CYDJ-DGA变压器油色谱在线监测系统技术方案

CYDJ-DGA变压器油色谱在线监测系统1. 概述CYDJ-DGA变压器油色谱在线监测系统（多组分原理）是基于气相色谱技术的变压器油中溶解多组分气体在线监测产品。系统能按设定周期在线检测出变压器油中溶解H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等全组分气体的含量，可通过专家系统判断是否存在潜伏性故障，是过热性故障还是放电性故障，并按设定的报警值进行报警。CYDJ-DGA 变压器油中溶解气体监测装置能通过站控层网络将油中溶解气体在线监测信息按IEC61850标准组织上送后台软件。装置采用分布式控制采样技术，具有自诊断、自恢复功能。各功能模件耦合弱，功能独立，采用机架式架构，便于工程维护。2. 功能及原理CYDJ-DGA 变压器油中溶解气体监测装置由载气单元、脱气单元、柱箱单元、主控单元四部分构成，如图2-1所示。图2-1 CYDJ-DGA装置结构示意图在主控单元控制下，各单元协同工作，按设定流程完成变压器油中溶解气体组分的在线监测和分析：载气单元可自产载气；脱气单元负责油气分离；柱箱单元用于将气体各组分分离并产生谱图文件；主控单元控制油色谱采样的整体流程，分析谱图文件，计算各气体组分浓度，采用三比值法、大卫三角法，对变压器工况进行初步诊断，原始谱图文件、测量数据及诊断结果按IEC61850标准组织，上送后台软件。主控单元可以连接调试软件，仿真后台软件功能，设置装置参数，控制装置的色谱分析流程。3. 色谱装置技术特点3.1 技术特点 检测灵敏度高，对油中溶解C2H2最小检测限可达0.1ppm。 无泵式真空脱气技术，不需要真空泵，提高了系统可靠性和稳定性。 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； 油气分离速度快，仅需15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； 能检测出变压器油中H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等七种以上的气体及微水含量，并能上传谱图, 谱图等原始数据对用户完全开放。 采用专用复合色谱柱，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%； 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； 更快的分析周期，最小监测周期为60分钟，可由用户自行设置，推荐检测周期为12小时检测一次； 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，绝对保证载气不会带进变压器本体中； C2H2最低检测限可达 0.1-0.5 L/L ； 系统具备二级气体阀值报警及增长率报警功能，报警浓度和增长率可任意设定。 配有判断潜伏性故障的专家系统，最新的油色谱故障诊断技术采用了IEC60599标准以及改良的模糊三比值法、大卫三角形、立方图示法等多种方法，用户可任意选择。 具有历史数据趋势图查询、报表格式显示和打印功能，方便纵向比较监测数据，从而分析变压器运行情况和故障发展趋势。 支持 IEC 61850通讯标准，光纤或双绞线选配。 系统集成化程度高，组件中可选配是否带铁芯接地电流和环境温湿度监测功能。 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； 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； 采用以太网方式，可实现全数字、远程数据传输、控制和参数设置； 可扩展性高，可便捷的与其它监测装置集成； 无钢瓶设计，不需要每年更换载气，大大减少了售后维护量，并且没有高压容器在变压器旁，设备安全性得到充分保障，没有任何安全隐患。 分析软件人机界面友好，全中文界面，操作简单，系统功能丰富。 核心装置标准19英寸机架式结构，结构经凑，体积小，易于维护和组屏。