽命。通常采用活性劑（如活性碳等）對分離出來的故障氣體進行吸附過濾，可有效降低油氣對色譜柱污染。但活性劑的活化再生特性無法滿足在線監測系統長時期穩定運行要求。

冷阱是在一定的低溫環境下，將變壓器油C3以上有機物揮發成份實現有效冷凝，徹底避免油氣對色譜柱的污染，實現系統免維護要求。

3、復合色譜柱

用復合單柱取代雙柱，簡化系統結構。復合色譜柱在一定溫度環境下，可有效分離H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等六種故障氣體，且在不同恒溫條件下，各氣體出峰面積不變，不影響系統數據處理的捕峰條件，適用于現場安裝的變壓器油色譜在線監測裝置。復合色譜柱具有柱效率高，抗污染性能好，使用壽命長等特點。

4、氣體檢測器技術

采用集成傳感技術，敏感元件和控制電路集成在獨特的陶瓷硅芯片上，對應設計的故障氣體受檢氣室，具有*小的死體積，可大大提高檢測靈敏度。

和FID、TCD傳感器相比，不怕中毒，壽命長。和其他非色譜檢測法對比，檢測器構造簡單，體積小巧，檢測靈敏度高。

5、支持TCP/IP、IEC61850通信協議

氣體組份濃度、載氣壓力狀態、譜圖等數據信息可采用SV/GOOSE形式傳輸至過程層網絡，支持TCP/IP通訊協議并全方位支持智能變電站基于IEC61850通信要求，可實現與其他廠商的變壓器狀態監測主IED的無縫接入。

2 技術參數（LYGCXT6000油色譜在線監測裝置全自動性能穩定，匠心制造）

2.1基本數據

1、額定數據

額定電壓：AC220V。

功率消耗：在額定工作電壓下，功率消耗不大于1000w 。

2、檢測指標

表1氣體組分檢測指標

3、監測周期

*小監測周期2小時。可按用戶需要任意設定監測周期。

4、重復性

對同一油樣（以乙烯C2H4濃度50μL/L 計算）,連續進行5次油中氣體成份分析，試驗結果之間的差異不超過5次平均值的10%。

5、測量誤差

對*低檢測限值和*高檢測限值之間氣體含量的油樣進行分析的同時，取同一油樣在氣相色譜儀上檢測，以色譜儀檢測數據為基準，計算測量誤差。

測量誤差：*低檢測限值或±30%，取兩者*大值。

6、通信接口

電氣以太網接口：2個，10M/100M，RJ-45。

通訊串口：2個，RS485。

7、外形尺寸

本產品外形為長方形箱體，采用1.5mm 厚冷板。具體尺寸如下：1400mmí720mmí420mm。

2.2環境條件

1、環境溫度：-40°C～+55°C；

相對濕度：5%～95%無冷凝；

大氣壓力：80kPa ～110kPa；

4、海拔高度：0～3000m。

2.3絕緣性能

1、絕緣電阻

A、在標準試驗環境下，絕緣電阻符合表2的要求。

表2標準試驗環境下絕緣電阻要求

B、在溫度（+40±2）°C，相對濕度（93±3）%恒定濕熱試驗環境下，絕緣電阻符合表3的要求。

表3恒定濕熱環境下絕緣電阻要求

2、介質強度

在標準大氣條件下，介質強度符合表4要求。

表4介質強度要求

3、沖擊電壓

在標準大氣條件下，在電源及信號端口對外殼之間施加標準雷電沖擊電壓。當額定電壓Ur>60V時，試驗電壓為5kV；當額定電壓Ur≤60V時，試驗電壓為1kV。裝置無擊穿及元器件損壞現象。

2.4機械性能

1、振動

抗振動：5Hz～17Hz    0.12″雙峰位移   

17Hz～640Hz  1.7峰-峰加速度

2、沖擊與碰撞

抗沖擊：10G峰-峰加速度（12ms）

2.5抗干擾能力

1、承受靜電放電抗擾度試驗

裝置的外殼端口能承受GB/T 17626.2-2006中規定的試驗等級為4級的靜電放電抗擾度試驗。同時，干擾消失后，裝置正常工作。

2、承受輻射電磁場抗擾度試驗

裝置的外殼端口能承受GB/T 17626.8-2008中規定的試驗等級為5級的工頻磁場、GB/T 17626.9-1998中規定的試驗等級為5級的脈沖磁場抗擾度試驗。同時，干擾消失后，裝置正常工作。

