变压器油中气体在线监测装置.doc

ES-2011变压器油中溶解气体在线监测装置
技术标书

福州亿森电力设备有限公司



ES-2010变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

1 范围

本技术规范规定了变压器油中溶解气体在线监测参数的选取、监测系统的选型、试验和检验、
包装、运输和贮存等方面的技术要求。
本技术规范适用于海南电网公司所属单位对 110kV 及以上电压等级的变压器、电抗器等变电设
备的油中溶解气体在线监测装置的选用。对其它电力设备选用油中溶解气体在线监测装置时也可参
照执行。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本办法的引用而成为本办法的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所
有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的
各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本办法。

IEC255
IEC60870-5-101
IEC61969-2-1
GB191

GB2887
GB4208

GB4943
GB6587.8
GB16836
GB50150
GB/T2423
GB/T5080.7

GB/T7252
GB/T7261
GB/T9361
GB/T11287
继电器和保护装置的电气干扰试验
远动设备及系统传输规约
电子设备用机械结构 室外机壳 第 2-1 部分：详细规范-机箱尺寸
包装储运图示标志
电子计算机场地通用规范
外壳防护等级（IP 代码）
信息技术设备（包括电气事务设备）的安全
电子测量仪器电源频率与电压试验
量度继电器和保护装置安全设计的一般要求
电气装置安装工程电气设备交接试验标准
电工电子产品环境试验
设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证
试验方案
变压器油中溶解气体分析和判断导则
继电器及继电保护装置基本试验方法
计算机场地安全要求
电气继电器第 21 部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和

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GB/T14598.9

GB/T14598.13

GB/T16927


变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范
地震试验 第 1 章: 振动试验(正弦)
电气继电器 第 22 部分:量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第三篇:
辐射电磁场干扰试验
电气继电器 第 22 部分:量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第一部
分:1MHz 脉冲干扰试验
高电压试验技术

GB/T17626
电磁兼容
试验和测量技术

DL/T596
DL/T621
电气设备预防性试验规程
交流电气装置的接地

DL/T634.5104
远动设备及系统
第 5 部分：传输规约
第 104 篇：采用标准传输文

件集的 IEC60870-5-101 网络访问

3 使用条件

3.1 正常使用条件
3.1.1 最高环境气温：+50℃（户外）+40℃（户内）
3.1.2 最低环境气温：-40℃（户外）+0℃（户内）
3.1.3 最高月平均相对湿度：95%(25℃) (产品内部既不应凝露、也不应积水)
3.1.4 大气压力：80kPa～110kPa
3.1.5 最大风速：40m/s(离地面 10m 高、10min 平均风速) （户外）
3.1.6 最大日温差：30℃（户外）
2

3.1.8 覆冰厚度：10mm（户外）
3.1.9 耐地震能力：地震烈度 9 度
地震烈度 9 度地区：
地面水平加速度 0.4g
地面垂直加速度 0.2g
地震烈度 8 度地区：
地面水平加速度 0.25g
地面垂直加速度 0.125g
地震烈度 7 度地区：
地面水平加速度 0.2g
地面垂直加速度 0.1g

共 12 页 第 2 页3.1.7 日照强度：0.1W/cm (风速 0.5m/s) （户外）



变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数 1.67。
3.1.10 场地安全要求应符合 GB9361 中 B 类安全的规定。
3.1.11 监测系统的安全要求应符合 GB4943 的规定。
3.1.12 接地电阻应符合 GB2887 中 4.6 的规定。
3.1.13 工作电源
额定电压：AC220V±15%；频率：50Hz±0.5Hz；谐波含量<5%。
3.2 特殊使用条件
凡是需要满足 3.1 条规定之外的特殊使用条件，应在询价和订货时说明。
3.3 贮存、运输极限环境温度
装置的贮存、运输及安装允许的环境温度为-40℃～+80℃。

