概述
變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器油樣的氣相色譜精細(xì)分析，具有測(cè)量準(zhǔn)確、分析快速、實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是用來(lái)測(cè)量和分析油浸式電力設(shè)備絕緣油中所含微量故障氣體情況，能夠?qū)崟r(shí)捕捉變壓器設(shè)備可能存在的潛在性故障信息，確保變壓器設(shè)備可靠運(yùn)行。
1、產(chǎn)品介紹
在現(xiàn)代電力工業(yè)的設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)中，安全要求極為嚴(yán)格，在電廠或電站運(yùn)行的關(guān)鍵變壓器，特別是發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有異常的變壓器上需要進(jìn)行長(zhǎng)期的故障氣體、局部放電、繞組變形等多種項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，從測(cè)試結(jié)果中可以得到初步診斷信息，是電力部門預(yù)防控制并保持安全服務(wù)和運(yùn)行成本的重要依據(jù)。
隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展尤其是以微控制器主導(dǎo)的嵌入式系統(tǒng) SOC 引入，在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的性能提升和裝機(jī)數(shù)量正在穩(wěn)步提高。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能不斷改善、性能的不斷優(yōu)化，而產(chǎn)品成本在逐步下降，價(jià)格同步的下降使得智能在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的廣泛應(yīng)用成為可能。由于通訊技術(shù)的發(fā)展使得在線監(jiān)測(cè)的結(jié)果能夠快速傳遞到遠(yuǎn)距離智能分析和控制中心，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)不但能及時(shí)自動(dòng)報(bào)警，而且可以從初步診斷結(jié)果來(lái)判斷故障類型，及時(shí)采取必要的應(yīng)對(duì)措施，更突顯了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的重要作用。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外各大電力部門快速的推廣應(yīng)用已經(jīng)證明，在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)電力設(shè)備的充分利用，提高效益，壽命使用延長(zhǎng)以及降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)方面都起了直接的作用。
自從 1960 年以來(lái)，世界電力工業(yè)廣泛使用離線實(shí)驗(yàn)室的通用氣相色譜法，應(yīng)用于對(duì)變壓器油中溶解的特征氣體進(jìn)行測(cè)量和分析，作為電力部門的設(shè)備是否正常運(yùn)行的重要依據(jù)。但離線的方法，由于其測(cè)量周期較長(zhǎng)，脫氣過(guò)程誤差較大，測(cè)試方法影響因素多等問(wèn)題，難以滿足安全生產(chǎn)和狀態(tài)檢修的要求。因此，變壓器油中多種故障氣體的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用就成為迫切的需求。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是根據(jù)電力用戶的緊迫需求，針對(duì)變壓
器內(nèi)部的過(guò)熱和放電等故障所開發(fā)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，該設(shè)備彌補(bǔ)了離線測(cè)試周期長(zhǎng)的不足，可以在線定時(shí)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)油浸式變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)的結(jié)果及時(shí)上傳到后臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
杭州夏眾電子科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的不間斷反復(fù)研究，結(jié)合其生產(chǎn)高壓設(shè)備方面的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，在綜合研究國(guó)內(nèi)外各種在線監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用目前的氣相色譜分析和故障診斷技術(shù)，開發(fā)出水平的新型 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。新型 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成分為三部分：XZ-201A 變壓器