3、承受射頻電磁場抗擾度試驗

裝置的外殼端口能承受GB/T 17626.3-2008中規定的試驗等級為5級的射頻電磁場抗擾度試驗。同時，干擾消失后，裝置正常工作。

4、承受快速瞬變抗擾度試驗

裝置的電源端口、通信端口、輸入和輸出端口能承受GB/T 17626.4-2008中規定的試驗等級為4級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗。同時，干擾消失后，裝置正常工作。

5、沖擊（浪涌）試驗

裝置的電源端口、通信端口、輸入和輸出端口能承受GB/T 17262.5-2008中規定的試驗等級為4級的浪涌（沖擊）抗擾度試驗。對電源端口、信號端口施加干擾時，裝置在技術要求規定范圍內能正常運行；對通訊端口施加干擾時，允許通訊暫時中斷，但能自行恢復。無元器件損壞現象。

6、電壓暫降、短時中斷抗擾度試驗

裝置能承受GB/T 17626.11-2008中規定的試驗等級為40的持續時間10個周波的電壓暫降、短時中斷抗擾度試驗。

7、承受阻尼振蕩磁場抗擾度試驗

裝置的外殼端口能承受GB/T 17626.10中規定的試驗等級為5級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。同時，干擾消失后，裝置正常工作。

2.6連續通電

出廠前，在常溫下進行不小于72h的連續通電試驗，裝置各項參數和性能指標符合企標。

2.7保障要求

防護等級：IP56

3產品功能介紹

3.1數據采集功能

運用氣相色譜分析原理，采用真空與電磁振蕩相結合的脫氣技術，應用復合型色譜柱氣體分離方法，使用基于集成傳感技術的檢測器，實現對變壓器油中溶解的多組分氣體H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的在線檢測，可輔助實現CO2及微水H2O的檢測。

3.2工作原理

電力變壓器、電抗器、套管等充油高壓電氣設備，通常采用油、紙\紙板組成絕緣系統。當設備內部發生熱故障、放電性故障或油、紙老化時，會產生多種故障氣體，這些故障氣體溶解于油中。不同類型的故障產生的氣體組份及濃度也不同，因此故障氣體組份可以反映不同類型的故障。利用氣相色譜分析法對故障氣體組份進行定性、定量分析，獲得氣體組份及其含量，實現對變壓器的故障診斷。

3.3工作流程

1、變壓器油經閉路循環進入油氣分離室，受檢油樣在真空環境及電磁激振作用下，實現油氣分離。

2、經冷阱除油后，分離出的故障特性氣體導入氣體定量室后，在載氣的作用下流經色譜柱。利用色譜柱對各個氣體組份具備不同的吸附\解附作用，使故障特性氣體被依次分離。

3、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。

4、數據處理單元對電信號進行分析處理，分別計算出故障氣體各組份濃度。

5、通信模塊將氣體組份濃度、載氣壓力狀態、譜圖等數據信息按照TCP/IP、IEC61850通信協議上送過程層網絡，變壓器狀態監測主IED故障診斷系統對色譜數據進行綜合分析診斷，超過設定注意值時進行報警，實現變壓器故障的在線監測。

