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技術文章 | Technical articles
隨著全球能源轉型的推進，氣象與能源電力的關系更加緊密。風力、光照、降雨等天氣狀況直接決定了風光水等可再生能源發電的出力情況，而臺風、大風、強對流、雨雪冰凍等災害性天氣又對能源電力輸送和發電設備的安全運行有較大影響。因此，當前氣象對電力系統的影響呈現出電力全環節、時間全尺度、地域全覆蓋的特征。
從多年尺度看，風光水等資源的年代際變化將影響能源規劃和戰略布局。從年內尺度看，風光水等資源的季節性波動會帶來電力調度、儲能和火電等一系列需求變化。從月內和日內尺度看，光伏發電或風電大發時可能并非需求峰值階段，這會對能源供需平衡產生較大影響。
從能源運行角度看，跨區供電和可再生能源供應與需求的波動性，將帶來供需兩端的高度不確定性。此外，氣候變化還會對配電網產生一系列影響，特別是對基礎設施、網絡和電力系統較為脆弱的欠發達地區的能源安全穩定供應，帶來嚴峻考驗。
第1章 基本說明（LYGCXT5000變壓器油色譜監測裝置測試迅速準確）
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（LYGCXT5000變壓器油色譜監測裝置測試迅速準確）
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（LYGCXT5000變壓器油色譜監測裝置測試迅速準確）
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（LYGCXT5000變壓器油色譜監測裝置測試迅速準確）
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（LYGCXT5000變壓器油色譜監測裝置測試迅速準確）
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 |
未來，在能源—電力—氣候系統深度融合背景下，全球氣候變化導致惡劣天氣氣候事件強發、頻發，惡劣天氣氣候事件作為“風險倍增器"，將給電力系統的安全穩定運行帶來更多挑戰。
首先，惡劣天氣氣候事件導致風電、光伏發電和水電出力的不確定性顯著增加。2021年7月28日，“極熱無風"導致東北電網風電出力僅為3.4萬千瓦，不足風電裝機容量的0.1%；2018年12月至2019年2月，江淮南部、江漢、江南等地日照時數較常年同期偏少50%～80%，單日日照時數小于或等于3小時的天數普遍達55～70天；2022年夏季，受罕見高溫干旱天氣影響，四川部分主力水電站水庫相繼見底，水電發電能力斷崖式下降50%，造成全省供電支撐能力大幅下跌。
其次，高溫、寒潮、風暴、臺風、暴雨等惡劣天氣氣候事件會降低電網設備性能或直接導致設備損壞，危及電網安全運行。2003年夏天，由于持續高溫，負荷飆升，美國東北部地區部分輸電線路發生過載跳閘，最終導致“8·14"美國、加拿大大停電，影響近5500萬人。2021年1月，受低氣壓及寒潮影響，日本海沿岸持續出現暴雪天氣，太陽能發電出力不足疊加風電大規模停機，導致日本多地停電，影響戶數超過4.5萬戶。2022年2月中下旬，我國南方區域風機發生凝凍，最大凝凍受限容量達到裝機容量的42%，部分地區甚至受限超過90%。2019年8月，臺風“利奇馬"登陸我國后，造成浙江、福建、江蘇、上海等地的72座35千伏以上變電站、4823條10千伏及以上線路受損或故障。2021年7月中下旬，河南遭遇強降雨天氣，造成全省近1/3供電設施受到影響。
最后，惡劣天氣氣候事件的頻繁出現，導致部分時段用電量激增，尖峰負荷容量持續增加、單次持續時間短、電量比例小、峰谷差大。
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