电力体制改革“变压器油色谱监测系统”特点及性能介绍

近日，南方电网第1个10千伏水下运行电力设备展厅在南方电网深圳龙华供电局落成。展厅内，一个长8米深3米的透明水池中，一组银灰色设备上亮起的指示灯在水中格外醒目，10千伏电力正源源不断稳定输送至该局办公楼。

放置于水池中的是南方电网首套防水浸中低压配电设备，已取得中国计量认证（CMA）与中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的双重认证，并完成南方电网内第1次水深3米环境下带电运行48小时试验，标志着南方电网在提升电网抗灾能力、保障电力供应稳定性方面取得新突破。

以往每年汛期及台风天气时，运维人员主要依靠给位于建筑地下室的配电房增设防水挡板、放置防水沙袋等措施开展防涝工作。而该套防水浸中低压配电设备将有效解决挡板、沙袋等防汛物资不易搬运存储、使用寿命短、搭建耗时长等问题，降低防汛防涝成本。同时，在现有配电房使用该套设备还可节约近45%的配电房改造成本。

建造方面，该设备开创双隔舱、双面板密封微正压结构，通过采用增加半导体材料散热片、使用一体式焊接密封结构及预埋式一体浇筑等建造工艺，结合先进的密封技术和航插连接，将设备防水等级由IPX4（防溅水）提升至IP68（防水浸），有效防止流水进入设备内部，使其在完全浸入水中情况下可持续带电运行至少48小时，有效应对沿海地区及低洼地带配电房易受潮、浸水等问题。

同时通过集成在线监测功能，该套设备可实现供电线路开关远程操作，运维人员在调度室即可通过远程控制系统，操作浸于水中的设备实现供电线路开关分合闸，规避传统设备在浸水情况下人为操作设备导致的触电风险。

第1章 基本说明（WBGCXT5000电力体制改革“变压器油色谱监测系统”特点及性能介绍）

非常感谢您选用 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统。为确保可靠正确的使用本系统，请在使用前一定详细阅读本使用手册。阅读后请妥善保存，以便必要时查阅。

本使用手册在使用规程上采用如下三种方式强调一些重要事项：

1.1 规定用途

WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统是用于电力变压器油中溶解气体的在线分析与故障诊断，适用于 110kV 及以上电压等级的电力变压器、电弧炉变压器、电抗器以及互感器等油浸式高压设备。

1.2 相关标准

本设备引用下列标准，通过引用标准中的相关条文构成本标准的条文。由此规定了本设备的技术要求、验收规则、检验方法、适用范围、包装要求、标志、运输及储存。

（ 1 ）GB1094 － 1996 电力变压器

（ 2 ）GB2536 － 1990 变压器油

（ 3 ）GB7597 － 1987 电力用油取样方法

（ 4 ）GB/T507 － 1986 绝缘油介电强度测定法

（ 5 ）GB/T7601 － 1987 运行中变压器油水分测定法

（ 6 ）GB/T14542 － 93 运行中变压器油的维护管理规定

（ 7 ）DL/T 596 － 1996 （ 2005 复审） 电力设备预防性试验规程

（ 8 ）DL/T 572 － 1995 （ 2005 复审） 电力变压器运行规程

（ 9 ）GB /T 7252 --- 2001 变压器油中溶解气体分析和判断导则

（ 10 ）GB/T17623 － 1998 绝缘油中溶解气体组份含量的气相色谱测定法

（ 11 ）GB/T 2423 － 2001 电工电子产品环境试验

（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 电磁兼容试验和测量技术

（ 13 ）GB/T 13384 － 1992 机电产品包装通用技术要求

（ 14 ）GB190 — 1990 危险货物包装标志

（ 15 ）GB5099 － 1994 钢质无缝气瓶

（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 计算站场地使用要求

（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技术设备的保障

（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 电子计算机场地通用规范

（ 19 ）GB 4208 － 1993 外壳防护等级（ IP 代码）

1.3 操作规程

从事本设备的安装、投入运行、操作、维护和修理的所有人员

◆ 必须有相应的专业资格。

◆ 必须严格遵守各项使用说明。

◆ 不要在数据处理服务器上任意安装软件，避免不必要的冲突。

违章操作或错误使用可能导致：

◆ 降低设备的使用寿命和监测精度。

◆ 损坏本设备和用户的其他设备。

◆ 造成严重的或致命的伤害。

第2章 简介（WBGCXT5000电力体制改革“变压器油色谱监测系统”特点及性能介绍）

WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析、数据处理、实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。该系统作为油色谱在线监测领域的新一代产品，将为电力变压器实现在线远程 DGA 分析提供稳定可靠的解决方案，是电力系统状态检修制度实施的有力保障。