3.4系統結構

圖3-1系統結構在功能上劃分為油樣獲取單元、油氣分離單元、載氣單元、色譜檢測單元、控制與數據處理單元、通信接口單元。

1、油樣獲取單元

經油泵強循環從變壓器主油箱取得油樣，并送入脫氣室。

2、油氣分離單元

采用真空與電磁振蕩相結合的脫氣方法，將氣體從油中分離出來，并導入定量室。

3、載氣單元

為色譜檢測提供流速、流量恒定的流動相，保證色譜分離的準確性和穩定性。

4、色譜檢測單元

采用復合型色譜柱及基于集成傳感技術的檢測器，實現多組份氣體的分離和檢測。

5、控制與數據處理單元

按照工藝流程實現對控件的順序控制，實現載氣調節、溫度控制，完成信號調理、轉換和數據計算。

6、通信接口單元

按照TCP/IP、IEC61850通信協議，將數據信息上傳至過程層網絡。

3.5數據通信功能

裝置適用于符合TCP/IP、IEC61850標準的全智能變電站，氣體組份濃度、載氣壓力狀態、二維譜圖等數據信息采用MMS方式傳輸至過程層網絡。

裝置可提供兩路電氣以太網接口，用于與變壓器狀態監測主IED通訊，或者將數據信息直接上送站端一體化信息平臺。

4硬件結構

   4.1結構與安裝

現場數據采集器外形尺寸為：1400×720×420mm

4.2面板說明

運行指示：裝置主CPU運行指示，常開狀態。

控制指示：裝置各部件運行指示，常開狀態。

采樣指示：數據采集過程中啟動，時間約20-30分鐘，其它時間處于常閉狀態。

4、通訊指示：系統通訊進程指示。系統開始運行與數據上傳過程中閃爍，其它時間保持常閉狀態。

5、恒溫A指示：色譜柱溫度控制指示。

6、恒溫B指示：油室溫度控制指示。

7、壓力指示：載氣壓力正常指示。載氣欠壓時熄滅。

8、吹掃指示：色譜柱吹掃過程指示。

9、柱溫控制器：控制并恒定色譜柱的氣體分離溫度，溫度漂移小于0.5℃。綠色顯示為實時溫度值；紅色顯示為設定溫度值。

10、油溫控制器：控制并恒定油室中變壓器油的溫度，溫度漂移小于0.5℃。綠色顯示為實時溫度值；紅色顯示為設定溫度值。

11、開/關：啟動按鈕。

12、電源指示：裝置上電狀態顯示，常開狀態。

5安裝、運行及維護

5.1標準配置

1、單套變壓器油色譜在線監測系統配置表

2、按獨立項目配置

N表示該項目安裝現場數據采集器的臺數。

5.2安裝要求

1、基本安裝要求

1）、通常情況下，采用異口方式實現變壓器油從變壓器本體至現場主機的閉路循環。特殊情況下，如果變壓器本體僅提供一個外接油口，只能采用同口方式實現油的閉路循環。

2）、采用異口方式，需要在變壓器本體開設取油/回油口。取油/回油口應開設在變壓器事故排油閥同側，取油/回油閥門可選用銅制球閥，規格DN25\40\50等均可，此要求需與變壓器廠商協商確定。如用戶不提供，供應商將按國標提供外徑為110mm標準法蘭連接件。

3）、取油/回油口開設在變壓器上本體油箱，取油口應設置在上本體油箱的中部或偏上，回油口應設置在本體油箱沿上部約150mm處，取油/回油口之間的距離不得少于800mm。

