HSM3000型智能油色谱在线监测

#安全声明为保证安全、正确、高效地使用设备，请务必阅读以下重要信息：设备的安装调试应由专业人员进行；设备上电使用前请仔细阅读说明书。应遵照国家和电力行业相关规程，并参照说明书对设备进行操作、调整和测试。设备上电前，应明确连线与正确示图相一致；设备应该可靠接地；设备施加的额定操作电压应该与说明书规定的一致；严禁无防护措施触摸电子器件，严禁带电插拔模件；接触设备端子，要防止电触击；在正常运行期间，严禁断开、连接与端子相连的导线或连接件，可能会有致命的危险电压、电流，也可能会中断设备的运行，损坏端子及测量电路；如要拆装设备，必须保证断开所有地外部端子连接，或者切除所有输入激励量。否则，触及设备内部的带电部分，将可能造成人身伤害；对设备进行测试时，应使用可靠的测试仪；目录TOC\o"1-5"\h\z安全声明1.一、概述3.二、技术性能及指标7三、功能及原理11四、系统组成1.7五、设备安装1.7六、设备调试2.2七、后台软件使用2.3八、设备维护2.4九、注意事项2.6十、其他标准2.7十一、智能变压器油色谱在线监测系统图281、适用范围HSM3000系列变压器油中溶解气体在线监测系统是基于气相色谱检测技术的变压器在线监测产品。系统能按预设的周期连续在线检测出变压器油中溶解的H2（氢气）、CO（一氧化碳）、CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、C2H2（乙炔）、C2H4（乙烯）、C2H6（乙烷）等特征气体及氧气、微水含量。产品适用于油浸式变压器、电抗器、电容器、互感器及油浸套管等（一台油浸设备安装一台监测终端）电气设备的油中溶解气体在线监测。除可用于发电、电网系统变电站以外，还可应用于铁路、石油、石化、冶金、钢铁、煤炭等行业电力大用户。HSM3000系列变压器油中溶解气体在线监测设备是江苏南京华帅科技有限公司依据智能变电站规范最新研制开发出来的新一代变压器在线监测产品。2、性能特点1）HSM3000变压器油中溶解气体在线监测系统能按预设的周期连续在线检测出变压器油中溶解的H2（氢气）、CO（一氧化碳）、CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、C2H2（乙炔）、C2H4（乙烯）、C2H6（乙烷）等特征气体的含量。并通过后台软件系统判断是否存在潜伏性故障及故障类型，并按设定的报警值进行报警。在线监测系统能通过变电站通信标准IEC61850把每次检测结果及时上传到在线监测服务器，便于及时了解到变压器运行状态。系统可根据用户需求选配微水及氧气监测单元。2）快速的监测周期，1小时内可出一组检测结果，对于变压器快速发展性故障能起到“紧急”看护作用；3）检测灵敏度高，对油中溶解C2H2最小检测限可达0.1ppm；4）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，并能在后台实时显示谱图,谱图等原始数据对用户完全开放；5）配有恒温除湿系统，环境温湿度模块设计有恒温除湿控制器，系统可在高温、高湿和低温各种恶劣环境条件下工作，完全避开了环境的影响，保证了系统分析的准确性、重复性、稳定性；6）油气分离采用真空脱气方式，该脱气方式最短可每小时检测一次；真空脱气为试验室经典方法，跟变压器油其他脱气方法相比，整个脱气过程快速高效，在10分钟之内即可完成油气平衡；7）先进灵活的通讯方式，系统支持无线和有线两种通信方式，实现了数据传输、远程监视、测量及控制功能。无线数据传输通过GSM无线网络，实时、方便，不占用变电站的任何资源，也无须铺设通信电缆。当变压器有异常时，数据可以直接发到在线监测服务器，有线数据传输可以和变电站的状态监测系统相连接，配套使用；8）具备系统自检功能，当发生设备故障时进行亮灯提示，并在监测服务器显示。压力不足时，系统能及时报警，提示相关人员进行处理；9）监测软件人机界面友好，全中文界面，操作简单，系统功能丰富；10）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；11）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；12）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；13）基于变电站现场运行上千套综合自动化系统通讯技术，支持多种通讯组网方式，与各大厂家变电站综自系统或调度系统通讯兼容；14)产品支持电力行业通信标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103)和变电站通信网络和系统DL/T860(IEC61850)；产品参考国家电网公司变电设备在线监测系统各项技术标准，严格通过了中国电力科学研究院和国网电力科学研究院的各项试验；安装简便，方便移动，系统安装时主变无需停电，现场半天即可安装完毕，可以根据用户需要更换不同监测对象。