变压器在线监测系统教材
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变压器在线监测系统
授权分销商 GE Energy GE Multilin
王国洪 2013年6月27日
1、变压器故障类型
变压器基本上包括铁芯，一、二次绕组，分接变换装置以及冷却和绝 缘系统等。理论上所有部件都有可能发生故障，尽管这些故障在很大 程度上是互相影响的，但在实践中对于最常见故障仍可概括为热和电 两大类。
将产生； 如果和纤维素有关，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）将产
生； 热点局部化，对周围的绝缘造成影响。
授权分销商 GE Energy GE M百度文库ltilin
（2）电
局部放电 机械装置使油和纤维素退化； 局部放电产生电离的气泡； 低强度的放电产生带少量碳氢化合物和氢气；
电弧 大电流和高温； 短路前瞬间会产生电弧； 温度超过1000℃时将产生大量的乙炔（C2H2）和氢气（H2），温度较
低时电弧周围会产生少量的碳氢化合物； 如果含有纤维素，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）将产生。
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2、采用变压器在线监测的好处
O延长变压器的使用寿命 O对故障实施早期监测 O帮助制定更可靠的维修计划 O常规实验手段的补充
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目前变压器监控主要采取的方法 ——DGA
一个 DGA 代表一个瞬时的现象 只反映电力变压器的当前情况 DGA 事件不能保证在下一个DGA事件到来之前，现状不
HYDRAN M2包括4个（可选）4—20mA输出（或输入），5个 触点 。
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3、2、2 重要特征
具备油中水分在线实时监测功能： 变压器油是变压器内部重要的液体绝缘介质,起绝缘、冷却和消
弧的作用。变压器油中存在的微量水分会使设备的绝缘性能大大降 低,严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等重大事故。 可调整频率的数据和事件的历史记录； 模拟输入（输出）和可调的气体、湿度报警； 与已有的HYDRAN通讯网络兼容；
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HYDRAN 201 Ci-1
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通讯
H201Ti
H201Ci-1
RS 232
便携式电脑
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监管联接
3、2 HYDRAN M2
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会改变
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在 DGA之间缺少联接
DGA
?????
DGA
时间（年..)
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变压器气体有明显变化 不被监测 没有发现
时间（年..)
The SYPROTEC “DGA link®”
DGA
DGA
时间（年..)
3、1 HYDRAN201i 气体监测系统
组成: •传输器 HYDRAN 201 Ti
•控制器 HYDRAN 201 Ci-1
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3、1、1 功能
连续检测油中早期故障特征气体； 可调的气体浓度报警； 可调的气体浓度变化率报警； 实时记录历史数据和事件，通过电脑实时下载； 设备自检和诊断功能； 远程通讯功能； 远程设置和升级； 报警自动呼叫功能（远程通讯条件下）； 每个智能传送器可完全独立工作，电磁特性符合IEC和IEEE标准
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传感器测量范围
0—2000ppm（等量的氢气（H2）体积/体积）
传感器测量精度
0—2000ppm范围：读数±10%，±25ppm（等量的氢气）
传感器相对灵敏度
氢气（H2）：含量的100% 一氧化碳（CO）：含量的18% ±3% 乙炔（C2H2）：含量的8 ±2% 乙烯（C2H4）：含量的1.5 ±0.5%
HYDRAN M2在HYDRAN201i的基础上增加了油中水分检测功能。
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3、2、1 功能
具备HYDRAN 201i早期故障检测仪的对变压器早期故障气体的 检测功能，可读取变压器早期故障产生的气体混合值（ppm）， 可提供用于通讯的输出；
具备湿度传感器。可用于检测油中水分的冷凝温度，检测固体 绝缘系统的老化情况。
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支持与FARADAY tMEDIC变压器管理系统间的直接通讯，以及 与其他GE自动化产品间的通讯；
传感器和系统可自检； 支持本地和远程设置和升级； 不需要主机的完整的单机结构； 传感器采样时间少于10分钟，检测周期相对较短； 安装不需要附加油管； 不需要使用油泵或其他机械运动部分来维持最长期的稳定性； 可提供用于指示和报警的5个触点 。
主要有H2、CO、CO2、O2、H2O CH4（甲烷）、C2H6（乙烷） C2H4（乙烯）、C2H2（乙炔）
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应用现状及存在问题
技术新潮，功能多样化； 检测周期相对较长；（小时级） 仪器状态不够稳定； 产品造价高，动辄几十万。
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3、1、2 特点 传感器是无源元件，无传动部件，无需任何试剂和其他材 料； 传感器安装方便，传感器通过一个阀门与变压器箱体连接， 使变压器油与传感器的渗透膜接触 。
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HYDRAN 201Ti
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时间（年..)