A、取油/回油管采用6mm銅管。

B、由變壓器廠商提供取油/回油閥的尺寸，供應商按照該尺寸定制接口法蘭。

2、變壓器油循環進出口的確定與安裝件制作

由于不同廠家、不同型號、不同電壓等級的變壓器對油取樣口的不同設計，用戶在后，需向供應商提供以下信息：

1）油循環模式：同口油循環或異口油循環；

2）油循環口連接件尺寸圖。未提供該圖紙的用戶，供應商將按外徑110mm國標法蘭制作連接件。

3）油循環口離變壓器油池卵石的垂直距離及油循環口與數據采集器的布管距離。

以上內容也可在供應商技術人員現場實際考查后與用戶協調確定。

3、現場安裝位置的確定與安裝地基的澆注

可參照下圖確定安裝位置并澆注安裝地基。

一般選擇安裝在變壓器電力柜側，與電力柜同列。

安裝地基用混凝土澆注，厚度100mm。按地基澆注尺寸圖預埋地角固定螺絲。

確定取電位置并提供取電點到安裝位置的布線距離。

4）通訊電纜與油循環管的鋪設

A、通訊電纜的鋪設參見系統示意圖。鋪設通訊電纜需保證進出線兩側的預留長度在10M左右，以備用。通訊電纜在電纜溝線架上需固定，避免電纜劃傷、拉斷。

B、油循環管采用鍍鋅管或硬塑料管進行保護以免損傷。油管兩側出口預留長度保持在1M左右，以備用。油管鋪設完成后應對油管出入口進行密封，以防雜物進入。

5.3安裝步驟

開箱檢查

用戶在收到后，請及時檢查是否有因運輸而造成的損壞，詳細檢查裝置并核對與裝置一同運輸的裝箱清單上列出的所有附件。如果有與裝箱清單內容不符，請立即與供應商聯系。

現場主機就位

1）將安裝基座用膨脹螺栓固定在混凝土地基上，并焊接接地線

2）將現場主機用自帶螺栓固定在安裝基座上。此操作應將現場主機的前后下封面板卸下，方可連接。

3）將兩瓶15L裝氣瓶去帽后安放在現場主機右側空位

循環油路連接

1)將取油/回油口對接法蘭分別安裝在變壓器箱體取油/回油口的閥體上。法蘭油路連結，采用高性能密封膠，保證油路不會漏油滲油，油路管道連接采用不銹鋼管件。

2）預埋油循環管保護導管。保護導管一般采用φ60mm鍍鋅管或硬塑料管。為防止保護導管妨礙變壓器的其它現場作業，保護導管應預埋至油池底部并兩端加固。

3）油循環管使用兩根φ6mm×1.0mm的紫銅管。將其中一根油循環管的一端連接在變壓器取油口，另一端連接在現場主機的進油口；將另一根油循環管一端連接在現場主機的出油口，另一端連接在變壓器回油口。

4）緩慢打開變壓器取油口處的閥門，此時，現場主機側未連接的油循環管接口將有空氣與變壓器油的混合物流出。待未接油循環接口無氣體溢出時，將該接口對接在進油口，并將變壓器的取油口閥門、現場主機的進油口閥門逐步打開直至全開狀態，此時變壓器箱體與現場主機油室之間的油閉路循環系統形成。

載氣連接

1）確認載氣減壓閥調節手柄處于松弛狀態后，將減壓閥牢固地安裝到載氣瓶上。

2）減壓閥檢漏。將隨機提供的接頭連接到減壓閥出口，并密封減壓器出口。緩慢打開氣瓶總閥門，此時總表壓力（1級壓力表）應在130-140Kg/cm2。緩慢調節調節柄，將2級壓力表的壓力調節在3.5-4.0 Kg/cm2之間。關閉載氣瓶總閥，退出減壓器調節柄，等待1小時后，兩指示表壓力無變化視為減壓器工作正常，無泄露。

3）將標配φ3mm不銹鋼管連接在減壓器出口上，調節減壓器調節柄進行管路吹掃，10秒鐘后關閉載氣瓶閥門，退出減壓閥調節柄。將不銹鋼管的另一端連接到現場主機的載氣進口接頭上。

動力電纜的連接

1）現場主機應采用獨立電源供電或使用所安裝變壓器數據檢測系統公用電源、風冷電機電源等。現場主機總功耗不大于1000W。

2）將動力電纜從取電點鋪設至現場主機接線盒電源端子排處。

3）現場主機的主電源由3×1.5mm屏蔽電纜直接接入接線盒。

通信電纜的連接

1）通信電纜鋪設應注意防止拉斷、刮傷等，并應將通信電纜固定在電纜溝信號電纜層橋架上。

2）采用RS485通訊模式，使用雙絞屏蔽電纜。如果傳輸距離超過1200M，使用光纜。

3）采用TCP/IP通訊模式，使用網絡通信電纜。如果傳輸距離超過100M，使用光纜。

5.4系統運行

1、啟動設備主電源：上電后數據處理器主電源指示燈閃爍。

注：

A、現場主機端子排5/12/24直流電源是提供現場操作用的，如接現場操作顯示氣、加裝網絡交換機等；

B、設備一定要帶油運行，不然可能影響油泵的使用壽命。沒油就是空載，對電機及油泵危害嚴重。

2、通訊連接：

確定上電狀態正常后，進入安裝調試操作程序，此時現場主機處于待運狀態。通過調試軟件實現通訊初始化，使現場設備投入正常運行。通過以上操作現場設備與控制分析軟件形成網絡式系統。