WBGCXT5000 系统是结合了本公司在电力色谱自动全脱气装置运行中近十年的成功经验，并总结国内外油色谱在线监测的优缺点，倾心打造而成。该系统保持了我公司产品向来所具有的稳定性、可靠性、准确性等方面的优势：

♦ 在线检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的浓度及增长率；

♦ 定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态；

♦ 油气分离可靠，不污染，排放和不排放变压器油可由用户自己选择；

♦ 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% ，优于离线色谱± 30%的指标；

♦ 成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输；

♦ 数据采集可靠性高，采用过采样技术 Δ－∑模数转换器，24 位分辨率，自动校准；

♦ 多样的数据显示及查询方式，提供报表和趋势图，历史数据存储寿命为 10 年；

♦ 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；

此外， WBGCXT5000 系统采用了模块化设计，高性能嵌入式处理器的应用使色谱在线监测系统更加稳定可靠，并具有下列特点：

♦ 更快的分析周期，极小监测周期为 40-60 分钟，可由用户自行设置，推荐检测周期为 24 检测一次；

♦ 油气分离速度快，仅需 10 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；

♦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，保证载气不会带进变压器本体中；

♦ C2H2 极低检测限可达 0.3 μ L/L ；

♦ 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；

♦ 采用嵌入式处理器控制系统，将油气分离、数据采集、色谱分析、浓度计算、数据报警、设备状态监控等多功能集于一体，不会出现数据丢失等情况，大大提高了系统的可靠性和稳定性；

♦ 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；

♦ 采用基于 RS-485 的总线标准，可实现全数字、远程数据传输、控制和参数设置；

♦ 加强系统故障诊断功能，提供改良三比值法、大卫三角法和立方体图示法，给出诊断结果 ；

♦ 加强系统自检，增加远程维护功能，提供设备异常事件报警；

♦ 可扩展性高，可便捷的与其它监测装置集成；

♦ 系统结构紧凑，安装维护简便，操作人性化；

2.1 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统组成

WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统由现场监测单元、主控室单元及监控软件组成。现场监测单元即色谱数据采集装置由油样循环采集单元、油气分离单元、气体检测单元 、数据采集单元、现场控制处理单元、通讯控制单元及辅助单元组成。其中辅助单元包括置于色谱数据采集器内的载气，变压器接口、油管及通信电缆等。

2.2 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统工作原理

WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统工作时，先利用油样采集单元进行油路循环，处理连接管道的死油，再进行油样定量；油气分离单元快速分离油中溶解气体输送到六通阀的定量管内并自动进样； 在载气推动下，样气经过色谱柱分离，顺序进入气体检测器；数据采集单元完成 AD 数据的转换和采集，嵌入式处理单元对采集到的数据进行存储、计算和分析，并通过 RS485接口将数据上传至数据处理服务器（安装在主控室），然后由监测与预警软件进行数据处理和故障分析。如图 2.3 所示

2.3 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统主要技术参数

2.4 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测网络

WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统通过用户的 MIS 系统远端显示监测界面、数据查询、参数设置等现场具备的全部功能。采用有线接入方式：一个电厂或变电站可以用一台数据处理服务器，通过 RS485 总线控制多台色谱数据采集器，每一台色谱数据采集器可监测一台电力变压器 。

2.5  WBGCXT5000 变压器色谱在线监测系统配置

第3章 硬件安装前准备工作（WBGCXT5000电力体制改革“变压器油色谱监测系统”特点及性能介绍）

在确定安装 WBGCXT5000 变压器油色谱在线监测系统前请确认以下准备工作（确定的安装方案）已完成：

♦ 选择合适的取油口及回油口

♦ 选择合适的色谱数据采集装置安装位置，安装基础平台已施工完毕

♦ 选择合适的色谱数据采集装置工作电源

♦ 选择合适的色谱数据服务器(安装位置)