3、GE公司变压器在线监测系列产品
HYDRAN201i 气体监测系统
HYDRAN M2 气体监测系统 Kelman Transfix 气体监测系统
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3、2、3优点
装置结构紧凑，易于安装； 投入运营时间小于1天； 当地可进行配置。
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3、3 GE Kelman Transfix
光声光谱学在油中溶解气体分析中的应用; 它是通过定性、定量分析变压器油中溶解气体组分和含量
光声光谱原理图示
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剖面图
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现场安装效果图
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谢 谢！
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以查明产气的原因，分析和诊断运行中变压器内部是否正 常，及时发现变压器内部存在的潜伏性故障; 它是涉及变压器放电和热性问题的综合性检测项目，监控 范围广，易于在线实现。我国1997年实施的DL/T5961996《电力设备预防性试验规程》中，已将它列为首位油 浸式电力变压器试验项目；
理论上可监测的气体种类
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（1）热
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导体，铁心，构件和绝缘系统过热，变压器将出现热点； 由绕组或过热铁心产生，由感应电流产生或由变压器的金属构件
造成的损耗所产生； 温度：150℃—500℃ 热强度增加，温度逼近700℃时，乙炔（C2H2）和乙烯（C2H4）
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王国洪 2013年6月27日
1、变压器故障类型
变压器基本上包括铁芯，一、二次绕组，分接变换装置以及冷却和绝 缘系统等。理论上所有部件都有可能发生故障，尽管这些故障在很大 程度上是互相影响的，但在实践中对于最常见故障仍可概括为热和电 两大类。
将产生； 如果和纤维素有关，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）将产
生； 热点局部化，对周围的绝缘造成影响。
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（2）电
局部放电 机械装置使油和纤维素退化； 局部放电产生电离的气泡； 低强度的放电产生带少量碳氢化合物和氢气；
电弧 大电流和高温； 短路前瞬间会产生电弧； 温度超过1000℃时将产生大量的乙炔（C2H2）和氢气（H2），温度较
低时电弧周围会产生少量的碳氢化合物； 如果含有纤维素，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）将产生。
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2、采用变压器在线监测的好处
O延长变压器的使用寿命 O对故障实施早期监测 O帮助制定更可靠的维修计划 O常规实验手段的补充
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目前变压器监控主要采取的方法 ——DGA
一个 DGA 代表一个瞬时的现象 只反映电力变压器的当前情况 DGA 事件不能保证在下一个DGA事件到来之前，现状不
HYDRAN M2包括4个（可选）4—20mA输出（或输入），5个 触点 。
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3、2、2 重要特征
具备油中水分在线实时监测功能： 变压器油是变压器内部重要的液体绝缘介质,起绝缘、冷却和消
弧的作用。变压器油中存在的微量水分会使设备的绝缘性能大大降 低,严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等重大事故。 可调整频率的数据和事件的历史记录； 模拟输入（输出）和可调的气体、湿度报警； 与已有的HYDRAN通讯网络兼容；
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通讯
H201Ti
H201Ci-1
RS 232
便携式电脑
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监管联接
3、2 HYDRAN M2
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会改变
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在 DGA之间缺少联接
DGA
?????