二、技术性能及指标1、额定电气参数工作电源：额定电压：AC220V±15%;频率：50±0.5Hz；谐波含量：＜5%;供电功率：AC2000W以上。2、环境要求：环境温度：-40°C~+70°C；相对湿度：W95%（25°C）；日照强度：W0.1W/cm2；风速：W35m/s海拔高度：W5000m；抗振：5~17Hz,0.1”双峰位移；17~640Hz,1.5G峰-峰加速度；抗冲击：10G峰-峰加速度（11ms）防护等级：防尘，防水等级完全达到IP65标准；3、主要参数1）载气更换：8年以上；2）脱气模块寿命：8年以上；3）油气平衡时间：10分钟；4）分析周期：最短1小时，可任意设定；5）标定周期：大于2年；6）色谱柱寿命：采用定期自活化技术，使用寿命大于8年；7）检测器寿命：8年以上；8）微水检测器：原装进口，寿命10年以上；9）数据存储周期：10年以上；10）软件安装平台：Win2000/XP；11）通信接口：以太网、RS485,可选配光纤接口;12）柜体尺寸：系统尺寸：1150mmX620mmX580mm,130kg；进出油管：专用①6不锈钢管；进出油阀：专业测量后配套。13）外壳：防护等级IP65以上；

4、技术指标：序号名称测量范围（uL/L）检测精度1氢气（H2）1-5000±30%或1M/1,取大者2一氧化碳（CO）1-5000±30%或5M/1,取大者3二氧化碳（CO2）10-50000±30%或2M/1,取大者4甲烷（CH4）0.1-4000±30%或0.1M/1,取大者5乙烷（C2H6）0.1-3000±30%或0.1M/1,取大者6乙烯（C2H4）0.1-4000±30%或0.1M/1,取大者7乙炔（C2H2）0.1-2000±30%或0.1M/1,取大者8微水（moisture）（可选）0~100±30%或2M/1,取大者三、功能及原理1、变压器故障与油中特征气体的关系1）变压器在发生故障前，在电、热效应的作用下，其内部会析出多种气体。气相色谱法通过定性、定量分析溶于变压器油中的气体，分析变压器的潜伏性故障。2）导致变压器内部析出气体的主要原因为局部过热、局部放电和电弧等。这些变压器运行中的异常现象都会引起变压器油和固体绝缘的裂解，从而产生气体。产生的气体主要有氢、烃类气体（甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯等）、一氧化碳、二氧化碳等。2、导致产生各种故障的原因有：1）热故障原因。导线过电流、铁心局部放电短路、铁心多点接地形成环流、分接开关接触不良、电磁屏蔽不良、漏磁集中、油道堵塞影响散热等。当绝缘材料局部过热时会产生大量CO和C02,当绝缘油局部过热时，会产生大量C2H4和CH4，随着温度升高，则C2H6和H2增加，严重过热时将产生少量的C2H2。2）电气故障原因。绕组匝间、层间、相间绝缘击穿，以及引线对地闪络与分接开关飞弧。电气故障产生的气体主要是H2和C2H2，其次是C2H4和CH4。3）高能量电弧放电原因。绕组短路和绝缘大面积击穿的严重绕组故障、严重的铁心失火和大面积铁心短路。这时产生的放电电流较大，故障能量大而且突然，气体来不及溶于油中，主要气体有H2和C2H2。4）火花放电原因。引线接触不良、不稳定的铁心接地、分接开关触头接触不良、套管导电杆与引线接触不良。这种故障能量小，总烃含量不高，气体主要是H2和C2H2。5）局部放电的原因。冲片棱角或冲片间局部放电、金属尖端之间局部放电，产生的放电电流较小，这时产生的主要气体是H2和CH4。变压器在制造、运输、安装和运行过程中，不可避免会混入空气，引起绝缘逐渐老化和分解。随着故障的发展，分解出的气体形成的气泡在变压器油里经对流、扩散，不断溶解在油中。当产气量大于溶解量时，还会有一部分气体进入气体继电器。由于故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重性有密切关系，所以定期分析溶解于变压器油中的气体就能及早发现变压器内部存在的潜伏性故障，并随时掌握故障的发展情况。