♦ 确定数据处理服务器与色谱数据采集装置的配置

3.1 选择合适的取油口及回油口

WBGCXT5000 变压器色谱在线监测系统从变压器中取油、对油进行分析，然后把油送回到变压器中。取油口和回油口的选择对于油中溶解气体的精准分析是非常重要的。选择合适的取油口及回油口通常包括以下内容：

3.1.1 确定取油口和回油口的位置

3.1.2 确定取油口和回油口规格参数

需确定取油口、回油口、接口阀门的类型、接口阀门螺纹规格及阀门高度等主要参数，并正确估算取油回油口与色谱数据采集装置安装位置的距离，以便厂方加工相应的转接阀门并附带足够长度的油管。

3.2 选择合适的色谱数据采集装置安装位置

3.2.1 色谱数据采集装置安装位置的确定

选择色谱数据采集装置的安装位置时，应该考虑以下方面：

① 色谱数据采集装置应该安装在不影响变压器维护和不影响其它工作的位置。

② 色谱数据采集装置前后两侧应预留 1.0 米的空间，以便用于色谱数据采集器的安装与维护 ，其正面（带指示灯面）应面向巡检通道。

③ 色谱数据采集装置安装位置应尽量接近取油口和回油口的位置。色谱数据采集装置安装位置确定后应正确估算取油口、回油口与安装位置的距离。

④ 色谱数据采集器安装位置附近应有 AC220V 电源。

3.2.2 安装基础平台施工

3.3 选择合适的色谱数据采集装置工作电源

WBGCXT5000 变压器色谱在线监测系统使用交流 220V 电源，功耗为 1000W 。安装前需确定电源控制柜与色谱数据采集装置间的距离。

3.4 选择合适的数据处理服务器安装位置

数据处理服务器建议安装在变电站主控室或电厂的电气控制室内（预留交流 220V 电源及通信线通道）。数据处理服务器外型满足 19″工业机箱标准，可直接在预留空位的 19″标准工业控制屏柜上安装。如无备用，则需要加装 19″标准工业控制屏柜。该屏柜需要另行定购。

3.5 确定数据处理服务器与色谱数据采集装置的配置

数据处理服务器与色谱数据采集器有不同的配置方案，一台数据处理服务器可以带一台色谱数据采集装置，也可以带多台色谱数据采集装置（极多16台）；如下图所示

3.6用户信息

请用户提供下列信息，包括用户基本信息表和变压器基本信息表，这将有助于今后服务以及发生问题时的及时准确处理。

随着“确认110千伏古木站10千伏农场Ⅰ线农场Ⅰ02开关1刀闸线路侧发电车已带上负荷”调度指令操作完毕，标志着南方电网广西柳州供电局成功应用10千伏中压发电车同期并网技术于计划停电检修作业中，全程未对周边用户造成用电影响，成功实现了线路施工“用户零感知”。

据悉，按照以前的传统做法，在线路改造期间，周边用户用电会受到影响，为保证线路改造期间用户正常用电，该局调度中心等多部门协同探索10千伏中压发电车同期并网技术，破解“无缝切换”难题。中压发电车是一种车载式可移动分布式电源，能直接输出10千伏高压电，采用“无感转电”技术能够快速提升应急响应功能，在重大活动保电方面，当有大型活动、赛事等保供电任务时，将发电车提前并网待命，若主电网突发故障，可瞬时切换至备用电源，确保关键场所不间断供电；在停电检修方面，若线路发生故障或设备进行检修，可将发电车临时接入电网，实现“检修零停电”，减少用户的损失；在灾害应急支援方面，可快速构建临时的供电网络，为抢险救援以及民生用电提供坚强的电力保障。

下一步，柳州供电局将进一步推广同期并网技术至全域供电网格，持续探索“无感转电”与储能、分布式能源的协同应用，坚持“能转不停、能带不停、能发不停”的可持续供电方式，全力打造韧性城市配电网，为服务“双碳”目标提供更强支撑。

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