《油色谱在线监测装置》使用与优点介绍

国网浙江省电力有限公司在±800千伏钱塘江换流站开展全站气体绝缘全封闭组合电器（GIS）射线成像微小缺陷可视化检测工作，实现了GIS设备内部缺陷的精准可视化评估和提前治理。

据介绍，超特高压GIS设备作为电网核心设备，承担着电力输送与可靠防护的关键作用，内部即使出现金属异物、绝缘件裂纹等毫米级的微小缺陷，都可能引发放电故障。这类设备外壳多采用12毫米厚的钢板或20～30毫米厚的铝板制成，直径约2米，内部结构复杂，电阻片、触头、屏蔽罩等多种部件交叠布置。传统数字射线成像装置仅能检测壳体约为8毫米厚铝板的常规GIS设备，在面对超特高压GIS设备时，存在穿透力不足、灵敏度低、成像模糊等问题，难以有效检测微小缺陷。

对此，国网浙江电力研发了GIS设备射线可视化检测装置，通过优化闪烁体工艺，使探测器像素间距从154微米缩小至100微米，射线源的焦点尺寸从3毫米优化到1毫米，有效提高检测灵敏度，可检测出极小直径0.3毫米的异物。同时，研发团队更新引入图像智能处理评估技术，对检测图像开展一键式自动优化，在保证图像清晰度的同时有效降低图像噪声，精准分辨交叠设备边界，使微缺陷更加凸显。针对检测发现的异物，研发团队进一步采用超声成像检测开展交叉验证，排除由壳体本体缺陷产生的伪像，降低错判率。该公司利用该装置完成了±800千伏钱塘江换流站全站41个间隔的GIS设备射线成像微缺陷检测，共发现细微缺陷5处，并及时消除了缺陷。

国网浙江电力持续提升超特高压GIS设备内部微缺陷检测能力，研究三维成像、智能评估等技术，并对相关GIS设备开展定期“体检”，推动运维模式从“被动抢修”向“主动防御”转变，保障电网可靠稳定运行。

1概述（LYGCXT6000《油色谱在线监测装置》使用与优点介绍）

感谢您选用LYGCXT6000变压器油色谱在线监测系统。为确保可靠、正确使用本监测系统，请您详细阅读并保存本使用手册。

1.1使用须知

从事本系统安装、运行操作及维护的所有人员：

必须具备相应的专业技术资质；

严格遵守本使用手册的相关说明；

不得在系统后台数据服务器上玩游戏、浏览网页；

4、不得在系统后台数据服务器上安装其它任何软件，避免造成不必要的冲突。

违反以上操作可能导致：

1、降低系统监测精度，危害系统使用寿命；

2、可能损坏本系统设备或用户的其他设备；

3、造成不必要的伤害。

1.2相关标准

本系统引用下列标准，并由此规定了本系统的技术要求、验收规则、检验方法、适用范围、包装要求、标志、运输及储存。

1、GB7597－1987电力用油取样方法

2、GB/T7601－1987运行中变压器油水分测定法

3、GB/T14542－93运行中变压器油的维护管理规定

4、DL/T 596－1996 电力设备预防性试验规程

5、DL/T 572－1995 电力变压器运行规程

6、GB /T 7252一2000变压器油中溶解气体分析和判断导则

7、GB/T17623－1998 绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法

8、GB/T 2423－2001电工电子产品环境试验

9、GB/T 17626－1998电磁兼容 试验和测量技术

10、GB/T 13384－1992机电产品包装通用技术要求

11、GB190—1990危险货物包装标志

12、GB5099－1994钢质无缝气瓶

13、GB 4208－1993外壳防护等级（IP代码）

1.3应用范围（LYGCXT6000《油色谱在线监测装置》使用与优点介绍）

LYGCXT6000变压器油色谱在线监测系统适用于110KV及以上电压等级电力变压器、330KV及以上电压等级高压并联电抗器的运行状态监测。作为状态监测传感层设备，主要完成智能变电站一次充油设备状态监测参量的本地测量、数据通信功能，满足智能化变电站基于IEC61850的通信要求，实现全数字式数据采集传输。

系统是否只用于规定的用途， 由用户负责。为了保障起见，在系统的安装、改进、投入运行和更新过程中，事前未经本公司同意不能进行其他未授权的作业。否则可能危害本系统和变压器的可靠运行。