油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置（簡(jiǎn)稱裝置）+后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)+電纜等連接部件。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集控制、測(cè)量分析技術(shù)于一體的精密分析設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)分為油氣分離，混合氣體分離，數(shù)據(jù)分析處理，遠(yuǎn)程傳輸控制四大部分。 XZ-201A 設(shè)備可以測(cè)量反映變壓器故障信息的七種特征氣體——氫氣（H2）、一氧化碳
（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2），還可以根據(jù)客戶的需要增加微水以及鐵芯泄漏電流的監(jiān)測(cè)，另外還可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)一拖二功能。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)首行充分的油循環(huán)，保證所取分析的油樣能反映變壓器內(nèi)部的真實(shí)油樣；變壓器中油樣通過(guò)充分的循環(huán)后再獲取少量油樣，進(jìn)入油氣分離裝置，由真空裝置抽取真空將特征氣體與被檢測(cè)油樣分離，被分離后的特征氣體進(jìn)入色譜柱進(jìn)行氣體組分的分離，在載氣的推動(dòng)下經(jīng)過(guò)氣體傳感器，將氣體濃度值轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)通過(guò)高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字序列信號(hào)，并通過(guò) RS485 通訊線上傳到后臺(tái)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳盡的分析、存儲(chǔ)和顯示。基本工作原理示意圖如下：
基本工作原理
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置具備快速采樣分析的特點(diǎn)，系統(tǒng)最長(zhǎng)能在 2
小時(shí)以內(nèi)完成一個(gè)完整的采樣分析。最長(zhǎng)檢測(cè)周期可任意設(shè)定。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置和智能控制器可以實(shí)現(xiàn) N:1 遠(yuǎn)距離測(cè)控通訊方式，同一智能控制器連接是各監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)由智能控制器統(tǒng)一分析處理和保存，保存的數(shù)據(jù)可以和電力系統(tǒng)內(nèi)部其他的 SCADA 系統(tǒng)共享。
智能控制器可以在同一基站同一通道中控制多臺(tái) XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置工作。
支持有線和無(wú)線通訊，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變壓器聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)。可選配 GSM 短信功能，用戶可以時(shí)間通過(guò)手機(jī)時(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，也可以在氣體超標(biāo)時(shí)發(fā)短信通知，實(shí)現(xiàn)真正無(wú)人值守。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置，可以在變壓器運(yùn)行狀態(tài)下直接安裝，無(wú)需停電安裝。該設(shè)備于變壓器本體的安裝十分簡(jiǎn)單，所需的油路連接于進(jìn)油管道和出油管道，進(jìn)油管道和出油管道都是通過(guò)法蘭和變壓器的預(yù)留孔相連。
2、技術(shù)指標(biāo)
2.1 功能指標(biāo)
檢測(cè)周期：最小 2 小時(shí)，最長(zhǎng)檢測(cè)周期任意設(shè)定。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：≥10 年。
脫氣方式：動(dòng)態(tài)頂空+真空雙脫氣。報(bào)警設(shè)定：各氣體濃度超限報(bào)警。
輸出結(jié)果：氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷
（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）和總烴數(shù)值及其濃度譜圖，三比值、大衛(wèi)三角形等初步診斷結(jié)果、歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖等，微水、鐵芯泄漏電流等按照客戶需求選配。
2.2 監(jiān)測(cè)性能要求
2.2.1 測(cè)量誤差要求
測(cè)量誤差需符合表 1 中測(cè)量誤差限值要求。
表 1 全組分油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)指標(biāo)