运行中的充油变压器内部存在局部放电和局部过热性故障时，将导致故障区附近绝缘油分解，裂解出低分子气体，产生的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断溶于油中，并不断扩散。同一类性质的故障，其产生的气体量随故障的严重程度而异，而与绝缘油的种类和牌号无关。不同性质的故障，反映出特征气体的组份含量有所不同，GB7252-87正是基于以上的分析规定了不同故障类型产生的主要和次要气体组分。6）对脱出的油中气体进行分析，根据特征气体组份的浓度含量或它们的相对比值和产气速率等，采用一定的判断方法，就能检测出变压器是否故障及其故障性质。3、变压器油色谱技术介绍色谱是一种分离技术，当这种分离技术应用于分析化学领域中，就是色谱分析。它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相；另一相则是推动混合物流过固定相的流体，叫做流动相。当流动相中所含有的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。因此在同一推动力的作用下不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法。4、色谱法有许多化学分析法无可与之比拟的优点：1）选择性好，分离效能高；2）速度快。用几分钟或几十分钟就可完成一项含有几个或几十个组分的样品分析；3）样品用量少。对气体样品一般只须1〜3ml甚至更少，即可完成一个全分析；4）灵敏度高。通常样品中有十万分之几或百万分之几的杂质也能很容易地鉴别出来；5）适用范围广。5、对出厂和新投运的设备气体的注意值气体变压器和电抗器互感器套管氢<10<50<150乙炔000总烃<20<10<106、运行中设备油中溶解气体的注意值设备气体组分含量330kv及以上220kv及以下变压器和电抗器总烃150150乙炔15氢150150一氧化碳（见10.3）（见10.3）二氧化碳（见10.3）（见10.3）套管甲烷100100乙炔12氢500500系统组成1、智能油色谱在线监测系统：一台；2、通讯光缆：一套；3、电源电缆：一套4、专用配套油管、阀门：两套；五、设备安装1、安装要求1）确定安装现场、安装位置。即确定智能油色谱在线监测系统安装位置，安装位置距离主变的油管接口距离最好控制在10米内。同时要注意安全距离，现场仪器安装符合电力系统设备安装规范要求。2）制作智能油色谱在线监测系统机柜安装基础。3）敷设电源电缆的电缆沟、油管保护的通道。5）HSM3000变压器油色谱在线监测系统外壳现场要求大面积的接地，安装符合电力系统设备安装规范要求。

2、货物检查1）为保证安装的顺利进行，在收到货物后，请对照发货清单对货物进行核实、确认，对于出现的问题请及时与我公司销售部门联系，以确保安装能顺利进行。2）发货清单（标准配置）智能变压器油色谱在线监测系统壹台壹台载气发生装置壹台壹台变压器主体连接的油管、阀门及连接法兰壹套系统电源线信号线线各壹卷系统用户手册壹份系统产品合格证壹份系统出厂检验报告；壹份附件（安装螺丝）壹套3、设备安装注意：为保证智能油色谱在线监测系统性能正常，请严格按照下面的顺序执行，避免造成变压器溢油及泄漏、运行设备不正常等。1）智能油色谱在线监测系统安装在需要施工的水泥地基上按图纸打出固定底座的固定孔，将智能油色谱在线监测系统的底座用附件中的固定螺丝固定在水泥地上，使之牢固。智能油色谱在线监测系统要与主变的地网用接地线连接，保证可靠接地，并符合《电气设备安装工程接地设备施工及验收规范》中华人民共和国国家标准GB50169-92。油管安装油管的安装步骤如下：将变压器上油阀的法兰打开，换上由我公司提供给的法兰；从发货箱中取出进出油管，安装在变压器侧；>将油管铺设在电缆沟中，铺到智能油色谱在线监测系统侧；准备好空油桶，将油管的空端放入空油桶中，安排专人开变压器上的油阀门，用油将油管中的空气顶空，同时检查有无漏油将油管中空气排空后，关掉油阀门，将油管的另一端与智能油色谱在线监测系统侧面的进出油端接好，在端口处用喉箍紧固油管。打开油阀门，检查有无漏油。注意：施工前请确认主变上的油阀门处于关闭状态；油管必须加装保护套管；铺设的时候要密封好油管口，不可以有杂质进入油管中，否则必须先清洗油管，直到油管干净为止；打开变压器上的油阀门时要缓慢，不可用力过猛。智能汕也谱帶洩盛抓i殳备监懑设备疋油届变压棒排汩底监酬观备智能汕也谱帶洩盛抓i殳备监懑设备疋油届变压棒排汩底监酬观备II離阀变1门粧I?