1.4产品特点（LYGCXT6000《油色谱在线监测装置》使用与优点介绍）

1、 真空与电磁振荡脱气技术

采用的真空与电磁振荡相结合的脱气技术可在低真空度条件下，利用电磁激振与溶质的真空挥发共同形成溶解气体的循环自激，在无任何介质介入的前提下，实现变压器油溶解气体的快速有效分离。脱气效率高、时间短、重复性好，避免对变压器绝缘油的污染。

2、冷阱技术

在油色谱检测中存在油气对色谱柱活性物质的污染，这将严重影响色谱柱的分离效果，降低色谱柱使用寿命。通常采用活性剂（如活性碳等）对分离出来的故障气体进行吸附过滤，可有效降低油气对色谱柱污染。但活性剂的活化再生特性无法满足在线监测系统长时期稳定运行要求。

冷阱是在一定的低温环境下，将变压器油C3以上有机物挥发成份实现有效冷凝，彻底避免油气对色谱柱的污染，实现系统免维护要求。

3、复合色谱柱

用复合单柱取代双柱，简化系统结构。复合色谱柱在一定温度环境下，可有效分离H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等六种故障气体，且在不同恒温条件下，各气体出峰面积不变，不影响系统数据处理的捕峰条件，适用于现场安装的变压器油色谱在线监测装置。复合色谱柱具有柱效率高，抗污染性能好，使用寿命长等特点。

4、气体检测器技术

采用集成传感技术，敏感元件和控制电路集成在独特的陶瓷硅芯片上，对应设计的故障气体受检气室，具有极小的死体积，可大大提高检测灵敏度。

和FID、TCD传感器相比，不怕中毒，寿命长。和其他非色谱检测法对比，检测器构造简单，体积小巧，检测灵敏度高。

5、支持TCP/IP、IEC61850通信协议

气体组份浓度、载气压力状态、谱图等数据信息可采用SV/GOOSE形式传输至过程层网络，支持TCP/IP通讯协议并全方位支持智能变电站基于IEC61850通信要求，可实现与其他厂商的变压器状态监测主IED的无缝接入。

2技术参数（LYGCXT6000《油色谱在线监测装置》使用与优点介绍）

2.1基本数据

1、额定数据

额定电压：AC220V。

功率消耗：在额定工作电压下，功率消耗不大于1000w 。

2、检测指标

表1气体组分检测指标

3、监测周期

极小监测周期2小时。可按用户需要任意设定监测周期。

4、重复性

对同一油样（以乙烯C2H4浓度50μL/L 计算）,连续进行5次油中气体成份分析，试验结果之间的差异不超过5次平均值的10%。

5、测量误差

对很低检测限值和很高检测限值之间气体含量的油样进行分析的同时，取同一油样在气相色谱仪上检测，以色谱仪检测数据为基准，计算测量误差。

测量误差：很低检测限值或±30%，取两者极大值。

6、通信接口

电气以太网接口：2个，10M/100M，RJ-45。

通讯串口：2个，RS485。

7、外形尺寸

本产品外形为长方形箱体，采用1.5mm 厚冷板。具体尺寸如下：1400mmÍ720mmÍ420mm。

2.2环境条件

1、环境温度：-40°C～+55°C；

相对湿度：5%～95%无冷凝；

大气压力：80kPa ～110kPa；

4、海拔高度：0～3000m。

2.3绝缘性能

1、绝缘电阻

A、在标准试验环境下，绝缘电阻符合表2的要求。

表2标准试验环境下绝缘电阻要求

B、在温度（+40±2）°C，相对湿度（93±3）%恒定湿热试验环境下，绝缘电阻符合表3的要求。

表3恒定湿热环境下绝缘电阻要求

2、介质强度

在标准大气条件下，介质强度符合表4要求。

表4介质强度要求

3、冲击电压

在标准大气条件下，在电源及信号端口对外壳之间施加标准雷电冲击电压。当额定电压Ur>60V时，试验电压为5kV；当额定电压Ur≤60V时，试验电压为1kV。装置无击穿及元器件损坏现象。

