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技術文章 | Technical articles
中國電機工程學會農電專委會主任委員孫吉昌，多年以來心系三農、情注農電，始終對農村電力事業發展懷著一種強烈的責任感。面對“雙碳"戰略目標，他時刻關注著黨和國家在能源領域制定的一系列新政策，密切跟蹤和研究能源轉型背景下新型電力系統建設與新型能源體系的發展方向，精心籌劃，組織專家和科研團隊有針對性地開展調查研究，為建設新型農村配電網，賦能鄉村振興貢獻了力量。
為深入學習貫徹黨中央鄉村振興發展戰略，更好地服務于新時代“三農"工作，自從黨中央明確提出“構建以新能源為主體的新型電力系統"以來，中國電機工程學會農電專委會主任委員孫吉昌，帶領中國電機工程學會農電專委會積極探索和研究新形勢下農村電網智能化發展方向的特點和規律，深入基層一線大力開展調查研究，通過組織舉辦“建設新型農村配電網•助力農村清潔能源發展利用"等論壇活動，有針對性地提出了科學發展建議和對策，為國家相關部門科學制訂新型能源體系建設和發展的相關政策提供了科學依據，有力推動了農網技術進步和管理升級。
第1章 基本說明（LYGCXT5000550KV主變油色譜在線監測系統適用于各種電力設備）
上海來揚電氣科技有限公司非常感謝您選用變壓器油色譜在線監測系統。為確保安全正確的使用本系統，請在使用前一定詳細閱讀本使用手冊。閱讀后請妥善保存，以便必要時查閱。
本使用手冊在安全規程上采用如下三種方式強調一些重要事項：
1.1 規定用途（LYGCXT5000550KV主變油色譜在線監測系統適用于各種電力設備）
是用于電力變壓器油中溶解氣體的在線分析與故障診斷，適用于 110kV 及以上電壓等級的電力變壓器、電弧爐變壓器、電抗器以及互感器等油浸式高壓設備。
1.2 相關標準（LYGCXT5000550KV主變油色譜在線監測系統適用于各種電力設備）
本設備引用下列標準，通過引用標準中的相關條文構成本標準的條文。由此規定了本設備的技術要求、驗收規則、檢驗方法、適用范圍、包裝要求、標志、運輸及儲存。
（ 1 ）GB1094 － 1996 電力變壓器
（ 2 ）GB2536 － 1990 變壓器油
（ 3 ）GB7597 － 1987 電力用油取樣方法
（ 4 ）GB/T507 － 1986 絕緣油介電強度測定法
（ 5 ）GB/T7601 － 1987 運行中變壓器油水分測定法
（ 6 ）GB/T14542 － 93 運行中變壓器油的維護管理規定
（ 7 ）DL/T 596 － 1996 （ 2005 復審） 電力設備預防性試驗規程
（ 8 ）DL/T 572 － 1995 （ 2005 復審） 電力變壓器運行規程
（ 9 ）GB /T 7252 --- 2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則
（ 10 ）GB/T17623 － 1998 絕緣油中溶解氣體組份含量的氣相色譜測定法
（ 11 ）GB/T 2423 － 2001 電工電子產品環境試驗
（ 12 ）GB/T 17626 － 1998 電磁兼容試驗和測量技術
（ 13 ）GB/T 13384 － 1992 機電產品包裝通用技術要求
（ 14 ）GB190 — 1990 危險貨物包裝標志
（ 15 ）GB5099 － 1994 鋼質無縫氣瓶
（ 16 ）GB/T 9361 － 1988 計算站場地安全要求
（ 17 ）GB 4943 － 2001 信息技術設備的安全
（ 18 ）GB/T 2887 － 2000 電子計算機場地通用規范
（ 19 ）GB 4208 － 1993 外殼防護等級（ IP 代碼）
1.3 安全規程（LYGCXT5000550KV主變油色譜在線監測系統適用于各種電力設備）
從事本設備的安裝、投入運行、操作、維護和修理的所有人員
◆ 必須有相應的專業資格。
◆ 必須嚴格遵守各項使用說明。
◆ 不要在數據處理服務器上玩電子游戲、瀏覽網頁。
◆ 不要在數據處理服務器上任意安裝軟件，避免不必要的沖突。
違章操作或錯誤使用可能導致：
◆ 降低設備的使用壽命和監測精度。