4 术语

4.1 变压器油中溶解气体在线监测装置
当变压器带电运行时，可用于对变压器绝缘油中溶解特征气体含量进行连续监测，也可按要求
以较短的周期进行定时在线检测。一般油气分离单元、气体检测单元、数据采集和控制数据处理单
元以及辅助单元等组成。
4.2 特征气体
目前对判断变电设备内部故障有价值的设备状态参数一般有：油中 H2、CO、CO2、和烃类气体(CH4、
C2H4、C2H2、C2H6)等溶解气体含量，气体复合浓度或总可燃气体浓度等。
4.3 电磁环境
存在于给定场所的所有电磁现象的综合。
4.4 电磁干扰
会引起设备、传输通道或系统性能下降的电磁骚扰。
4.5 电磁兼容性
设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰。
4.6 重复性
以反映多组分监测系统在短时间（如一天）内对同一油源多次采样所得数据的差异性。
4.7 再现性
对于多组分监测系统，指由同一油源取的多个油样进行试验时的差异性。如在多个系统中试验
称为系统之间的再现性；如以同一系统在较长时间（如在连续的几个月中每周测试或每月测试）中
数据的比较，称为该系统的再现性。
4.8 准确度

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

指实验室里根据标准程序所准备的油中气体样品与该系统的测量值间的差异。对于准确度，厂
内检测检查时应对比于标准程序所准备的油中气体样品的差异来标定。而现场可暂以同一油样与实
验室用精密色谱仪的测值间的差异作为现场校核；即以此暂作为现场准确度的校核及标定。
该现场准确度的计算方法为：

在 线监测装置测量数据 − 精密色谱仪 试验数据
精密色谱仪试验数据

× 100%

5 技术要求

5.1 安全性
5.1.1 监测单元的取样方式不影响被监测设备的安全运行，要求不应污染变压器油。
5.1.2 监测单元与电力系统无直接的电气联系，测试系统不能对电力系统安全造成任何影响。
5.1.3 如果检测方式影响到被监测设备的密封，应保证密封良好。
5.1.4 如果监测单元有运动部件，应保证不会因其故障影响被监测设备的绝缘。
5.1.5监测单元本身应加装接地保护装置、瞬态过电压保护措施
5.2 设备分类
单组分油中溶解气体在线监测装置：装置仅对油中溶解的某一气体成分、某几种气体成分的综
合值或可燃气体总量等作定量检测。
全组分类油中溶解气体在线监测装置：主要对油中溶解的气体加以分离并进行定量检测的在线
监测设备，要求至少能够监测七种(H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6)特征气体。
海南电网公司要求油中溶解气体在线监测装置应是全组分类装置。
5.3 技术要求总则

1) 装置应能在线、实时、连续地监测和显示油中特征气体含量。

2) 要求取样方便、安全、可靠，安装牢靠、无渗漏。

3) 在线设备在正常运行状态时（不包括设备第一次运行时的状态）油气平衡时间应不大于 4 小

时。

4) 装置应有断电自动恢复能力，且存储数据不能丢失。

5) 监测单元提供自检功能，并根据要求将自检结果上传到上位机。

6) 上位机中数据实时通过网络传送到要求的主站系统，通讯规约应符合远程中心所提出的要

求，同时积极配合用户监测系统的建设。

7) 上位机能够接收和执行来自主站的对监测单元和上位机的参数修改指令。

8) 开放监测系统的数据库结构，并负责解释字段含义；同时，能够修改数据库结构，使之适应

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

要求。

9) 厂家能够对数据分析算法进行封装，便于监测系统调用。

10) 测量单元的安装不应影响一次设备的安全运行，并可在不停电的情况下对监测装置进行检修

和维护。

11) 要求上位机具备当地监测、分析功能，进行故障诊断和异常报警。上位机需按照 DL/T 860

变电站通信网络和系统 系列标准与上一级系统进行通信，实现数据远传、参数设置等功能。

12) 在线监测装置应在现场电磁干扰环境下具有良好的稳定性、可靠性。

13) 在线监测装置测量数据与试验室试验数据相比对，应满足 5.4 基本误差要求。

14) 监测装置应具有 10 年以上的使用寿命。

15) 在产品寿命周期内，供货商应提供软件免费升级服务。

16) 产品质保期为五年，在质保期内供货商免费更换所有配件、耗材，并承担维护及通信费用，

确保其产品能正常运行。

17) 厂商提供在线监测装置的测量原理。

18) 禁止使用可燃气体作载气。

19) 在运行 2 年内数据检测精度应在技术指标规定范围内，装置的标定周期应不小于 2 年，以减

轻维护压力。
5.4 测量基本误差

表 1：全组分类在线监测设备特征气体测量精度要求

5.5 绝缘性能

共 12 页 第 5 页监测参数
测量范围 µl/l
分辨率 µl/l
测量误差
H2
5～2000
1
±15%或 5µl/l，取大者
CO
5～2000
5
±15%或 25µl/l，取大者
CO2
25～10000
25
±15%或 25µl/l，取大者
CH4
0.5～2000
1
±15%或 1µl/l，取大者
C2H6
0.5～2000
0.5
C2H2
0.5～500
0.5
C2H4
0.5～2000
0.5



