靜止同步串聯(lián)補償器(SSSC),相當(dāng)于輸電線路中的“紅綠燈”,有選擇地疏導(dǎo)電力潮流,保障電網(wǎng)可靠高效運行。
2015年,國網(wǎng)天津電力聯(lián)合全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南瑞集團和中國電科院的科研骨干,結(jié)合電網(wǎng)生產(chǎn)應(yīng)用需求及各單位技術(shù)專長,組建了一支柔性攻關(guān)團隊,全力開展全球首例SSSC工程項目攻關(guān),歷時三年攻克了SSSC裝置在模型設(shè)計、閥體電磁特性分析、控制保護策略等方面的一系列世界難題。
作為公司“十三五”科技規(guī)劃重點任務(wù),《靜止同步串聯(lián)補償器關(guān)鍵技術(shù)、核心裝置及工程應(yīng)用》項目研發(fā)了集換流閥研制、運行控制、可靠防護、工程應(yīng)用于一體的核心新成果,研制出SSSC控制保護系統(tǒng)等核心設(shè)備,打造了全球頭一個自勵型SSSC裝置并順利投入運行,實現(xiàn)了我國SSSC技術(shù)從無到有的突破,補全了國際上該領(lǐng)域技術(shù)與工程的空白。
1.1 規(guī)定用途(LYGCXT5000變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求)
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(shè)備。
1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(LYGCXT5000變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求)
本設(shè)備引用下列標(biāo)準(zhǔn),通過引用標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)條文構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)的條文。由此規(guī)定了本設(shè)備的技術(shù)要求、驗收規(guī)則、檢驗方法、適用范圍、包裝要求、標(biāo)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(guī)定
( 7 )DL/T 596 - 1996 ( 2005 復(fù)審) 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程
( 8 )DL/T 572 - 1995 ( 2005 復(fù)審) 電力變壓器運行規(guī)程
( 9 )GB /T 7252 --- 2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)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(chǎn)品環(huán)境試驗
( 12 )GB/T 17626 - 1998 電磁兼容試驗和測量技術(shù)
( 13 )GB/T 13384 - 1992 機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)要求
( 14 )GB190 — 1990 危險貨物包裝標(biāo)志
( 15 )GB5099 - 1994 鋼質(zhì)無縫氣瓶
( 16 )GB/T 9361 - 1988 計算站場地要求
( 17 )GB 4943 - 2001 信息技術(shù)設(shè)備的保障
( 18 )GB/T 2887 - 2000 電子計算機場地通用規(guī)范
( 19 )GB 4208 - 1993 外殼防護等級( IP 代碼)
1.3 使用規(guī)程(LYGCXT5000變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求)
從事本設(shè)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(yīng)的專業(yè)資格。
◆ 必須嚴(yán)格遵守各項使用說明。
◆ 不要在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上玩電子游戲、瀏覽網(wǎng)頁。
◆ 不要在數(shù)據(jù)處理服務(wù)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(dǎo)致:
◆ 降低設(shè)備的使用壽命和監(jiān)測精度。
◆ 損壞本設(shè)備和用戶的其他設(shè)備。
◆ 造成嚴(yán)重的或致命的傷害。
第2章 簡介(LYGCXT5000變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求)
可實現(xiàn)自動定量循環(huán)清洗、進油、油氣分離、樣品分析、數(shù)據(jù)處理、實時報警;快速地在線監(jiān)測變壓器等油浸式電力高壓設(shè)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(tǒng)早期預(yù)報設(shè)備故障隱患信息,避免設(shè)備事故,減少重大損失,提高設(shè)備運行的可靠性。該系統(tǒng)作為油色譜在線監(jiān)測領(lǐng)域的新一代產(chǎn)品,將為電力變壓器實現(xiàn)在線遠程 DGA 分析提供穩(wěn)定可靠的解決方案,是電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修制度實施的有力保障。
是結(jié)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(jīng)驗,并總結(jié)國內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測的優(yōu)缺點,傾心打造而成。該系統(tǒng)保持了我公司產(chǎn)品向來所具有的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)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(huán)取樣方式,真實地反應(yīng)變壓器油中溶解氣體狀態(tài);
? 油氣分離方便可靠,不污染,排放和不排放變壓器油可由用戶自己選擇;
? 采用專用復(fù)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(wěn)定性、高精度氣體檢測技術(shù),誤差范圍為 ± 10% ,優(yōu)于離線色譜± 30%的指標(biāo);
? 成熟可靠的通信方式,采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,支持遠程數(shù)據(jù)傳輸;
? 數(shù)據(jù)采集可靠性高,采用過采樣技術(shù) Δ-∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器,24 位分辨率,自動校準(zhǔn);
? 多樣的數(shù)據(jù)顯示及查詢方式,提供報表和趨勢圖,歷史數(shù)據(jù)存儲壽命為 10 年;
? 環(huán)境適應(yīng)能力強,成功應(yīng)用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區(qū);
? 抗干擾性能高,電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標(biāo)準(zhǔn) ;
? 提供有兩級報警功能,報警信號可遠傳;
? 開放的數(shù)據(jù)庫,可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng);
此外,采用了模塊化設(shè)計,高性能嵌入式處理器的應(yīng)用使色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠,并具有下列特點:
? 更快的分析周期,*小監(jiān)測周期為 40-60 分鐘,可由用戶自行設(shè)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(huán)境適應(yīng)技術(shù),消除溫、濕度變化對氣體分配系數(shù)的影響;
?分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術(shù),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(shù),優(yōu)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(shè)備配有自動恒溫工業(yè)空調(diào);
? 采用嵌入式處理器控制系統(tǒng),將油氣分離、數(shù)據(jù)采集、色譜分析、濃度計算、數(shù)據(jù)報警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體,不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失等情況,大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性;