◆ 損壞本設備和用戶的其他設備。
◆ 造成嚴重的或致命的傷害。
第二章 簡介（LYGCXT5000550KV主變油色譜在線監測系統適用于各種電力設備）
變壓器油色譜在線監測系統可實現自動定量循環清洗、進油、油氣分離、樣品分析、數據處理、實時報警；快速地在線監測變壓器等油浸式電力高壓設備的油中溶解故障氣體的含量及其增長率，并通過故障診斷專家系統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。該系統作為油色譜在線監測領域的新一代產品，將為電力變壓器實現在線遠程 DGA 分析提供穩定可靠的解決方案，是電力系統狀態檢修制度實施的有力保障。
LYGCXT5000 系統是結合了本公司在電力色譜自動全脫氣裝置運行中近十年的成功經驗，并總結國內外油色譜在線監測的優缺點，傾心打造而成。該系統保持了我公司產品向來所具有的穩定性、可靠性、準確性等方面的優勢：
? 在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6的濃度及增長率；
? 定量清洗循環取樣方式，真實地反應變壓器油中溶解氣體狀態；
? 油氣分離安全可靠，不污染，排放和不排放變壓器油可由用戶自己選擇；
? 采用復合色譜柱，提高氣體組分的分離度；
? 采用進口特制的檢測器 ，提高烴類氣體的檢測靈敏度；
? 高穩定性、高精度氣體檢測技術，誤差范圍為 ± 10% ，優于離線色譜± 30%的指標；
? 成熟可靠的通信方式，采用標準網絡協議，支持遠程數據傳輸；
? 數據采集可靠性高，采用過采樣技術 Δ－∑模數轉換器，24 位分辨率，自動校準；
? 多樣的數據顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數據存儲壽命為 10 年；
? 環境適應能力強，成功應用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區；
? 抗干擾性能高，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標準 ；
? 提供有兩級報警功能，報警信號可遠傳；
? 開放的數據庫，可接入電力系統局域網；
此外， LYGCXT5000 系統采用了模塊化設計，高性能嵌入式處理器的應用使色譜在線監測系統更加穩定可靠，并具有下列特點：
? 更快的分析周期，*小監測周期為 40-60 分鐘，可由用戶自行設置，推薦檢測周期為 24 檢測一次；
? 油氣分離速度快，僅需 10 分鐘左右，采用特殊的環境適應技術，消除溫、濕度變化對氣體分配系數的影響；
?分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術，消除回注變壓器本體的油樣中夾雜的氣泡，多層隔離式回注油（返油）技術，優良保證載氣不會帶進變壓器本體中；
? C2H2 *低檢測限可達 0.3 μ L/L ；
? 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達 ± 0.1 ℃ ，設備配有自動恒溫工業空調；
? 采用嵌入式處理器控制系統，將油氣分離、數據采集、色譜分析、濃度計算、數據報警、設備狀態監控等多功能集于一體，不會出現數據丟失等情況，大大提高了系統的可靠性和穩定性；
? 功能接口電路采用光耦隔離設計，進一步提高系統抗干擾性能；
? 采用基于 RS-485 的總線標準，可實現全數字、遠程數據傳輸、控制和參數設置；
? 加強系統故障診斷功能，提供改良三比值法、大衛三角法和立方體圖示法，給出診斷結果 ；
? 加強系統自檢，增加遠程維護功能，提供設備異常事件報警；
? 可擴展性高，可便捷的與其它監測裝置集成；
? 系統結構緊湊，安裝維護簡便，操作人性化；
2.1 組成
LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測系統由現場監測單元、主控室單元及監控軟件組成?，F場監測單元即色譜數據采集裝置由油樣循環采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元 、數據采集單元、現場控制處理單元、通訊控制單元及輔助單元組成。其中輔助單元包括置于色譜數據采集器內的載氣，變壓器接口、油管及通信電纜等。
