KTH3000型變壓器油色譜在線監(jiān)測及診斷系統(tǒng)說明書
一、概述
隨著公共電力事業(yè)企業(yè)化的深入，電力行業(yè)面臨降低運行成本、提高設備利
用率及可靠、安全供電的挑戰(zhàn)，這就要求運行人員能隨時掌握主要發(fā)送電設備的
運行情況。早期檢測變壓器中存在的潛伏性故障就顯得尤為重要。
高壓和高溫使油浸式電力設備中的絕緣油產生微量的各種低分子烴類及二氧
化碳、一氧化碳、氫氣等氣體，這些氣體大部分溶解在油中。當存在潛伏性過熱
或放電故障時，就會加快這些氣體的產生速度。分解出的氣體形成的氣泡在油里
經(jīng)過對流、擴散、不斷的溶解在油中。故障氣體的組成和含量與故障的類型和嚴
重程度有密切關系。
常規(guī)采用的檢測手段是對絕緣油進行定期取樣和分析，典型取樣周期為六個
月。根據(jù)絕緣油中溶解氣體的成分和含量確定變壓器內部故障的類型及其嚴重程
度，該方法對變壓器內部故障的判斷是靜態(tài)的，在這種意義上它是有效的。事實
上變壓器安全狀況是在不斷變化的是動態(tài)的，在長達六個月的定期分析間隔周期
內，變壓器內部的任何狀況變化都不會被檢測到，這正是一些變壓器發(fā)生災難性
損壞的原因。因此，如果能夠在線監(jiān)測溶解于油中故障氣體的含量和產氣速率，
就能盡早發(fā)現(xiàn)設備內部存在的潛伏性故障并可隨時掌握故障的發(fā)展情況，以便采
取防范措施，避免突發(fā)性事故的發(fā)生。對于變壓器油中溶解氣體色譜分析的在線
監(jiān)測方法，雖然仍以油中溶解氣體為反映故障的特征量，但它是直接在變壓器現(xiàn)
場實現(xiàn)油色譜的定時在線智能化監(jiān)測與故障診斷。
二、工作原理
由于含有不同化學健結構的碳氫化合物有著不同的熱穩(wěn)定性，所以絕緣油隨
著故障點溫度的升高依次裂解生成烷烴、烯烴和炔烴。每一種烴類氣體最大產生
率都有一個特定的溫度范圍，故絕緣油在不同的故障性質下產生不同成份、不同
含量的烴類氣體，如出現(xiàn)電暈放電時主要是氫氣，電弧放電時主要是乙炔，高溫
熱點主要是乙烯。這些氣體在絕緣油中飽和溶解度很大，所以有相當數(shù)量的氣體
溶于絕緣油中。用分析油中含氣成份檢測異常的方法，根據(jù)氣體的組分和各種氣
體的含氣量及其逐年的變化情況等，以判斷故障的種類、部位和程度等。
色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由油氣分離檢測器、 色譜監(jiān)測控制箱、 微機處理及
診斷單元組成。一臺主變壓器對應一個油氣分離檢測器；微機處理、控制及診斷
單元由單元信號處理及數(shù)字采樣模板、通訊模板及工業(yè)計算機構成。一臺工控機
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能控制10臺主變壓器。
色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣方式為模塊方式，采用工業(yè) RS485 總線接口，檢測信
號在現(xiàn)場進行 A/D 轉換，用數(shù)字信號將轉換數(shù)據(jù)傳送到主控室，消除了長距離傳
輸耦合的干擾信號，可靠性高，抗干擾能力強。溶解在變壓器油中氣體經(jīng)油氣分
離器分離后進入氣室，定量管與氣室相通。在內置微型氣泵的作用下，定量管中
的故障特征氣體在載氣作用下流過傳感器板，六個傳感器分別感應各自的特性氣
體（H2、CO、CH4、C2H2、C2H6、C2H4)，將特性氣體含量轉變成電信號，色譜檢
測控制箱將采集到的模擬信號轉變成數(shù)字信號，并通過 RS485 上傳給安裝在控制
室的數(shù)據(jù)處理器，由變壓器油色譜在線監(jiān)測軟件計算出各組分和總烴的含量以及
各自的增長率，再由故障診斷專家系統(tǒng)對變壓器故障進行診斷，從而實現(xiàn)變壓器
故障的在線監(jiān)測。這些方法的特點是能有效地判斷出用電氣試驗不易確定的輕度
故障、鐵芯的局部事故之類的毛?。贿€可以在初期階段就發(fā)現(xiàn)在緩慢發(fā)展的事故。
它的特點是信息量充分，故障反映靈敏。
三、主要技術指標
1、檢測物理量及檢測靈敏度：在線監(jiān)測運行變壓器油中H，CO，CH，CH，
2 4 2 4
