概述
變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對變壓器油樣的氣相色譜精細分析，具有測量準確、分析快速、實時監(jiān)控等特點，該監(jiān)測系統(tǒng)主要是用來測量和分析油浸式電力設備絕緣油中所含微量故障氣體情況，能夠實時捕捉變壓器設備可能存在的潛在性故障信息，確保變壓器設備可靠運行。
1、產(chǎn)品介紹
在現(xiàn)代電力工業(yè)的設備運行和維護中，安全要求極為嚴格，在電廠或電站運行的關鍵變壓器，特別是發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有異常的變壓器上需要進行長期的故障氣體、局部放電、繞組變形等多種項目的監(jiān)測，從測試結果中可以得到初步診斷信息，是電力部門預防控制并保持安全服務和運行成本的重要依據(jù)。
隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展尤其是以微控制器主導的嵌入式系統(tǒng) SOC 引入，在線監(jiān)測設備的性能提升和裝機數(shù)量正在穩(wěn)步提高。在線監(jiān)測設備的功能不斷改善、性能的不斷優(yōu)化，而產(chǎn)品成本在逐步下降，價格同步的下降使得智能在線監(jiān)測設備的廣泛應用成為可能。由于通訊技術的發(fā)展使得在線監(jiān)測的結果能夠快速傳遞到遠距離智能分析和控制中心，當故障出現(xiàn)時不但能及時自動報警，而且可以從初步診斷結果來判斷故障類型，及時采取必要的應對措施，更突顯了實時監(jiān)測的重要作用。近年來在國內外各大電力部門快速的推廣應用已經(jīng)證明，在線檢測技術對電力設備的充分利用，提高效益，壽命使用延長以及降低運行維護費方面都起了直接的作用。
自從 1960 年以來，世界電力工業(yè)廣泛使用離線實驗室的通用氣相色譜法，應用于對變壓器油中溶解的特征氣體進行測量和分析，作為電力部門的設備是否正常運行的重要依據(jù)。但離線的方法，由于其測量周期較長，脫氣過程誤差較大，測試方法影響因素多等問題，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)測系統(tǒng)的應用就成為迫切的需求。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)就是根據(jù)電力用戶的緊迫需求，針對變壓
器內部的過熱和放電等故障所開發(fā)的監(jiān)測設備，該設備彌補了離線測試周期長的不足，可以在線定時的長期監(jiān)測油浸式變壓器的運行狀態(tài)，檢測的結果及時上傳到后臺的監(jiān)控系統(tǒng)。
杭州夏眾電子科技有限公司經(jīng)過多年的不間斷反復研究，結合其生產(chǎn)高壓設備方面的專業(yè)優(yōu)勢，在綜合研究國內外各種在線監(jiān)測技術特點的基礎上，應用目前的氣相色譜分析和故障診斷技術，開發(fā)出水平的新型 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)。新型 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成分為三部分：XZ-201A 變壓器
油中氣體在線監(jiān)測裝置（簡稱裝置）+后臺監(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)測系統(tǒng)是集控制、測量分析技術于一體的精密分析設備。整個系統(tǒng)分為油氣分離，混合氣體分離，數(shù)據(jù)分析處理，遠程傳輸控制四大部分。 XZ-201A 設備可以測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，另外還可以根據(jù)需要實現(xiàn)一拖二功能。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測系統(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部的真實油樣；變壓器中油樣通過充分的循環(huán)后再獲取少量油樣，進入油氣分離裝置，由真空裝置抽取真空將特征氣體與被檢測油樣分離，被分離后的特征氣體進入色譜柱進行氣體組分的分離，在載氣的推動下經(jīng)過氣體傳感器，將氣體濃度值轉換成的電壓信號，此電壓信號通過高精度 A/D 轉換器轉換成數(shù)字序列信號，并通過 RS485 通訊線上傳到后臺控制系統(tǒng)進行詳盡的分析、存儲和顯示?；竟ぷ髟硎疽鈭D如下：
基本工作原理
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置具備快速采樣分析的特點，系統(tǒng)最長能在 2
小時以內完成一個完整的采樣分析。最長檢測周期可任意設定。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置和智能控制器可以實現(xiàn) N:1 遠距離測控通訊方式，同一智能控制器連接是各監(jiān)測設備的數(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 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置工作。
支持有線和無線通訊，可實現(xiàn)多臺變壓器聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測?？蛇x配 GSM 短信功能，用戶可以時間通過手機時時掌握現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，也可以在氣體超標時發(fā)短信通知，實現(xiàn)真正無人值守。
XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置，可以在變壓器運行狀態(tài)下直接安裝，無需停電安裝。該設備于變壓器本體的安裝十分簡單，所需的油路連接于進油管道和出油管道，進油管道和出油管道都是通過法蘭和變壓器的預留孔相連。
2、技術指標
2.1 功能指標
檢測周期：最小 2 小時，最長檢測周期任意設定。數(shù)據(jù)存儲：≥10 年。
脫氣方式：動態(tài)頂空+真空雙脫氣。報警設定：各氣體濃度超限報警。
輸出結果：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果、歷史數(shù)據(jù)趨勢圖等，微水、鐵芯泄漏電流等按照客戶需求選配。
2.2 監(jiān)測性能要求
2.2.1 測量誤差要求