汕啊如I催Kit4、电缆连接1）供电电源及通讯的连接1.1、HSM3000智能变压器油色谱在线监测设备电源由电站控制室或变压器周配电箱提供，功耗不大于1000VA，工作电压为AC220V±15%。1.2、铺设RVV2*1平方电缆线，按接线图连接到设备内部接线端子，接到端子排上即L、N、G上，注意请与标签纸上标识的符号一致，连接好后需要进行检查，以保证连接的正确性另一端连接到交流屏柜或现场AC220V开关上。1.3、铺设通讯线RVVP4*0.5电缆线，一端连接设备内端子排内部AB,另一端放到主控室工控机或者现场综自保护后台连接屏柜。注意：一、本装置为变压器油色谱在线监测系统，必须使用纯度为99・999%的纯高纯空气，使用低等级、低纯度高纯空气将降低传感器的寿命，影响本监测系统中元件的可靠性和测量精度！二、所有的连接应保证管路的气密性，不可以有漏气产生，否则将影响本监测系统的正常运行。六、设备调试1）检查设备电源线及通讯线是否正确连接，是否短路。2）检查油路是否漏油，变压器本体与设备连接之间进油返油阀是否正确打开3）检查设备接地正常4）以上如果全部正常，对设备进行送电调试5）设备送电以后，检查电源灯指示是否异常，6）检查载气发生装置压力是否不小于0.4MPa7）以上全部正常后，方可通过后台调试软件启动排油，排气，进行油气循环8）正常启动设备后,对油路进行检查，是否漏油

七、后台软件使用1）打开桌面Transfer:g1）打开桌面Transfer:g■图标，打开软件。显示“休眠”表示设备运行正常点击“启动”可以实时启动流程点击“停止”可以停止流程

2)切换到谱图分析此页显示每天保存的计算出的油中溶解气体具体含量数值及谱图。Xso2013-9-2313:18:092013-9-2310:18:102013-9-2219:18:112013-9-229:56:092013-9-2119:18:122013-9-2019:18:152013-9-1919:17:172013-9-1819:17:202013-9-1719:17:312013-9-1619:17:312013-9-1519:17:332013-9-1419:17:352013-J-145:48:042013-9-1319:48:042013-9-1218:48:142013-9-1118:47:322013-9-1018:48:352013-9-9Xso2013-9-2313:18:092013-9-2310:18:102013-9-2219:18:112013-9-229:56:092013-9-2119:18:122013-9-2019:18:152013-9-1919:17:172013-9-1819:17:202013-9-1719:17:312013-9-1619:17:312013-9-1519:17:332013-9-1419:17:352013-J-145:48:042013-9-1319:48:042013-9-1218:48:142013-9-1118:47:322013-9-1018:48:352013-9-918:47:172013-9-818:48:032013-9-2222:18:09ati：14.13PPI,F険墙长(PPM):C2H2/C2H4=0.1三比値編码0:0:0气体含量注意值：无绝对产弋车注意值：无纟纟纟0纟纟纟纟纟纟。峰号姐分浓度(PPM)峰高(命)校正因干保雷时间峰面R(bV.s：1H22.7921.1560.1322:38257.9242C02&1545.9930.6123:02631.1243CH44.444.4071.0073:5372.6064C0258&3112.07648.7176:45253.4025C2H47.3921.6710.M19:43566.3836C2H20.601.9240.3!211:0142.0627C2H63.323.2011.03712:2191.261002:0.0082:0.00设各娄型1取样时间|02013-9-22v计尊方法峰高油重t/a3电压等级|220kV油样体积胶气蛍»L保E式含气童«大气•压kP.£标样名称§0923*匸d分析员自动谱图文件名J分析性质O油样分析©标样分析绝对产气率:0.OObL/天增长：0.OOPPIC2H2:0.00H2:0.008:2.85C2H2:0.00H2:0.008:4.51CH4/H2=1.5C2H4/C2H6=2.3结论：正儀⑥变医氨油左线曲测系统Ver5.0.5严f-