? 功能接口電路采用光耦隔離設(shè)計,進一步提高系統(tǒng)抗干擾性能;
? 采用基于 RS-485 的總線標(biāo)準(zhǔn),可實現(xiàn)全數(shù)字、遠程數(shù)據(jù)傳輸、控制和參數(shù)設(shè)置;
? 加強系統(tǒng)故障診斷功能,提供改良三比值法、大衛(wèi)三角法和立方體圖示法,給出診斷結(jié)果 ;
? 加強系統(tǒng)自檢,增加遠程維護功能,提供設(shè)備異常事件報警;
? 可擴展性高,可便捷的與其它監(jiān)測裝置集成;
? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jiān)測裝置多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求)
LYGCXT5000 油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測單元、主控室單元及監(jiān)控軟件組成?,F(xiàn)場監(jiān)測單元即色譜數(shù)據(jù)采集裝置由油樣循環(huán)采集單元、油氣分離單元、氣體檢測單元 、數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)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(shù)據(jù)采集器內(nèi)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:
圖 2.1 組成示意圖
圖 2.2 實物照片
2.2 工作原理
工作時,先利用油樣采集單元進行油路循環(huán),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(nèi)并自動進樣; 在載氣推動下,樣氣經(jīng)過色譜柱分離,順序進入氣體檢測器;數(shù)據(jù)采集單元完成 AD 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和采集,嵌入式處理單元對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、計算和分析,并通過 RS485接口將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(安裝在主控室),*后由監(jiān)測與預(yù)警軟件進行數(shù)據(jù)處理和故障分析。如圖 2.3 所示
圖 2.3 原理示意圖
2.3 主要技術(shù)參數(shù)
序號
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技術(shù)參數(shù)名稱
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提供值
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1
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系統(tǒng)型號
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LYGCXT5000
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2
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工作環(huán)境溫度
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-40℃~+70℃
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3
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工作環(huán)境濕度
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相對濕度 5~95%(裝置內(nèi)部既無凝露,也不應(yīng)結(jié)冰)
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4
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大氣壓力
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70kPa~110kPa
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5
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工作電源
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AC 220 V±10% , 50Hz
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6
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監(jiān)測組分
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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(yōu)良增長速度; H2O 可選
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7
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分析診斷功能
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通過改良三比值法、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析、診斷,并提供原始譜圖
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8
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*小檢測周期
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40-60 分鐘,可由用戶自行設(shè)定,默認(rèn) 24 小時
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9
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取樣方式
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循環(huán)取樣,可靠真實地反應(yīng)變壓器中氣體真實情況
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10
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油氣分離方式
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真空全脫氣方式
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11
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數(shù)據(jù)存儲壽命
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≥ 10 年
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12
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配備載氣量
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2 瓶 8L 高純合成空氣,用一備一
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13
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監(jiān)測氣體
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測量范圍
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*低檢測
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(1)
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H2
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1 ~ 2000 μ l/l
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2μ l/l
