主变油色谱在线监测装置工作原理一章 基本说明

上海来扬电气科技有限公司非常感谢您选用变压器油色谱在线监测系统。为确保安全正确的使用本系统，请在使用前一定详细阅读本使用手册。阅读后请妥善保存，以便必要时查阅。

本使用手册在安全规程上采用如下三种方式强调一些重要事项：

主变油色谱在线监测装置工作原理1.1 规定用途

是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于 110kV 及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。

主变油色谱在线监测装置工作原理1.2 相关标准

本设备引用下列标准，通过引用标准中的相关条文构成本标准的条文。由此规定了本设备的技术要求、验收规则、检验方法、适用范围、包装要求、标志、运输及储存。

（ 1 ）GB1094 － 1996 电力变压器

（ 2 ）GB2536 － 1990 变压器油

（ 3 ）GB7597 － 1987 电力用油取样方法

（ 4 ）GB/T507 － 1986 绝缘油介电强度测定法

（ 5 ）GB/T7601 － 1987 运行中变压器油水分测定法

（ 6 ）GB/T14542 － 93 运行中变压器油的维护管理规定

（ 7 ）DL/T 596 － 1996 （ 2005 复审） 电力设备预防性试验规程

（ 8 ）DL/T 572 － 1995 （ 2005 复审） 电力变压器运行规程

（ 9 ）GB /T 7252 --- 2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则

（ 10 ）GB/T17623 － 1998 绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法

（ 11 ）GB/T 2423 － 2001 电工电子产品环境试验

（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 电磁兼容试验和测量技术

（ 13 ）GB/T 13384 － 1992 机电产品包装通用技术要求

（ 14 ）GB190 — 1990 危险货物包装标志

（ 15 ）GB5099 － 1994 钢质无缝气瓶

（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 计算站场地安全要求

（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技术设备的安全

（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 电子计算机场地通用规范

（ 19 ）GB 4208 － 1993 外壳防护等级（ IP 代码）

主变油色谱在线监测装置工作原理1.3 安全规程

从事本设备的安装、投入运行、操作、维护和修理的所有人员

◆ 必须有相应的专业资格。

◆ 必须严格遵守各项使用说明。

◆ 不要在数据处理服务器上玩电子游戏、浏览网页。

◆ 不要在数据处理服务器上任意安装软件，避免不必要的冲突。

违章操作或错误使用可能导致：

◆ 降低设备的使用寿命和监测精度。

◆ 损坏本设备和用户的其他设备。

◆ 造成严重的或致命的伤害。

主变油色谱在线监测装置工作原理第二章 简介

变压器油色谱在线监测系统可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析、数据处理、实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。该系统作为油色谱在线监测领域的新一代产品，将为电力变压器实现在线远程 DGA 分析提供稳定可靠的解决方案，是电力系统状态检修制度实施的有力保障。

LYGCXT5000 系统是结合了本公司在电力色谱自动全脱气装置运行中近十年的成功经验，并总结国内外油色谱在线监测的优缺点，倾心打造而成。该系统保持了我公司产品向来所具有的稳定性、可靠性、准确性等方面的优势：