| 檢測(cè)參量 | 檢測(cè)范圍（μL/L） | 測(cè)量誤差限值 |
| 氫氣 H2 | 2-20 | ±2 μL/L 或±30%[1] |
| 20-2000 | ±15% | |
| 乙炔C2H2 | 0.5-5 | ±0.5 μL/L 或±15% |
| 5-1000 | ±15% | |
| 甲烷 CH4 | 0.5-10 | ±0.5 μL/L 或±15% |
| 10-1000 | ±15% | |
| 乙烷C2H6 | 0.5-10 | ±0.5 μL/L 或±15% |
| 10-1000 | ±15% | |
| 乙烯C2H4 | 0.5-10 | ±0.5 μL/L 或±15% |
| 10-1000 | ±15% | |
| 一氧化碳 CO | 25-100 | ±25 μL/L 或±30% |
| 100-5000 | ±30% | |
| 二氧化碳 CO2 | 25-100 | ±25 μL/L 或±30% |
| 100-15000 | ±30% | |
| 鐵芯鐵芯或夾件電流（選配） | 1-10000mA | ±（標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)×1%＋0.1 mA） |
2.2.2 測(cè)量重復(fù)性要求
在重復(fù)性條件下，6 次測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 RSD≤5%。
2.2.3 最小檢測(cè)周期
裝置最小檢測(cè)周期小于等于 2 小時(shí)。
2.2.4 載氣使用次數(shù)要求
載氣使用次數(shù)大于等于 400 次/每瓶。
2.3 外部配置
設(shè)備尺寸：650×500×1200mm，85kg。
PK 屏（選配）：800×600×2200mm，55kg。
RS-485 通訊電纜：鎧裝式阻燃全屏蔽雙絞電纜，4 芯。光纖/以太網(wǎng)：多模（IEC61850 選配）。
進(jìn)出油管：專用紫銅管，Φ6×1。進(jìn)出油閥：專業(yè)測(cè)量后工程配套。
2.4 使用環(huán)境
工作電源：AC220V±15%,50Hz±1Hz,800VA 或 1200VA(根據(jù)工程配伴熱電纜)。檢測(cè)油溫：0℃~100℃。
環(huán)境溫度：-40℃~+65℃。
相對(duì)濕度：5%~95%（產(chǎn)品內(nèi)部，無(wú)凝露、無(wú)結(jié)冰）。大氣壓力：80kPa~110kPa。
風(fēng)速：35m/s(離地面 10m 高、10min 平均風(fēng)速、戶外)。日溫差：25℃（戶外）。
日照強(qiáng)度：0.1W/cm2(風(fēng)速 0.5m/s、戶外)。覆冰厚度：10mm（戶外）。
防護(hù)等級(jí)：IP55。
3.3 安裝準(zhǔn)備
為保證安裝工作的順利進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)诎惭b前做好準(zhǔn)備工作
Ø 變壓器閥門選擇：XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置的油循環(huán)回路從變壓器抽取油樣、脫氣后隨即將油樣重新返回變壓器因而取油、回油的位置對(duì)于準(zhǔn)確分析油中氣體含量至關(guān)重要。總的來(lái)說(shuō)，從一個(gè)閥門取出變壓器油樣后，應(yīng)從另一個(gè)閥門返回變壓器內(nèi)。而變壓器上選取的進(jìn)樣閥位置應(yīng)能夠保證獲取變壓器的典型油樣。一般建議從變壓器中部取油，以便獲取的油樣比較干凈而且是變壓器主循環(huán)回路的油樣。變壓器上可以利用的閥門有：注油閥，排空閥，輔助閥門，冷卻回路閥門，取樣閥等等。選擇其中兩個(gè)，進(jìn)油口取下部位置，出油口取上部位置，使油形成回路。在位置確認(rèn)后，要對(duì)閥門的狀態(tài)進(jìn)行確定，必須保證閥門能可靠的關(guān)閉和開啟。同時(shí)提供給杭州夏眾電子科技有限公司閥門尺寸，公司根據(jù)此尺寸設(shè)計(jì)加工用于油管連接的法蘭。
Ø 確定安裝現(xiàn)場(chǎng)、安裝位置場(chǎng)地：即具體決定 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝位置，安裝位置與主變的法蘭接口的距離以就近為佳。同時(shí)要注意保障安全距離，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝必須符合電力系統(tǒng)設(shè)備安裝規(guī)范要求。
Ø 制作 XZ-YSP200A 變壓器油色譜裝置柜箱實(shí)際放置的安裝基礎(chǔ)。
Ø 制作電纜槽溝：制作用于 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置到智能控制器之間通訊電纜所用的電纜溝、敷設(shè)電源電纜的電纜溝、油管保護(hù)的通道。
3.4 設(shè)備安裝
3.4.1 設(shè)備安裝
在需要施工的水泥地基上按圖紙打出固定底座的固定孔，將 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的底座用附件中的固定螺絲固定在水泥地上，使之牢固。XZ-YSP200A
變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備要與主變的地網(wǎng)用接地線連接，保證可靠接地，并符合《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB50169-92。
3.4.2 法蘭和油管安裝
3.4.2.1 油管的安裝