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(2)
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CO、 CO2
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5 ~ 5000 μ l/l
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5 μ l/l
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(3)
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CH4
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0.1 ~ 2000 μ l/l
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0.1μ l/l
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(4)
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C2H4
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0.1 ~ 2000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
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(5)
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C2H6
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0.1 ~ 2000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
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(6)
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C2H2
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0.1 ~ 1000 μ l/l
|
0.1 μ l/l
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(7)
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H2O(可選)
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1 ~ 100 μ l/l
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1μ l/l
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(8)
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總烴
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1 ~ 8000 μ l/l
|
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(9)
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總含氣量
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0.2 ~ 15%
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14
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穩(wěn)定性(測量偏差)
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同一試驗條件下對同一油樣的監(jiān)測結(jié)果偏差不超過 10%(中等濃度)
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15
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靜電放電抗擾度
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4 級,± 8kV-± 15kV
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16
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電快速瞬變脈沖群抗擾度
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4 級,± 4kV
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17
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浪涌(沖擊)抗擾度
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4 級,± 4kV
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18
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耐地震能力:地震波為正弦波;持續(xù)時間:三個周波,保障系數(shù) 1.80
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地震烈度 9 度地區(qū):地面水平加速度 0.4g ,地面垂直加速度 0.2g
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地震烈度 8 度地區(qū):地面水平加速度 0.25g ,地面垂直加速度 0.125g
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地震烈度 7 度地區(qū):地面水平加速度 0.2g ,地面垂直加速度 0.1g
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19
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存儲運輸極限環(huán)境溫度
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-40 ℃ ~+ 80 ℃
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20
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外殼的防護性能
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室內(nèi)安裝部件(主站單元) IP51 ,室外安裝部件(本系統(tǒng)和通訊控制單元) IP56
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21
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外形尺寸
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寬 600mm × 深 530mm × 高 1100mm
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22
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整機重量
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100kg
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23
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基礎(chǔ)尺寸
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寬 620mm × 深 530mm × 地面高 250mm
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2.4 在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
通過用戶的 MIS 系統(tǒng)遠端顯示監(jiān)測界面、數(shù)據(jù)查詢、參數(shù)設(shè)置等現(xiàn)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(shù)據(jù)處理服務(wù)器,通過 RS485 總線控制多臺色譜數(shù)據(jù)采集器,每一臺色譜數(shù)據(jù)采集器可監(jiān)測一臺電力變壓器 。