2.4机械性能

1、振动

抗振动：5Hz～17Hz    0.12″双峰位移   

17Hz～640Hz  1.7峰-峰加速度

2、冲击与碰撞

抗冲击：10G峰-峰加速度（12ms）

2.5抗干扰能力

1、承受静电放电抗扰度试验

装置的外壳端口能承受GB/T 17626.2-2006中规定的试验等级为4级的静电放电抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。

2、承受辐射电磁场抗扰度试验

装置的外壳端口能承受GB/T 17626.8-2008中规定的试验等级为5级的工频磁场、GB/T 17626.9-1998中规定的试验等级为5级的脉冲磁场抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。

3、承受射频电磁场抗扰度试验

装置的外壳端口能承受GB/T 17626.3-2008中规定的试验等级为5级的射频电磁场抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。

4、承受快速瞬变抗扰度试验

装置的电源端口、通信端口、输入和输出端口能承受GB/T 17626.4-2008中规定的试验等级为4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。

5、冲击（浪涌）试验

装置的电源端口、通信端口、输入和输出端口能承受GB/T 17262.5-2008中规定的试验等级为4级的浪涌（冲击）抗扰度试验。对电源端口、信号端口施加干扰时，装置在技术要求规定范围内能正常运行；对通讯端口施加干扰时，允许通讯暂时中断，但能自行恢复。无元器件损坏现象。

6、电压暂降、短时中断抗扰度试验

装置能承受GB/T 17626.11-2008中规定的试验等级为40的持续时间10个周波的电压暂降、短时中断抗扰度试验。

7、承受阻尼振荡磁场抗扰度试验

装置的外壳端口能承受GB/T 17626.10中规定的试验等级为5级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。

2.6连续通电

出厂前，在常温下进行不小于72h的连续通电试验，装置各项参数和性能指标符合企标。

2.7使用要求

防护等级：IP56

3产品功能介绍

3.1数据采集功能

运用气相色谱分析原理，采用真空与电磁振荡相结合的脱气技术，应用复合型色谱柱气体分离方法，使用基于集成传感技术的检测器，实现对变压器油中溶解的多组分气体H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的在线检测，可辅助实现CO2及微水H2O的检测。

3.2工作原理

电力变压器、电抗器、套管等充油高压电气设备，通常采用油、纸\纸板组成绝缘系统。当设备内部发生热故障、放电性故障或油、纸老化时，会产生多种故障气体，这些故障气体溶解于油中。不同类型的故障产生的气体组份及浓度也不同，因此故障气体组份可以反映不同类型的故障。利用气相色谱分析法对故障气体组份进行定性、定量分析，获得气体组份及其含量，实现对变压器的故障诊断。

3.3工作流程

1、变压器油经闭路循环进入油气分离室，受检油样在真空环境及电磁激振作用下，实现油气分离。

2、经冷阱除油后，分离出的故障特性气体导入气体定量室后，在载气的作用下流经色谱柱。利用色谱柱对各个气体组份具备不同的吸附\解附作用，使故障特性气体被依次分离。

3、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。

4、数据处理单元对电信号进行分析处理，分别计算出故障气体各组份浓度。

5、通信模块将气体组份浓度、载气压力状态、谱图等数据信息按照TCP/IP、IEC61850通信协议上送过程层网络，变压器状态监测主IED故障诊断系统对色谱数据进行综合分析诊断，超过设定注意值时进行报警，实现变压器故障的在线监测。

3.4系统结构

1、油样获取单元

经油泵强循环从变压器主油箱取得油样，并送入脱气室。

2、油气分离单元

采用真空与电磁振荡相结合的脱气方法，将气体从油中分离出来，并导入定量室。

3、载气单元

为色谱检测提供流速、流量恒定的流动相，保证色谱分离的准确性和稳定性。

4、色谱检测单元

采用复合型色谱柱及基于集成传感技术的检测器，实现多组份气体的分离和检测。

5、控制与数据处理单元

按照工艺流程实现对控件的顺序控制，实现载气调节、温度控制，完成信号调理、转换和数据计算。

6、通信接口单元

按照TCP/IP、IEC61850通信协议，将数据信息上传至过程层网络。

3.5数据通信功能

装置适用于符合TCP/IP、IEC61850标准的全智能变电站，气体组份浓度、载气压力状态、二维谱图等数据信息采用MMS方式传输至过程层网络。

装置可提供两路电气以太网接口，用于与变压器状态监测主IED通讯，或者将数据信息直接上送站端一体化信息平台。

伴随特高压工程的显著优势而来的是设计、建设难度巨大。超远距离的跨越，往往要面临沿途多变的地形地貌、严苛的环境条件、复杂的多重约束等挑战。一项特高压工程，可能要翻过崇山峻岭、穿过沙漠戈壁、越过江河湖泊，得规避城市规划区、生态保护区、矿区等区域，还要注意文物保护……既要兼顾可靠性与经济性，又要在多重硬性约束中实现平衡。