3.2 技术指标序号技术参数名称提供值1装置型号CYDJ-DGA2工作环境温度-40653工作环境湿度相对湿度595%（装置内部既无凝露，也不应结冰）4大气压力70kPa110kPa 5工作电源AC 220 V10% ， 50Hz6监测组分H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6等7种气体组分及总烃、相对增长率及绝对增长速度； 油中微水监测可选7分析诊断功能通过改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法对监测数据进行分析、诊断，并提供原始谱图8最小检测周期40-60分钟，可由用户自行设定，默认24小时9取样方式循环取样，真实地反映变压器油中气体真实情况10油气分离方式真空脱气法11数据存储周期 10 年12配备载气量气源发生器（免维护）或钢瓶载气（不定期更换）13监测气体测量范围最低检测1）H21 2000 ppm1 ppm2）CO、 CO21 10000 ppm 5 ppm3）CH40.1 2000 ppm0.1-0.5 ppm4）C2H40.1 2000 ppm 0.1-0.5 ppm5）C2H60.1 2000 ppm 0.1 -0.5 ppm6）C2H20.1 500 ppm0.1-0.5 ppm7）H2O（可选）1 800 ppm8）总烃1 8000 ppm14稳定性（测量偏差）同一试验条件下对同一油样的监测结果偏差不超过 10%（中等浓度）15静电放电抗扰度4 级， 8kV 15kV16电快速瞬变脉冲群抗扰度4 级， 4kV17浪涌（冲击）抗扰度4 级， 4kV18耐地震能力：地震波为正弦波持续时间：三个周波，安全系数 1.67地震烈度 9 度地区：地面水平加速度 0.4g ，地面垂直加速度 0.2g地震烈度 8 度地区：地面水平加速度 0.25g ，地面垂直加速度 0.125g地震烈度 7 度地区：地面水平加速度 0.2g ，地面垂直加速度 0.1g19存储运输极限环境温度-40 q 80 20外壳的防护性能室外安装部件（本系统和通讯控制单元） IP564. 硬件结构4.1 装置外观图4-1 装置前视图装置前视图如图4-1所示。柱箱单元、脱气单元、载气单元均具有“电源”、“通讯”、“工作”、“故障”四个指示灯。图4-2 装置背视图装置背视图如图4-2所示。（1）电路连接方式：柱箱单元、脱气单元、载气单元的“AC220”端子接220V交流电源；“24V通讯”A、B端子依次级联后通过波士头485转232，与主控单元CPU板串口连接；“24V通讯”+、-端子级联后与外置24V电源模块连接。（2）气路油路连接方式：气路按数字标号对应连接，“放空”与“标气进”不接；“进油”“返油”口分别接进油管和返油管。4.2 户外柜结构 户外柜尺寸为800mm*800mm*1800mm。图4.4和图4.5为组件户外柜结构图，其中图4.4为户外柜正视图，图4.5为顶面视图。图4.4 户外柜结构图1图4.5 户外柜结构图24.3 装置安装 图4.6 CYDJ-DGA 变压器油中溶解气体监测装置安装现场进油与回油管图片（1）安装位置：推荐选择变压器不同方位如两侧阀门，作为进油口和出油口，消除油样采样死区问题，便于及时检测到变压器故障隐患。户外柜需要就地安装于主变侧，使进（返）油管长度不超过15m。（2）电缆铺设：在线监测装置现场工作需提供220V 50Hz交流电源（5A以上）一副。（3）通讯电缆：从户外柜至在线监测后台主机需要铺设光纤或屏蔽双绞线。（4）油阀安装：采用定制法兰盘组件与变压器阀门对接，装置与法兰盘组件之间采用不锈钢管道连接，实现进油和回油。安装取油回油阀时，先旋下取油回油口螺帽，更换新的耐油密封圈，按照取油样的方法，用一空桶或其他容器接废油，旋松取油嘴，让油样从取油口流出，流量调至适中，迅速旋上接口阀直至压紧密封圈。接口阀如图4.6所示。【注】：(a) 油阀结构及尺寸、高度需要施工前确定，定制加工。(b) 不推荐采用变压器冷却管道或压力管道处的阀门作为取油口（回油口）。(c) 不推荐取油口与回油口共用阀门。（5）油管铺设：按照确定的取油回油管走向，将变压器本体底层油池内的鹅卵石清理出能埋入50 防护管的通道，铺入所需防护管。防护管建议采用50 镀锌钢管，内部可再用铝塑套管保护，靠近变压器侧应有800mm 左右直角延伸（朝向油口）。铺设油管时，首先给油管加穿发泡保温管；再将已加装保温管的油管穿入防护管，按预铺防护管的走向铺设油管；最后，将取油回油接口阀上预留口与已铺设油管对接。铺设完成后，为防止在油管加穿发泡保温管时杂物进入油管，应进行取油回油管充放油操作：(a) 逆时针旋松接口阀侧面放油螺栓；(b