其組成示意圖如圖 2.1 、圖 2.2 所示：
2.2 LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測系統工作原理
LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測系統工作時，先利用油樣采集單元進行油路循環，處理連接管道的死油，再進行油樣定量；油氣分離單元快速分離油中溶解氣體輸送到六通閥的定量管內并自動進樣； 在載氣推動下，樣氣經過色譜柱分離，順序進入氣體檢測器；數據采集單元完成 AD 數據的轉換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數據進行存儲、計算和分析，并通過 RS485接口將數據上傳至數據處理服務器（安裝在主控室），*后由監測與預警軟件進行數據處理和故障分析。如圖 2.3 所示
2.3 LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測系統主要技術參數
序號 | 技術參數名稱 | 提供值 | ||
1 | 系統型號 | WBGCXT5000 | ||
2 | 工作環境溫度 | -40℃～＋70℃ | ||
3 | 工作環境濕度 | 相對濕度 5～95%（裝置內部既無凝露，也不應結冰） | ||
4 | 大氣壓力 | 70kPa～110kPa | ||
5 | 工作電源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | ||
6 | 監測組分 | H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6等 7 種氣體組分及總烴、總的氣體含量（含氣量）、相對增長率及優良增長速度； H2O 可選 | ||
7 | 分析診斷功能 | 通過改良三比值法、大衛三角法及立方體圖示法對監測數據進行分析、診斷，并提供原始譜圖 | ||
8 | *小檢測周期 | 40-60 分鐘，可由用戶自行設定，默認 24 小時 | ||
9 | 取樣方式 | 循環取樣，安全真實地反應變壓器中氣體真實情況 | ||
10 | 油氣分離方式 | 真空全脫氣方式 | ||
11 | 數據存儲壽命 | ≥ 10 年 | ||
12 | 配備載氣量 | 2 瓶 8L高純合成空氣，用一備一 | ||
13 | 監測氣體 | 測量范圍 | *低檢測 | |
（1） | H2 | 1 ～ 2000 µ l/l | 2µ l/l | |
（2） | CO、 CO2 | 5 ～ 5000 µ l/l | 5 µ l/l | |
（3） | CH4 | 0.1 ～ 2000 µ l/l | 0.1µ l/l | |
（4） | C2H4 | 0.1 ～ 2000 µ l/l | 0.1 µ l/l | |
（5） | C2H6 | 0.1 ～ 2000 µ l/l | 0.1 µ l/l | |
（6） | C2H2 | 0.1 ～ 1000 µ l/l | 0.1 µ l/l | |
（7） | H2O（可選） | 1 ～ 100 µ l/l | 1µ l/l | |
（8） | 總烴 | 1 ～ 8000 µ l/l | ||
（9） | 總含氣量 | 0.2 ～ 15% | ||
14 | 穩定性（測量偏差） | 同一試驗條件下對同一油樣的監測結果偏差不超過 10%（中等濃度） | ||
15 | 靜電放電抗擾度 | 4 級，± 8kV－± 15kV | ||
16 | 電快速瞬變脈沖群抗擾度 | 4 級，± 4kV | ||
17 | 浪涌（沖擊）抗擾度 | 4 級，± 4kV | ||
18 | 耐地震能力：地震波為正弦波；持續時間：三個周波，安全系數 1.80 | 地震烈度 9 度地區：地面水平加速度 0.4g，地面垂直加速度 0.2g | ||