測量誤差需符合表 1 中測量誤差限值要求。
表 1 全組分油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置技術指標
| 檢測參量 | 檢測范圍（μL/L） | 測量誤差限值 |
| 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 | ±（標準讀數(shù)×1%＋0.1 mA） |
2.2.2 測量重復性要求
在重復性條件下，6 次測試結果的相對標準偏差 RSD≤5%。
2.2.3 最小檢測周期
裝置最小檢測周期小于等于 2 小時。
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）。
進出油管：專用紫銅管，Φ6×1。進出油閥：專業(yè)測量后工程配套。
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)。檢測油溫：0℃~100℃。
環(huán)境溫度：-40℃~+65℃。
相對濕度：5%~95%（產(chǎn)品內部，無凝露、無結冰）。大氣壓力：80kPa~110kPa。
風速：35m/s(離地面 10m 高、10min 平均風速、戶外)。日溫差：25℃（戶外）。
日照強度：0.1W/cm2(風速 0.5m/s、戶外)。覆冰厚度：10mm（戶外）。
防護等級：IP55。
3.3 安裝準備
為保證安裝工作的順利進行，請在安裝前做好準備工作
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、回油的位置對于準確分析油中氣體含量至關重要?？偟膩碚f，從一個閥門取出變壓器油樣后，應從另一個閥門返回變壓器內。而變壓器上選取的進樣閥位置應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，進油口取下部位置，出油口取上部位置，使油形成回路。在位置確認后，要對閥門的狀態(tài)進行確定，必須保證閥門能可靠的關閉和開啟。同時提供給杭州夏眾電子科技有限公司閥門尺寸，公司根據(jù)此尺寸設計加工用于油管連接的法蘭。
Ø 確定安裝現(xiàn)場、安裝位置場地：即具體決定 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測設備安裝位置，安裝位置與主變的法蘭接口的距離以就近為佳。同時要注意保障安全距離，現(xiàn)場設備安裝必須符合電力系統(tǒng)設備安裝規(guī)范要求。
Ø 制作 XZ-YSP200A 變壓器油色譜裝置柜箱實際放置的安裝基礎。
Ø 制作電纜槽溝：制作用于 XZ-YSP200A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置到智能控制器之間通訊電纜所用的電纜溝、敷設電源電纜的電纜溝、油管保護的通道。
3.4 設備安裝
3.4.1 設備安裝
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)測設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)測設備要與主變的地網(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收規(guī)范》中華人民共和國國家標準 GB50169-92。
3.4.2 法蘭和油管安裝
3.4.2.1 油管的安裝
Ø 用卷尺丈量設備到主變法蘭進出油管的長度，將油管留合適長度切割好。
Ø 將已割好的油管穿入保護套內，穿油管時注意油管兩端端口用絕緣膠帶封住，杜絕雜物進入管中。
3.4.2.2 法蘭的安裝
Ø 拆下主變上的法蘭蓋板：將閥門關閉；擰松蓋板對角螺絲，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接面上，注意防止移位。
Ø 根據(jù)主變進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)場進出油法蘭裝配（球閥和碟閥）好，而對于針型閥還需要將取油閥罩擰緊，固定法蘭裝好對角螺絲，均勻的將各個螺絲擰緊。
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備的進油接口處，注意對接后的密封性能，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)測設備內“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)測設備內“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
設備需要配備 2 瓶高純度的載氣。用一備一，以保證設備連續(xù)運行約二年。高壓表指示當載氣的壓力下降到 1Mpa 時，可以認為此瓶載氣已經(jīng)用完，裝置會自動警示，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換固定后，再重新接上氣路。
5.2 載氣壓力調整
先將載氣瓶上總閥逆時針方向旋轉一圈，然后順時針方向緩慢調節(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，則對接頭重新進行緊固，直至無氣泡產(chǎn)生為止。注意：不要使泄漏檢測劑或肥皂水滴到變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置箱內的任何元件上，檢漏完畢需擦干泄漏檢測劑或肥皂液。
6、調試
6.1 系統(tǒng)初步檢查
電纜、氣路及油路安裝完后，進行一次全面檢查，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，用萬用表 20k 電阻檔測量一下 JY-201A 變壓器油中氣體在線監(jiān)測裝置箱內“接線端子 1”的 L、N 的回路電阻，萬用表應該顯示為“1.”無短路。確認無問題后方可進行設備上電。
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，請緩慢調節(jié)減壓閥使低壓表指針指示在 0.4MPa 處。
6.3 電源檢查
對本監(jiān)測設備上電，此時監(jiān)測裝置內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
啟動油循環(huán)。設備上電后，通過后臺監(jiān)控上位機的操作應用界面，啟動設備進入強制
油循環(huán)調試程序。油循環(huán)程序的主要目的是檢查系統(tǒng)油路有無漏油問題，系統(tǒng)是否能啟動正常。