变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

在正常大气条件下，监测单元的带电部分如电源、信号和数据输入回路和非带电金属及外壳之

间，以及电气无联系的各电路之间，应具备良好的绝缘。

5.6 环境适应性能

5.6.1 耐高低温性能

监测单元应能承受-40℃和+65℃的最低和最高环境温度。

5.6.2 耐温度变化性能

监测单元应能承受 GB/T 2423.22 规定的温度变化试验，低温为-10℃，高温为+50℃，暴露时间

为 2h，温度转换时间为 3 分钟，温度循环次数为 5 次。

5.6.3 耐湿热性能

监测单元应能承受 GB/T 2423.9 规定的恒定湿热试验。试验温度+40℃±2℃、相对湿度（93

±3）％，试验时间为 48h。

5.7 电磁兼容性能
5.7.1 静电放电抗扰度

应能承受 GB/T 17626.2 中 5 试验等级/电压为 4 级/±8kV－±15kV 的静电放电抗扰度试验。试

验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规定。
5.7.2 射频电磁场辐射抗扰度

应能承受 GB/T 17626.3 中 5 试验等级/电场强度为 3 级/10V/m 的射频电磁场辐射抗扰度试验。

试验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规

定。
5.7.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度

应能承受 GB/T 17626.4 中 5 试验等级/电压为 4 级/±4kV 的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。

试验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规

定。
5.7.4 浪涌（冲击）抗扰度

应能承受 GB/T 17626.5 中 5 试验等级/电压为 4 级/±4kV 的浪涌（冲击）抗扰度试验。试验

期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规定。
5.7.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度

应能承受 GB/T 17626.6 中 5 试验等级/电压为 3 级/10V 的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