Ø 用卷尺丈量設(shè)備到主變法蘭進(jìn)出油管的長(zhǎng)度，將油管留合適長(zhǎng)度切割好。
Ø 將已割好的油管穿入保護(hù)套內(nèi)，穿油管時(shí)注意油管兩端端口用絕緣膠帶封住，杜絕雜物進(jìn)入管中。
3.4.2.2 法蘭的安裝
Ø 拆下主變上的法蘭蓋板：將閥門關(guān)閉；擰松蓋板對(duì)角螺絲，用扳手輕輕敲擊蓋板，觀察里面殘余油樣流出情況，如果流量越來(lái)越小為正常，再把螺絲全部松掉，拆下蓋板。
Ø 裝密封圈：用干凈的布將法蘭接觸面及出油口處清理干凈，確保無(wú)異物；觀察密封圈槽，將密封圈放在主變法蘭或油管法蘭帶槽位置；如沒有卡槽，把密封圈用膠或油固定在油管法蘭合適的對(duì)接面上，注意防止移位。
Ø 根據(jù)主變進(jìn)出油法蘭的位置確定油管法蘭的安裝方向；將油管法蘭和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出油法蘭裝配（球閥和碟閥）好，而對(duì)于針型閥還需要將取油閥罩?jǐn)Q緊，固定法蘭裝好對(duì)角螺絲，均勻的將各個(gè)螺絲擰緊。
3.4.2.3 排空
Ø 緩慢地打開變壓器上取樣口的油閥，放適量油以便擠走油管中的空氣和雜物，然后將此油管接到主設(shè)備的進(jìn)油接口處，注意對(duì)接后的密封性能，防止有漏油現(xiàn)象。
安裝示意圖
4、電纜連接
4.1 電源線連接
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置電源由電站控制室或變壓器周圍配電箱提供，功耗不大于 800VA（不帶伴熱）。
將電源電纜中的導(dǎo)線用剝線鉗剝開 6mm，將剝開的線芯擰成股，接到 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)“接線端子 1”上的“L”、“N”、“G”上，如下圖所示
（注：接線端子 1 的 1、2 腳為 L,3、4 腳為 N，5、6、7、8 腳為 G）。
4.2 通訊線連接
將通訊電纜中兩種不同顏色的導(dǎo)線用剝線鉗剝開 6mm，將剝開的線芯擰成股，接到 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)“接線端子 2”上的“485+”、“485-”，電纜的屏蔽層接“485G”上，并注意“485+”、“485-”的顏色（注：接線端子 2 的 1、2 腳為 485+，3、4 腳為 485-，5、6 腳為 485G）。
將通訊電纜的另一端與智能控制器連接，注意標(biāo)有“485+”的線接端子的腳，“485-”接端子的第二腳，如下圖所示。
5、載氣連接
5.1 載氣
設(shè)備需要配備 2 瓶高純度的載氣。用一備一，以保證設(shè)備連續(xù)運(yùn)行約二年。高壓表指示當(dāng)載氣的壓力下降到 1Mpa 時(shí)，可以認(rèn)為此瓶載氣已經(jīng)用完，裝置會(huì)自動(dòng)警示，需要更換另一滿瓶載氣。更換的方式是需要把二瓶氣體的放置位置對(duì)換固定后，再重新接上氣路。
5.2 載氣壓力調(diào)整
先將載氣瓶上總閥逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)一圈，然后順時(shí)針?lè)较蚓徛{(diào)節(jié)減壓閥旋鈕，使低
壓表指針指示數(shù)慢慢上升至 0.4MPa。
5.3 系統(tǒng)氣路檢漏
采用泄漏檢測(cè)劑或肥皂液涂在氣路連接處，查看是否有氣泡產(chǎn)生。若有氣泡產(chǎn)生，則對(duì)接頭重新進(jìn)行緊固，直至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止。注意：不要使泄漏檢測(cè)劑或肥皂水滴到變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置箱內(nèi)的任何元件上，檢漏完畢需擦干泄漏檢測(cè)劑或肥皂液。
6、調(diào)試
6.1 系統(tǒng)初步檢查
電纜、氣路及油路安裝完后，進(jìn)行一次全面檢查，使油管上所有的閥均處在打開的狀態(tài)，并且沒有漏油現(xiàn)象。在電源電纜送電以前，用萬(wàn)用表 20k 電阻檔測(cè)量一下 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測(cè)裝置箱內(nèi)“接線端子 1”的 L、N 的回路電阻，萬(wàn)用表應(yīng)該顯示為“1.”無(wú)短路。確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后方可進(jìn)行設(shè)備上電。
6.2 載氣壓力檢查
查看載氣的低壓表指針是否指示在 0.4MPa 位置，若非，請(qǐng)緩慢調(diào)節(jié)減壓閥使低壓表指針指示在 0.4MPa 處。
6.3 電源檢查
對(duì)本監(jiān)測(cè)設(shè)備上電，此時(shí)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)部電路板上的電壓電源 LED 指示燈亮，證明系統(tǒng)電源正常。
6.4 油路檢查
啟動(dòng)油循環(huán)。設(shè)備上電后，通過(guò)后臺(tái)監(jiān)控上位機(jī)的操作應(yīng)用界面，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)入強(qiáng)制
油循環(huán)調(diào)試程序。油循環(huán)程序的主要目的是檢查系統(tǒng)油路有無(wú)漏油問(wèn)題，系統(tǒng)是否能啟動(dòng)正常。