地震烈度 8 度地區：地面水平加速度 0.25g，地面垂直加速度 0.125g | ||||
地震烈度 7 度地區：地面水平加速度 0.2g，地面垂直加速度 0.1g | ||||
19 | 存儲運輸極限環境溫度 | -40 ℃～＋ 80 ℃ | ||
20 | 外殼的防護性能 | 室內安裝部件（主站單元） IP51 ，室外安裝部件（本系統和通訊控制單元） IP56 | ||
21 | 外形尺寸 | 寬 600mm× 深 530mm× 高 1100mm | ||
22 | 整機重量 | 100kg | ||
23 | 基礎尺寸 | 寬 620mm× 深 530mm× 地面高 250mm | ||
2.4 LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測網絡
LYGCXT5000 變壓器油色譜在線監測系統通過用戶的 MIS 系統遠端顯示監測界面、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 總線控制多臺色譜數據采集器，每一臺色譜數據采集器可監測一臺電力變壓器 。
2.5 LYGCXT5000 變壓器色譜在線監測系統配置
標準配置 | 色譜數據采集器 | 含油樣循環 \ 油樣采集 \ 油氣分離 \ 氣體監測 \數據采集 \ 現場控制處理 \通訊控制單元及載氣 |
數據處理服務器 | 華碩工控 19"液晶彩色顯示器 | |
輔助單元一：通訊單元 | 有線方式：雙鉸屏蔽電纜 | |
RS485通訊接口 | ||
輔助單元二：載氣 | 2 瓶 8L高純合成空氣，用一備一 | |
輔助單元三： 接口法蘭及油管 | 接口法蘭根據變壓器接口圖紙由上海來揚加工油管長度根據現場安裝方案需要確定 | |
工業空調 | 所有現場設備都提供一臺工業空調，根據環境溫度 自動開啟加熱或降溫。 | |
非標配置 | 電源電纜 | 鎧裝屏蔽電纜， 2 × 1.5 |
微水模塊 | 增加微水監測功能 | |
控制屏 | 寬 800mm× 深 600mm× 高 2260mm，需在訂購前顏色 |
建設新型電力系統，是加強生態文明建設、保障國家能源安全、實現可持續發展作出的重大部署，也是踐行“四個革命、一個合作"能源安全新戰略和落實“雙碳"目標的重要舉措。當前，國內能源電力企業正積極探索與行業轉型和地方經濟社會發展相適應的新型電力系統建設路徑。
我國地域遼闊，各地資源稟賦、負荷特性、網架結構各具特色，新型電力系統的建設路徑選擇也各有差異和側重。新形勢下，隨著科學技術的快速發展以及時代的不斷進步，我國配電網也逐漸步入了智能化發展時代，智能配電網建設步伐在不斷加快，目前智能配電網也已實現大面積覆蓋，這對促進我國電網快速穩定發展具有重要的意義。當前，農村配電網發展步伐還相對落后，“雙碳"戰略背景下，加快新型農村配電網建設與研究顯得尤為重要，對于促進農村快速穩定發展具有重要的意義。
在“雙碳"目標帶領下，建設新型電力系統是一道必答題。而配電網是新型電力系統的重要組成部分，配電網是傳統電網的末端環節，在能源轉型的背景下，配電網愈發成了電網發展的前沿陣地。推動配電網綠色智慧轉型，既是承接新型電力系統建設的應有之義，也是更好地踐行“雙碳"目標、推動電網安全、綠色、經濟高效發展的必然選擇。
國家能源局提出，分布式智能電網是“以實現分布式新能源規?；_發和就地消納為目標的智能電網，主要領域在配電網"，隨著新型電力系統建設的深入推進，將形成“分布式"與“大電網"兼容并存的電網格局，凸顯了配電網發展的重要性。黨中央和國家部委的決策部署，為配電網發展提供了新機遇、指明了新方向。
在國家電網公司2023年職代會上，辛保安董事長提出，要加快建設現代智慧配電網，更好地適應分布式能源、電動汽車等發展需要。在近期發布的《新型電力系統與新型能源體系》專著中，辛保安董事長對電網理論、形態、技術、產業、組織創新進行了前瞻性的論述，明確了電網“五化"路徑，指導配電網從傳統向現代升級、從數字向智慧升級。國家電網公司對現代智慧配電網的細致安排，為配電網實踐探索確立了重點。
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