试验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规

定。
5.7.6 工频磁场抗扰度

应能承受 GB/T 17626.8 中 5 试验等级/磁场强度为 5 级/100A/m 的工频磁场抗扰度试验。试验

期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规定。

5.7.7 脉冲磁场抗扰度

应能承受 GB/T 17626.9 中 5 试验等级/磁场强度为 5 级/1000A/m 的脉冲磁场抗扰度试验。试验

期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规定。

5.7.8 阻尼振荡磁场抗扰度

应能承受 GB/T 17626.10 中 5 试验等级/磁场强度为 5 级/100A/m 的阻尼振荡磁场抗扰度试验。

试验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单元性能满足技术要求的规

定。
5.7.9 电压暂降和短时中断抗扰度

应能承受 GB/T 17626.11 中 5 电压暂降和短时中断为 60％UT，持续时间 10 个周波的电压暂降

和短时中断抗扰度试验。试验期间其测量值的误差变化量应在一个等级指数范围内；试验后监测单

元性能满足技术要求的规定。

5.8 机械性能

监测单元应能承受 GB/T 11287 和 GB/T 14537 中规定的严酷等级为Ⅰ级的振动（正弦）响应能

力试验、振动耐久能力试验、冲击响应能力试验、冲击耐久能力试验和碰撞试验。在试验期间装置

应正常工作。试验后，无紧固件松动及结构损坏，在技术要求限值内功能应正常。

5.9 外壳防护性能

外壳的防护性能对于室内安装部件（主站单元）应符合GB/T 4208 规定的IP51级要求，室外安

装部件（监测单元和通讯控制单元）应符合GB/T 4208 规定的IP55级要求，应具有防小动物进入措施。

按照GB 4208 中 IP55 的要求，监测单元和通讯控制单元在直径小于 75μm 的粉粒充分飞扬的防

尘试验箱中放置 2 小时，无粉尘渗入。

按照GB 4208 中 IP55 的要求，监测单元和通讯控制单元在湿雾试验室中外壳各表面接受喷水

10 分钟，无水气渗入。

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5.10 电源影响

在正常试验大气条件下，分别改变到使用条件中规定的电源极限参数，在线监测装置应可靠工

作。

5.11 连续通电能力

在线监测装置完成调试后,出厂前应进行室温 72 小时连续通电试验。各项参数和性能应合格。

5.12 结构、外观及其它
5.12.1 监测单元应有金属机箱保护，机箱开启灵活、匹配紧密，箱内无灰尘、杂物。机箱内部要求
要防潮。
5.12.2 机箱应采取必要的防静电及电磁辐射干扰的防护措施，机箱的不带电的金属部分应在电气上
连成一体,并可靠接地。
5.12.3 机箱表面不应有机械损伤、划痕、裂缝、变形，机箱应为不锈钢材料
5.12.4 各底板、挡板、零部件固定牢固，无毛刺，螺栓平整，键盘、按钮等控制部件应灵活，面板
的显示和标志应清楚。
5.12.5 电气线路连结牢固，走向合理，各连接卡套贴有标记，各焊接点裸露部份套有热缩管，电源
进线贴有强电标志；各管路按设计规格装配，连结牢固，管路走向横直、美观。油管应采用不锈钢
或紫铜材质，油管外宜加管路伴热带、保温管等保温部件及防护部件，以保证变压器油在管路中的
顺利流动。
5.12.6 机箱外壳应设电源运行指示灯以方便巡视。

5.13 上位机技术要求
5.13.1 根据系统的需要，上位机的系统硬件可是一台计算机，也可由多台计算机组成。
5.13.2 计算机系统和数据库宜选用标准商用软件。
5.13.3 要建立数据库，并应能存放 2 年以上的数据。
5.13.4 上位机系统应配置安装完整的安全的可靠的操作系统、应用软件和数据库软件。
5.13.5 上位机系统宜配置系统运行必须的应用软件，包括系统通信软件﹑监视软件﹑数据查询软件、
工具软件﹑组态软件、分析软件等。应用软件推荐采用 B/S 结构，用网页浏览器进行查询。
5.13.6 工具软件应能对数据库系统﹑应用软件系统﹑操作系统以及网络和通信软件进行管理和维
护。
5.13.7 组态软件应能根据生产运行需要及变电站设备变更的实际状况，对监测系统进行重新配置和
修改。
5.13.8 系统应具有专门软硬件设备，对操作系统﹑数据库系统﹑应用软件系统及其它软件和数据进
行备份和故障恢复。
5.13.9 系统应有能够同时监测和管理同一型号的多个在线监测设备的功能，多个监测设备的监测数
据可在同一页面显示；同时系统应具有可扩展功能，对于新增的同一型号在线监测设备能够扩展到

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

该系统中进行监测和管理。
5.13.10 可设定变压器油中各组份在线监测数据的越限报警值。一旦系统判断设备状态参数超标，
系统能够自动报警，并可通过手机短信等多种方式通知相关人员。报警值有绝对值超标和历史数据
比较变化量超标两种组合。
5.13.11 上位机系统通用功能