♦ 在线检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的浓度及增长率；

♦ 定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态；

♦ 油气分离安全可靠，不污染，排放和不排放变压器油可由用户自己选择；

♦ 采用复合色谱柱，提高气体组分的分离度；

♦ 采用进口特制的检测器 ，提高烃类气体的检测灵敏度；

♦ 高稳定性、高精度气体检测技术，误差范围为 ± 10% ，优于离线色谱± 30%的指标；

♦ 成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输；

♦ 数据采集可靠性高，采用过采样技术 Δ－∑模数转换器，24 位分辨率，自动校准；

♦ 多样的数据显示及查询方式，提供报表和趋势图，历史数据存储寿命为 10 年；

♦ 环境适应能力强，成功应用于高寒、高温、高湿度、高海拔地区；

♦ 抗干扰性能高，电磁兼容性能满足 GB/T17626 与 IEC61000 标准 ；

♦ 提供有两级报警功能，报警信号可远传；

♦ 开放的数据库，可接入电力系统局域网；

此外， LYGCXT5000 系统采用了模块化设计，高性能嵌入式处理器的应用使色谱在线监测系统更加稳定可靠，并具有下列特点：

♦ 更快的分析周期，*小监测周期为 40-60 分钟，可由用户自行设置，推荐检测周期为 24 检测一次；

♦ 油气分离速度快，仅需 10 分钟左右，采用特殊的环境适应技术，消除温、湿度变化对气体分配系数的影响；

♦分析后的油样采用脱气和缓冲处理技术，消除回注变压器本体的油样中夹杂的气泡，多层隔离式回注油（返油）技术，优良保证载气不会带进变压器本体中；

♦ C2H2 *低检测限可达 0.3 μ L/L ；

♦ 采用双回路多模式恒温控制，控温精度达 ± 0.1 ℃ ，设备配有自动恒温工业空调；

♦ 采用嵌入式处理器控制系统，将油气分离、数据采集、色谱分析、浓度计算、数据报警、设备状态监控等多功能集于一体，不会出现数据丢失等情况，大大提高了系统的可靠性和稳定性；

♦ 功能接口电路采用光耦隔离设计，进一步提高系统抗干扰性能；

♦ 采用基于 RS-485 的总线标准，可实现全数字、远程数据传输、控制和参数设置；

♦ 加强系统故障诊断功能，提供改良三比值法、大卫三角法和立方体图示法，给出诊断结果 ；

♦ 加强系统自检，增加远程维护功能，提供设备异常事件报警；

♦ 可扩展性高，可便捷的与其它监测装置集成；

♦ 系统结构紧凑，安装维护简便，操作人性化；

2.1 组成

LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统由现场监测单元、主控室单元及监控软件组成。现场监测单元即色谱数据采集装置由油样循环采集单元、油气分离单元、气体检测单元 、数据采集单元、现场控制处理单元、通讯控制单元及辅助单元组成。其中辅助单元包括置于色谱数据采集器内的载气，变压器接口、油管及通信电缆等。

其组成示意图如图 2.1 、图 2.2 所示：

2.2 LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统工作原理

LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统工作时，先利用油样采集单元进行油路循环，处理连接管道的死油，再进行油样定量；油气分离单元快速分离油中溶解气体输送到六通阀的定量管内并自动进样； 在载气推动下，样气经过色谱柱分离，顺序进入气体检测器；数据采集单元完成 AD 数据的转换和采集，嵌入式处理单元对采集到的数据进行存储、计算和分析，并通过 RS485接口将数据上传至数据处理服务器（安装在主控室），*后由监测与预警软件进行数据处理和故障分析。如图 2.3 所示

2.3 LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统主要技术参数

2.4 LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测网络

LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统通过用户的 MIS 系统远端显示监测界面、数据查询、参数设置等现场具备的全部功能。采用有线接入方式：一个电厂或变电站可以用一台数据处理服务器，通过 RS485 总线控制多台色谱数据采集器，每一台色谱数据采集器可监测一台电力变压器 。

2.5  LYGCXT5000 变压器色谱在线监测系统配置

第三章 硬件安装前准备工作

在确定安装 LYGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统前请确认以下准备工作（确定的安装方案）已完成：

♦ 选择合适的取油口及回油口

♦ 选择合适的色谱数据采集装置安装位置，安装基础平台已施工完毕

♦ 选择合适的色谱数据采集装置工作电源

♦ 选择合适的色谱数据服务器(安装位置)

♦ 确定数据处理服务器与色谱数据采集装置的配置

3.1 选择合适的取油口及回油口

LYGCXT5000 变压器色谱在线监测系统从变压器中取油、对油进行分析，然后把油送回到变压器中。取油口和回油口的选择对于油中溶解气体的分析是非常重要的。选择合适的取油口及回油口通常包括以下内容：

3.1.1 确定取油口和回油口的位置

我们推荐从变压器的下部取油，把实验室人员的取油口改装后使用，一次采样结束后在采样阀回油口回油。取油口位置的油应该能够充分代表变压器中的油。如图 3.1所示

3.1.2 确定取油口和回油口规格参数

需确定取油口、回油口、接口阀门的类型、接口阀门螺纹规格及阀门高度等主要参数，并正确估算取油回油口与色谱数据采集装置安装位置的距离，以便厂方加工相应的转接阀门并附带足够长度的油管。