2.5 配置
標(biāo)準(zhǔn)配置
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色譜數(shù)據(jù)采集器
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含油樣循環(huán) \ 油樣采集 \ 油氣分離 \ 氣體監(jiān)測 \數(shù)據(jù)采集 \ 現(xiàn)場控制處理 \通訊控制單元及載氣
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數(shù)據(jù)處理服務(wù)器
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華碩工控
19”液晶彩色顯示器
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輔助單元一:通訊單元
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有線方式:雙鉸屏蔽電纜
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RS485通訊接口
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輔助單元二:載氣
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2 瓶 8L 高純合成空氣,用一備一
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輔助單元三:
接口法蘭及油管
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接口法蘭根據(jù)變壓器接口圖紙由上海來揚加工油管長度根據(jù)現(xiàn)場安裝方案需要確定
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工業(yè)空調(diào)
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所有現(xiàn)場設(shè)備都提供一臺工業(yè)空調(diào),根據(jù)環(huán)境溫度
自動開啟加熱或降溫。
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非標(biāo)配置
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電源電纜
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鎧裝屏蔽電纜, 2 × 1.5
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微水模塊
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增加微水監(jiān)測功能
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控制屏
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寬 800mm × 深 600mm × 高 2260mm ,需在訂購前指定顏色
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第三章 硬件安裝前準(zhǔn)備工作
在確定安裝 前請確認(rèn)以下準(zhǔn)備工作(確定的安裝方案)已完成:
? 選擇合適的取油口及回油口
? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置,安裝基礎(chǔ)平臺已施工完畢
? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置工作電源
? 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)服務(wù)器(安裝位置)
? 確定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集裝置的配置
3.1 選擇合適的取油口及回油口
從變壓器中取油、對油進行分析,然后把油送回到變壓器中。取油口和回油口的選擇對于油中溶解氣體的精準(zhǔn)分析是非常重要的。選擇合適的取油口及回油口通常包括以下內(nèi)容:
3.1.1 確定取油口和回油口的位置
我們推薦從變壓器的下部取油,把實驗室人員的取油口改裝后使用,一次采樣結(jié)束后在采樣閥回油口回油。取油口位置的油應(yīng)該能夠充分代表變壓器中的油。如圖 3.1所示
圖 3.1 連接圖
3.1.2 確定取油口和回油口規(guī)格參數(shù)
需確定取油口、回油口、接口閥門的類型、接口閥門螺紋規(guī)格及閥門高度等主要參數(shù),并正確估算取油回油口與色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置的距離,以便廠方加工相應(yīng)的轉(zhuǎn)接閥門并附帶足夠長度的油管。
3.2 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置
3.2.1 色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置的確定
選擇色譜數(shù)據(jù)采集裝置的安裝位置時,應(yīng)該考慮以下方面:
① 色譜數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)該安裝在不影響變壓器維護和不影響其它工作的位置。
② 色譜數(shù)據(jù)采集裝置前后兩側(cè)應(yīng)預(yù)留 1.0 米的空間,以便用于色譜數(shù)據(jù)采集器的安裝與維護 ,其正面(帶指示燈面)應(yīng)面向巡檢通道。
③ 色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置應(yīng)盡量接近取油口和回油口的位置。色譜數(shù)據(jù)采集裝置安裝位置確定后應(yīng)正確估算取油口、回油口與安裝位置的距離。
④ 色譜數(shù)據(jù)采集器安裝位置附近應(yīng)有 AC220V 電源。
3.2.2 安裝基礎(chǔ)平臺施工
如圖 3.2 所示,進行安裝基礎(chǔ)平臺施工。
圖 3.2 基礎(chǔ)平臺示意圖
3.3 選擇合適的色譜數(shù)據(jù)采集裝置工作電源
使用交流 220V 電源,功耗為 1000W 。安裝前需確定電源控制柜與色譜數(shù)據(jù)采集裝置間的距離。
3.4 選擇合適的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器安裝位置
數(shù)據(jù)處理服務(wù)器建議安裝在變電站主控室或電廠的電氣控制室內(nèi)(預(yù)留交流 220V 電源及通信線通道)。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器外型滿足 19″工業(yè)機箱標(biāo)準(zhǔn),可直接在預(yù)留空位的 19″標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制屏柜上安裝。如無備用,則需要加裝 19″標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制屏柜。該屏柜需要另行定購。
3.5 確定數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集裝置的配置
數(shù)據(jù)處理服務(wù)器與色譜數(shù)據(jù)采集器有不同的配置方案,一臺數(shù)據(jù)處理服務(wù)器可以帶一臺色譜數(shù)據(jù)采集裝置,也可以帶多臺色譜數(shù)據(jù)采集裝置(*多16臺);如下圖所示
圖 3.4 系統(tǒng)監(jiān)測電力變壓器一對多連接圖
3.6用戶信息
請用戶提供下列信息,包括用戶基本信息表和變壓器基本信息表,這將有助于今后服務(wù)以及發(fā)生問題時的及時準(zhǔn)確處理。
目前,該項目在天津220千伏石各莊變電站內(nèi)平穩(wěn)運行了兩年,提升供電能力300兆瓦,實現(xiàn)了輸電線路及輸電斷面功率均衡、限流等靈活調(diào)節(jié)功能,解決了高場—石各莊雙線潮流分布不均、電力輸送能力受限問題。今年1月6日至8日,寒潮襲擊津門,天津電網(wǎng)面臨低溫挑戰(zhàn)。SSSC裝置有效降低了天津多座主變重載及重點線路潮流,大幅提高了電網(wǎng)輸送能力,保障了電網(wǎng)在寒潮下的穩(wěn)定運行。
從更大范圍看,該項目提高了我國在靈活交流輸電領(lǐng)域的國際影響力。相關(guān)技術(shù)在全球范圍內(nèi)推廣后,可解決新能源外送消納及次同步振蕩等問題,將帶動產(chǎn)業(yè)規(guī)模超百億元。
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