電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置”使用注意事項

國網秦皇島供電公司某220千伏變電站運維班班長韓軍通過智能巡檢系統(tǒng)發(fā)現2號主變壓器油溫出現異常波動。系統(tǒng)隨即將隱患信息推送至主控室監(jiān)控大屏，并通過移動終端生成帶電檢測工單。接到指令后，檢修人員迅速響應。從數據出現異常預警到檢修人員抵達現場，僅用8分鐘。

為提升迎峰度夏期間供電可靠性，秦皇島供電公司不斷推動數字技術與電力運維深度融合，打造“自動感知、自動預警、高效處置"的智慧運維體系。

“我們融合保電管理制度與電力生產管理系統(tǒng)，讓系統(tǒng)具備移動派單、實時跟蹤和超時預警等功能，就像給運維工作配備了一位‘智能管家’，能自動協(xié)調調度各項任務。"韓軍介紹。目前，秦皇島轄區(qū)主要變電站已形成“工單精準下發(fā)、執(zhí)行實時監(jiān)督、超時自動提醒"的全流程閉環(huán)管理模式。變電站出現的各類問題可在30分鐘內響應、2小時內處理完畢。

一、產品簡介（LYGCXT9000電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置"使用注意事項）

目前電力及工業(yè)系統(tǒng)中的油色譜產品大多是以氣相色譜作為主要的監(jiān)測手段，但采用氣相色譜技術的產品普遍維護量大且頻繁（需要定期換氣），相比之下，我公司研發(fā)生產的新一代變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置采用以光聲效應為基礎的新型光聲光譜分析檢測技術，實現快速地在線監(jiān)測變壓器等油浸式電力高壓設備的油中氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等氣體的含量及增長率，并通過故障診斷專家裝置早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。

二、工作原理（LYGCXT9000電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置"使用注意事項）

光聲光譜技術是基于光聲效應來檢測吸收物體積分數的一種光譜技術，即氣體分子吸收特定波長的電磁輻射（紅外光）所產生的效應。氣體分子吸收經過調制的特定波長紅外輻射而被激發(fā)到高能態(tài)，由于高能態(tài)極不穩(wěn)定，分子隨即以無輻射躍遷形式將吸收的光能變?yōu)闊崮芏氐交鶓B(tài)；宏觀上表現為壓力的變化，即產生聲波。光聲信號的相位與光的調制相位相同，而光聲信號的強度與氣體的體積分數及光的強度成正比。光的強度一定時，根據光聲信號強度就可以定量分析出氣體的體積分數。

三、產品特點（LYGCXT9000電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置"使用注意事項）

產品集控制，測量、分析功能為一體，在保證產品性能和質量的前提下，解決了氣相色譜技術不可避免的需要定期維護更換的問題，降低了維護成本。該裝置保持了我公司產品向來所具有的穩(wěn)定性、可靠性、準確性等方面的優(yōu)勢：

1.在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的濃度及增長率，并可根據用戶需要增加氧氣（O2），氮氣（N2）及微水（H2O）的監(jiān)測；

2.相較氣相色譜監(jiān)測方式，無需載氣部分，后期基本免維護；

3.檢測周期短，下限檢測周期一小時；

4.高穩(wěn)定性、高精度氣體檢測技術，傳感器漂移小，可校準，測量結果準確；

5.成熟可靠的通信方式，采用標準網絡協(xié)議，支持遠程數據傳輸；

6.多樣的數據顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數據存儲量大；

7.開放的數據庫，可接入電力系統(tǒng)局域網；

四、技術指標（LYGCXT9000電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置"使用注意事項）

1.性能參數

                                       表1 產品性能參數表

2、檢測項參數

                                                                              表2 氣體檢測參數表

五、結構組成（LYGCXT9000電力建設新產品“光聲光譜變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置"使用注意事項）

產品主要由脫氣模塊和氣體檢測模塊兩部分組成

1.脫氣模塊

通過變壓器出油口將油抽入采集循環(huán)裝置內，采用真空脫氣方法，由真空裝置抽取真空將特征氣體與被檢測油樣分離，輸入到氣體檢測模塊，油泵將循環(huán)裝置內油抽回變壓器本體。

2.氣體檢測模塊

由光源、濾光片組、光聲池、微音器、信號處理組成

光源：保證可調制的周期性單色光輸入，壽命高，提高氣體檢測能力。

濾光片組：篩選特定頻率光輻射以分別測量各種氣體。濾光片設計以有效消除各種氣體間的交叉干擾，提高檢測精度。

光聲池：光聲池是光聲光譜檢測儀器中核心的部分。它是一個裝有微音器、放置被測氣體的密閉腔體。實質就是“光-熱-聲"的轉換器。光聲池是由池體、光學窗片、微音器和氣體接口組成。配合系統(tǒng)設計要求進行高精度的加工。專門的設計可使光聲轉換效率高，提高檢測靈敏度。

微音器： 微音器的作用是將聲信號轉化為電信號。更好地配合光聲池，微音器也進行了專門的設計、改造，確保了信號的穩(wěn)定性。

3.變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測網絡

變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置通過用戶的 MIS 裝置遠端顯示監(jiān)測界面、數據查詢、參數設置等現場具備的全部功能。采用有線接入方式，一個電廠或變電站可以用一臺數據處理服務器，通過 RS485 總線控制多臺光譜數據采集器，每一臺光譜數據采集器可監(jiān)測一臺電力變壓器 。