3、系統運行

確認系統連接正常后即可執行系統的正常運行操作。在系統的初始化設定中，用戶可以結合實際情況進行采樣時間的設定。數據自動采集、檢測周期，系統默認為每24小時/次。本系統*小檢測周期為2小時/次、*大檢測周期為30天/次。初始安裝運行可點擊采樣開始鍵實現隨機采樣。

5.5 日常維護

1、檢查系統運行程序是否處于正常運行狀態。正常運行狀態是指運行程序未被不正常關閉、系統通信正常，能獲得正常的日常監測數據等。

2、檢查供電是否正常。供電正常指主電源、220V交流電源常開狀態。

3、檢查取油/回油管與變壓器連接處是否有泄漏異常。

4、檢查載氣壓力指示是否正常。壓力指示分別為：減壓閥氣瓶總壓力指示應在5.0Kg/cm2以上，如低于該壓力需及時更換新的載氣；1級減壓后，調試時已將壓力設定在3.5-4.0Kg/cm2范圍內，無論是否更換載氣，此壓力范圍應保持不變。2級減壓指示指的是現場主機上的壓力表指示，此壓力應在1.8-2.0Kg/cm2，調試完畢后，此壓力不允許再次調節，否則將影響系統正常運行。

5、載氣更換規程。更換載氣請關閉載氣瓶總閥。總閥關閉后，卸下1級減壓閥出口的不銹鋼連接管并放空壓力，然后卸下減壓閥。新載氣到位后，裝好減壓閥，將不銹鋼管連接到1級減壓閥出口，按上述要求調節好壓力。

5.6系統調試

1、現場設備安裝完畢，經系統檢查無異常后，可進入調試階段；

2、對現場主機送電；

3、打開載氣瓶總閥門，調節減壓閥調節柄，使減壓閥二級表壓力在3.5-4.0Kg/cm2左右；

4、檢查現場主機面板壓力顯示，壓力表指示值應在1.8-2.0Kg/cm2左右；

5、實現現場主機與過程層網絡的通訊連接。調用調試程序，使系統進入載氣管路置換清掃過程，總共需耗時約30分鐘；

6、油路、氣路檢漏。系統正常運行必須保證全系統無泄露；

7、退出調試程序。使系統進入正式采樣運行。

能源與全球氣候變化密切相關，能源問題也是全人類面臨的共同問題。全球范圍內能源結構正處于從高碳向低碳、無碳過渡的新舊能源更替關鍵期，能源、工業、科技與人工智能疊加促進，正在形成新一輪全社會系統性變革大潮。

我國能源科技更新能力顯著提升，產業發展能力持續增強，能源系統在清潔低碳可靠高效等方面取得了長足進步。但在當前復雜國際形勢和全球氣候變化的大背景下，我國能源領域面臨更復雜、更嚴峻的挑戰。

在守牢能源保障底線、保障“能源的飯碗必須端在自己手里”的前提下，應積極推進全球命運共同體理念下的能源國際合作。一是加強能源科技更新與國際合作，促進全球能源綠色低碳發展。加強能源戰略研究，加強能源基礎研究以及能源與大數據、人工智能等領域的交叉融合。加強氫能、儲能、核能、智慧能源等領域的國際科技合作，主動融入全球清潔能源技術更新網絡。二是以“一帶一路”為依托，深化能源國際合作。積極發揮“一帶一路”能源合作伙伴關系的制度優勢，開展政策交流與協調、科技更新合作、人才培養和能力建設等。積極發揮“一帶一路”國際科學組織聯盟等的作用，推動碳達峰碳中和領域國際大科學計劃和大科學工程，同時在“一帶一路”沿線國家探索我國優勢能源技術輸出模式。三是構建具有中國特色的對外能源話語體系，積極參與全球能源治理。加強與國際能源署、二十國集團等組織合作，提升國際能源話語權。強化多邊合作機制，積極融入全球能源治理機制改革進程。

 

上海來揚電氣轉載其他網站內容，出于傳遞更多信息而非盈利之目的，同時并不代表贊成其觀點或證實其描述，內容僅供參考。版權歸原作者所有，若有侵權，請聯系我們刪除。