CH，CH 六種溶解氣體；CH 的監(jiān)測靈敏度達 0.5ppm，測量誤差± 10%；其余五
2 2 2 6 2 2
種氣體的監(jiān)測靈敏度≦5ppm，測量誤差±10%
2、檢測周期：監(jiān)測周期短，2-3 天自動檢測一次，用戶也可通過軟件設置采樣
間隔時間
3、傳感器壽命：傳感器及薄膜的使用壽命大于10年
4、供電電源：交流220V±10%,50Hz
5、運行環(huán)境：系統(tǒng)正常工作的環(huán)境溫度為-40℃～＋60℃
6、軟件安裝：采樣軟件可在Win2000server平臺上運行，瀏覽軟件可在
Win98/NT/2000/XP平臺上運行
四、系統(tǒng)特點：
色譜監(jiān)測適用于 110-500KV 大型變壓器油色譜在線監(jiān)測及智能化診斷。具有
以下特點：
1、良好的氣體分離性能
采用自主研制、性能優(yōu)異的高分子聚合薄膜，具有透氣率高、機械強度好、
耐污染能力強和耐老化時間長的特點。
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2、抗干擾性能強
監(jiān)測系統(tǒng)采樣方式為模塊方式，檢測信號在現(xiàn)場進行 A/D 轉換，用數(shù)字信號
將轉換數(shù)據(jù)傳送到主控室，消除了長距離傳輸耦合的干擾信號，可靠性高，抗干
擾能力強。
3、靈敏度高
采用新一代半導體氣敏傳感器，性能穩(wěn)定、分辨率和靈敏度高，C H 檢測靈
2 2
敏度達0.5ppm，其余五種氣體的監(jiān)測靈敏度≦5ppm，居國際領先水平。響應和恢
復時間短，抗震動和沖擊能力強，具有較好的線性度和一致性，確保了在線監(jiān)測
的長期可靠運行。
4、 可靠的智能專家系統(tǒng)
根據(jù)監(jiān)測得到的變壓器油中六種氣體含量及各種絕緣數(shù)據(jù)，以三比值法、小
波理論、模糊數(shù)學和神經(jīng)網(wǎng)絡及人工智能診斷技術等先進的數(shù)學方法為手段，進
行變壓器早期故障診斷，確保了診斷的可靠性。
5、查詢方便
采用 Web 查詢方式，有訪問權的用戶只需在局域網(wǎng)內的微機上輸入現(xiàn)場色譜
工控機的IP地址，就可進入色譜數(shù)據(jù)庫專家查詢系統(tǒng)，查詢各時間段的色譜數(shù)據(jù)、
報警數(shù)據(jù)和色譜曲線圖。
6、 自動定時巡檢
在不低于最小巡查時間的前提下（1 小時），可通過監(jiān)測主機任意方便地設定
巡檢時間。
7、自動追蹤監(jiān)測
當某臺設備有故障征兆或其它原因需要對其進行連續(xù)監(jiān)測時，系統(tǒng)可自動或手
動設定對該設備進行連續(xù)監(jiān)測。
8、溫度自控
戶外油氣分離單元及控制器具有自動溫控系統(tǒng)，能在各種氣候條件下正常工
作。
五、監(jiān)測指標
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尊敬的用戶您好！變壓器油色譜在線監(jiān)測及診斷系統(tǒng)是一種專門用于電力行業(yè)變壓器維護和安全保障的技術設備。它通過連續(xù)不斷地對變壓器內部使用的絕緣油（即變壓器油）進行非破壞性檢測，實時分析其中溶解氣體組分（如氫、甲烷、乙烯等）、CO、CO2以及水分含量等關鍵參數(shù)。 該系統(tǒng)利用氣相色譜法，結合先進的傳感器技術和數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸及遠程監(jiān)控功能，能夠在不停電的情況下，持續(xù)不斷地監(jiān)測變壓器油的質量變化及其內部是否存在潛在的放電、過熱或其他故障跡象。一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動報警并生成詳細的故障診斷報告，幫助運維人員及時采取措施，避免變壓器突發(fā)故障導致的重大經(jīng)濟損失和安全風險。 因此，變壓器油色譜在線監(jiān)測及診斷系統(tǒng)的說明書將詳細介紹該系統(tǒng)的安裝、操作方法、日常維護、故障判斷標準、數(shù)據(jù)解讀及應急預案等內容，以確保用戶能夠充分利用這一先進設備，有效提升電力設施的安全運行管理水平。如有更具體的問題或需要了解更多詳細信息，請隨時向我們咨詢。