DGA
时间（年..)
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变压器气体有明显变化 不被监测 没有发现
时间（年..)
The SYPROTEC “DGA link®”
DGA
DGA
时间（年..)
3、1 HYDRAN201i 气体监测系统
组成: •传输器 HYDRAN 201 Ti
•控制器 HYDRAN 201 Ci-1
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3、1、1 功能
连续检测油中早期故障特征气体； 可调的气体浓度报警； 可调的气体浓度变化率报警； 实时记录历史数据和事件，通过电脑实时下载； 设备自检和诊断功能； 远程通讯功能； 远程设置和升级； 报警自动呼叫功能（远程通讯条件下）； 每个智能传送器可完全独立工作，电磁特性符合IEC和IEEE标准
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传感器测量范围
0—2000ppm（等量的氢气（H2）体积/体积）
传感器测量精度
0—2000ppm范围：读数±10%，±25ppm（等量的氢气）
传感器相对灵敏度
氢气（H2）：含量的100% 一氧化碳（CO）：含量的18% ±3% 乙炔（C2H2）：含量的8 ±2% 乙烯（C2H4）：含量的1.5 ±0.5%
HYDRAN M2在HYDRAN201i的基础上增加了油中水分检测功能。
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具备HYDRAN 201i早期故障检测仪的对变压器早期故障气体的 检测功能，可读取变压器早期故障产生的气体混合值（ppm）， 可提供用于通讯的输出；
具备湿度传感器。可用于检测油中水分的冷凝温度，检测固体 绝缘系统的老化情况。
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支持与FARADAY tMEDIC变压器管理系统间的直接通讯，以及 与其他GE自动化产品间的通讯；
传感器和系统可自检； 支持本地和远程设置和升级； 不需要主机的完整的单机结构； 传感器采样时间少于10分钟，检测周期相对较短； 安装不需要附加油管； 不需要使用油泵或其他机械运动部分来维持最长期的稳定性； 可提供用于指示和报警的5个触点 。
主要有H2、CO、CO2、O2、H2O CH4（甲烷）、C2H6（乙烷） C2H4（乙烯）、C2H2（乙炔）
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应用现状及存在问题
技术新潮，功能多样化； 检测周期相对较长；（小时级） 仪器状态不够稳定； 产品造价高，动辄几十万。
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3、1、2 特点 传感器是无源元件，无传动部件，无需任何试剂和其他材 料； 传感器安装方便，传感器通过一个阀门与变压器箱体连接， 使变压器油与传感器的渗透膜接触 。
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HYDRAN 201Ti
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时间（年..)
3、GE公司变压器在线监测系列产品
HYDRAN201i 气体监测系统
HYDRAN M2 气体监测系统 Kelman Transfix 气体监测系统
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3、2、3优点
装置结构紧凑，易于安装； 投入运营时间小于1天； 当地可进行配置。
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3、3 GE Kelman Transfix
光声光谱学在油中溶解气体分析中的应用; 它是通过定性、定量分析变压器油中溶解气体组分和含量
光声光谱原理图示
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剖面图
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现场安装效果图
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谢 谢！
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以查明产气的原因，分析和诊断运行中变压器内部是否正 常，及时发现变压器内部存在的潜伏性故障; 它是涉及变压器放电和热性问题的综合性检测项目，监控 范围广，易于在线实现。我国1997年实施的DL/T5961996《电力设备预防性试验规程》中，已将它列为首位油 浸式电力变压器试验项目；
理论上可监测的气体种类
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（1）热
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导体，铁心，构件和绝缘系统过热，变压器将出现热点； 由绕组或过热铁心产生，由感应电流产生或由变压器的金属构件
造成的损耗所产生； 温度：150℃—500℃ 热强度增加，温度逼近700℃时，乙炔（C2H2）和乙烯（C2H4）