3.2 选择合适的色谱数据采集装置安装位置

3.2.1 色谱数据采集装置安装位置的确定

选择色谱数据采集装置的安装位置时，应该考虑以下方面：

① 色谱数据采集装置应该安装在不影响变压器维护和不影响其它工作的位置。

② 色谱数据采集装置前后两侧应预留 1.0 米的空间，以便用于色谱数据采集器的安装与维护 ，其正面（带指示灯面）应面向巡检通道。

③ 色谱数据采集装置安装位置应尽量接近取油口和回油口的位置。色谱数据采集装置安装位置确定后应正确估算取油口、回油口与安装位置的距离。

④ 色谱数据采集器安装位置附近应有 AC220V 电源。

3.2.2 安装基础平台施工

如图 3.2 所示，进行安装基础平台施工。

3.3 选择合适的色谱数据采集装置工作电源

LYGCXT5000 变压器色谱在线监测系统使用交流 220V 电源，功耗为 1000W 。安装前需确定电源控制柜与色谱数据采集装置间的距离。

3.4 选择合适的数据处理服务器安装位置

数据处理服务器建议安装在变电站主控室或电厂的电气控制室内（预留交流 220V 电源及通信线通道）。数据处理服务器外型满足 19″工业机箱标准，可直接在预留空位的 19″标准工业控制屏柜上安装。如无备用，则需要加装 19″标准工业控制屏柜。该屏柜需要另行定购。

3.5 确定数据处理服务器与色谱数据采集装置的配置

数据处理服务器与色谱数据采集器有不同的配置方案，一台数据处理服务器可以带一台色谱数据采集装置，也可以带多台色谱数据采集装置（*多16台）；如下图所示

3.6用户信息

请用户提供下列信息，包括用户基本信息表和变压器基本信息表，这将有助于今后服务以及发生问题时的及时准确处理。

变压器油色谱在线监测装置是采用广谱型气相色谱分析原理，实现变压器油中溶解气体的在线监测。当变压器存在局部过热或局部放电时，故障部位的绝缘油或固体绝缘物将会分解出小分子烃类气体（如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等）和其他气体（如H2、CO、、等）。上述每种气体在绝缘油中的浓度和油中可燃气体的总浓度（TCG）均可作为变压器内部故障诊断的指标。

　　变压器油色谱在线监测装置运行时，采用差压泵吸方式将变压器油吸入到油样采集单元中，通过内部油泵进行油样循环，在真空环境以及磁力搅拌作用下实现油气快速分离，通过冷阱技术除杂后，将故障特性气体导入六通阀定量管。定量管中的混合故障气体在载气的推动下进入色谱柱，通过色谱柱对不同气体具备不同的亲和作用，将故障特性气体依此分离。气敏传感器按出峰顺序对故障特性气体逐一进行检测，并将故障气体的浓度特性转换成电信号。数据采集器中心CPU对电信号进行转换处理、存储。数据采集器嵌入式工控机通过RS485通讯模式获取本机日常监测原始数据。嵌入式数据分析软件对数据进行分析处理，分别计算出故障气体各组份及总烃含量。再通过后台主控计算机故障诊断专家系统对变压器油色谱数据进行综合分析诊断，实现变压器故障的在线监测分析。同时数据采集器可就地输出多路无源触点式报警信号直接进入用户自控系统。油中微水检测系统通过专业的外置微水在线检测装置实现，并将检测数据导入油色谱在线监测数据库，实现变压器运行状态的综合诊断。

　　单台数据采集器采集分析获得的变压器油运行状态数据经局域网交换机上传至系统后台主控计算机。数据经系统专用综合分析与故障诊断软件处理，实现报表、数据趋势分析、故障诊断与报警、TCP/IP、GPRS等方式数据远程传输与控制等系统功能，并形成后台主控计算机统一控制的网络式油色谱在线监测装置。