4.變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置配置

                                                                               表3   產品配置表

六、安裝指導

變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置是高精密集成儀器，無論是否在保修期內，用戶不要隨意拆裝儀器，以免造成不必要的麻煩。在進行安裝工作前，須仔細閱讀和理解本章節(jié)的全部內容，這對順利完成安裝過程非常重要。

1、安裝準備

①變壓器閥門選擇：選擇兩個變壓器上可用閥門作為進出油口，（建議進油口取下部位置，出油口取上部位置，使油形成回路）并保證閥門狀態(tài)正常并提供閥門尺寸，用于設計加工油管連接的法蘭。

②確定安裝位置：確定在線監(jiān)測裝置安裝位置，安裝位置與主變的法蘭接口的距離以就近為佳。注意保障可靠距離，現場設備安裝必須符合電力系統(tǒng)設備可靠規(guī)范要求。

③電纜槽溝制作：用于在線監(jiān)測裝置到站內監(jiān)控后臺之間通訊及電源電纜鋪設的電纜溝及油管保護

2、設備安裝

安裝位置打出底座固定孔，底座用附件中的固定螺絲固定在水泥地上，在線監(jiān)測裝置要與主變的地網用接地線連接，保證可靠接地，并符合《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》中華人民共和國國家標準 GB 50169-92。

3、法蘭和油管安裝

測量設備距離法蘭進出油管的距離，切割符合長度要求的油管，

油管套入保護套內，油管兩端注意密封，防止泄露

拆下主變上的法蘭蓋板：將閥門關閉；擰松蓋板對角螺絲，用扳手輕輕敲擊蓋板，觀察殘余油樣流出情況，如果流量越來越小為正常，再把螺絲全部松掉，拆下蓋板。

裝密封圈：用干凈的布將法蘭接觸面及出油口處清理干凈，確保無異物；觀察密封圈槽，將密封圈放在主變法蘭或油管法蘭帶槽位置；如沒有卡槽，把密封圈用膠或油固定在油管法蘭合適的對接面上，注意防止移位。

根據主變進出油法蘭的位置確定油管法蘭的安裝方向；將油管法蘭和現場進出油法蘭裝配（球閥和碟閥）好，而對于針型閥還需要將取油閥罩擰緊，固定法蘭裝好對角螺絲，均勻的將各個螺絲擰緊

4、線路連接

電源線連接

將電源電纜中的導線用剝線鉗剝開 6mm，將剝開的線芯擰成股，接到 設備內“接線端子 1"上的“L"、“N"、“G"上，如圖 5 所示。（注：接線端子 1 的 1、2 腳為 L，3、 4 腳為 N，5、6 腳為 G）

（2）通訊線連接

將通訊電纜中兩種不同顏色的導線用剝線鉗剝開 6mm，將剝開的線芯擰成股，接到設備內“接線端子 1"上的“485-1 +"、“485-1 -"，電纜的屏蔽層接“485-1 G"上， 并注意“485-1 +"，“485-1 -"的顏色（注：接線端子 1 的 7 腳為 485-1 +，8 腳為 485-1 -，9 為 485-1 G、

接線端子 1 的 10 腳為 485-2+，11 腳為 485-2 -，12 為 485-2 G、）。

將通訊電纜的另一端與監(jiān)控后臺的RS 485 口連接

在一座變電站的主控室內，運維班技術員徐斌通過新一代集控系統(tǒng)實時監(jiān)測全站設備運行狀態(tài)。作為智慧運維體系的“大腦"，該系統(tǒng)能動態(tài)展示各設備的電流、電壓、油溫等核心參數及站內溫度、濕度等環(huán)境信息。一旦檢測到異常信號，系統(tǒng)會立即自動彈窗告警，無須運維人員逐個排查設備，降低人工巡檢的漏判風險。

設備隱患的精準防控離不開技術手段支撐。變電站的智能巡檢系統(tǒng)實時監(jiān)測站內3327個監(jiān)測點及站外12處輸電通道數據，通過秦皇島供電公司自主研發(fā)的算法，該系統(tǒng)實現了呼吸器吐泡動態(tài)捕捉、“油位-油溫"聯動預警等，可精準識別設備異常。今年迎峰度夏期間，該系統(tǒng)已成功預警11次設備隱患，準確率達100%。

智慧運維體系還將防護延伸至防汛等領域。目前，在一些重要變電站已部署8處水位監(jiān)測點和10個攝像頭，構建了一套立體化防汛監(jiān)控網絡。一旦水位超過警戒線10厘米，系統(tǒng)便自動啟動應急預案。8月15日，秦皇島出現強降雨，該系統(tǒng)提前2小時發(fā)出預警，變電運維人員迅速采取排水措施，避免了電纜溝進水。

在安全保障方面，主要變電站升級構建了“三維安防"體系，實現智能監(jiān)控全覆蓋。關鍵通道設有紅外對射裝置，系統(tǒng)會在可疑人員進入監(jiān)控范圍時立即觸發(fā)聲光報警，便于相關人員迅速響應處置。目前，智慧運維經驗已推廣至全市4座重點保供變電站。

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