在“沙戈荒”地区，国家电网直面恶劣气候、环境的挑战，将其转化为更新技术的“试验场”。

哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程（简称哈密—重庆工程）的巴里坤换流站地处新疆九大风区之一，夏季酷热、冬季酷寒，项目团队研发混凝土抗裂膨胀剂，解决荒漠温差大造成的开裂问题；宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程（简称宁夏—湖南工程）的中宁换流站地处腾格里沙漠边缘，常年风沙大、温差也大，项目团队以双层防风沙百叶窗等设计抵御黄沙侵袭；陕北—安徽工程的宝塔山换流站地处四级湿陷性黄土区域，易导致地基沉降等问题，项目团队采用复合地基处理技术防治沉降，解决湿陷性黄土基础施工困难……通过推动装配式建造、阀厅抗风防治、湿陷性黄土施工等专项研究，攻克了“沙戈荒”地区施工难题。

金上—湖北工程克服了高海拔带来的多重极限挑战，被认为是特高压直流进入技术“更新区”、地域“空白区”和施工“无人区”的典型工程。

由于电源涉及西藏和四川多个水电站，因此这项工程在送端第1次采用分址级联技术，将传统的一个送端换流站“拆”成两个，分别建在金沙江两侧。两站共用接地极拓扑、应用新型控制保护系统，既相互独立又紧密配合，解决了传统换流站集中式布局的局限性，为后续高原特高压工程提供了更新范例。

建设这两座换流站首先面临交通运输难的问题。帮果换流站地处四川省白玉县，要从距离近的机场前往这里，运输车队必须翻越3座海拔4000米以上的雪山，穿越数十处急弯。位于西藏自治区芒康县的卡麦换流站海拔3720米，是世界上海拔很高的特高压换流站。其进站道路是一条通村公路，全长25公里，垂直高差达1200余米，沿途还分布有18处惊险的回头弯。一根钢筋、一袋水泥甚至一颗螺丝钉，都要历经千难万险才能抵达工地，更别提单台重达300多吨的换流变压器。建设者们迎难而上，逐一攻克了道路改造、交叉施工、交通导改等交通运输难题。

在施工中，项目团队还攻克了冻融条件下高填方边坡稳定性控制、围护结构抗风揭性能提升、高原生态植被快速恢复等一系列高海拔地区特高压工程施工技术难题。

“像金上—湖北工程一样，每一项特高压工程都面临新挑战，需要在标准化基础上进行定制化设计。“我们坚持核心技术牢牢掌握在中国人自己手中，以重大工程为依托、以业主为主导，集中各方优势资源，因地制宜来设计方案、实现技术更新。”

为应对大规模新能源外送、多直流馈入电网可靠稳定运行等形势要求，“十四五”期间，我国特高压电网技术在高海拔建设、拓扑结构、柔性直流输电、基于自主可控芯片的直流控保系统等方面实现了更新突破和工程应用。国家电网第1次形成了±800千伏/800万千瓦特高压直流标准化系列成果，我国实现设计、装备、施工、调试、管理全领域自主可控，形成500余项各类标准规范文件，并促进输变电装备产业链发展。

本公司是专业生产“油色谱在线监测装置”高压电力检测设备的厂家，本产品为客户解决了各种在变电站等实验中的问题。我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，同时我们保留对仪器使用功能进行改进和升级的权力，如果您发现仪器在使用过程中其功能与说明书介绍的不全部一致，请以仪器的实际功能为准。在产品的使用过程中发现有什么问题，请与我们及时联系！我们将尽力提供完善的技术支持！（上海来扬电气网站新闻及技术文章内容为传递更多信息而非盈利之目的,内容仅供参考，仅代表作者个人观点，以实际情况为准。)版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。