1) 人工召唤数据。

2) 定时自动轮询数据。

3) 对监测装置进行对时。

4) 更新数据浏览。

5) 历史数据浏览。

6) 特征参数趋势图显示。包括对各组分每种或多种气体数值进行处理，制作趋势图曲线、导出

数据等。

7) 特征参数越限告警（报警应具备声光报警功能）。

8) 设备的运行状态异常告警。

9) 运行报表浏览及打印输出。

10) 气体谱图的浏览、打印（针对采用气相色谱原理的全组分类在线设备）。

11) 系统参数的设置，修改。

12) 能将历史数据﹑实时数据传送给装置外部的存储介质。
5.13.12 上位机系统分析功能

根据监测系统配置的监测装置功能、种类和型号，系统宜配置相应的分析专用软件。分析专用

软件通常是既可在线运行，也可离线运行，分析的数据可以从数据库获取，也可从移动存储介质获

取。
5.13.13 数据统计图分析功能

具有在线监测信号数据的各种横向、纵向比对，能对数据图进行分析处理功能。
5.13.14 数据远程传输、分析和诊断功能

满足广东电力设备远程监测诊断中心要求，并适应广东电力设备远程监测诊断中心版本升级的

要求。
5.13.15 事件捕捉及预警

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

满足广东电力设备远程监测诊断中心要求，并适应广东电力设备远程监测诊断中心版本升级的

要求。
5.13.16 参数设置功能

在软件菜单中可以进行参数设置，包括硬件可控参数设置等。
5.13.17 系统升级

系统软件可进行升级，在使用年限中，通过系统升级、更新与在线监测技术同步。
5.13.18 软件界面

软件系统应采用用户方便使用的界面，如为国外产品，使用汉化中文版本。

5.14 上位机通讯技术要求
5.14.1 上位机对上通信应采用 100M 以太网或无线传输作为通信方式接入上一级系统，宜具备冗余
通信网络结构，双网应可同时进行数据通信。
5.14.2 上位机对上通信数据模型的建立以及和通信协议应遵循 DL/T860 标准。数据模型需通过模型
结构合法性测试，通信协议需经过规约一致性、互操作测试。
5.14.3 上位机与监测单元之间可采用以太网、CAN 总线、RS-485、无线等接口形式进行通信，以基
于以太网实现 DL/T860 标准进行通信为最佳，自有通信协议文本需对外公布。

5.15 其它技术要求

除已指明的分辨率及准确度要求以外，不论是全组分类气体在线监测装置或者单组分类气体监

测系统,且全组分类在线监测装置无论采用气相色谱原理、光声光谱原理等，都必须满足下列如下有

关的性能要求；

1) 应能连续监测油中溶解的故障特征气体；

2) 最小监测周期应不大于 4 小时，且监测周期要求可调；

3) 再现性，即同一试验条件下对同一油样的监测结果间的偏差不应超过 10%（对于中等浓度而

言）；

4) 大量应用前应具有良好的成功运行经验，设备灵敏度不易受环境和主设备油的影响而变化；

5) 整套装置的结构、组成环节和工作流程应尽量简单，减少易损和易耗件，以提高装置整体的

可靠性；

6) 装置的安装和运行不能对变压器的安全运行带来任何影响或威胁；

7) 宜对流动油取样，但处理油不能对变压器本体油产生污染；

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变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范

8) 油路部分密封良好，不应发生油渗漏现象；

9) 油气分离装置的维护量必须少或免维护，采用真空式、动态顶空式和鼓泡式的油气分离装置

中应采取合理措施以避免油蒸汽污染后续的气体检测单元。

10) 如采用渗透膜，应有较好的耐油、耐水和耐高温性能，应能承受 0.05MPa 的正压和全真空。

11) 现场显示屏应能耐受紫外线。

5.16 现场校准

变压器油中溶解气体在线监测装置应能够在现场进行系统标定，以确保监测系统所测数据的准

确性。
5.16.1 校准时间的确定

当监测系统所测各组分数据与实验室离线色谱分析数据相差较大时或每隔 2 年，要求厂家可根

据用户需要在现场进行免费对系统进行校准标定。
5.16.2 标样浓度的确定

现场进行标样校准时，标样浓度应随现场变压器油中气体浓度而定。建议采用三种以上不同浓

度标样样（最大、最小、接近值）。

6 标志、包装、运输、安装和贮存

6.1 标志
6.1.2 每台装置必须有明晰的标志或铭牌，内容如下：

1) 产品执行标准号；

2) 产品全称；

3) 型号；

4) 制造厂全称及商标(包括国名)；

5) 额定参数；

6) 电源参数；

7) 对外端子接线图；

8) 出厂年月及编号；

9) 总重量。
6.1.3 包装箱上应有如下标记：

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1) 发货厂名、地址；

2) 产品名称、型号；

3) 收货单位名称、地址、到站；

4) 包装箱外形尺寸；

5) 包装箱总重；

6) 有符合 GB191 规定的储运标志；

7) 包装箱外面书写“防潮”、“向上”、“小心轻放”等字样。

6.2 包装
6.2.1 产品包装前的检查应满足：

1)

产品的合格证书和技术文件（包括出厂试验报告）、附件、备品、备件以及合同要求的其它

文件齐全；

2)

产品外观无损伤；

3) 产品表面无灰尘。
6.2.2 包装的一般要求：
产品应有内包装和外包装，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等措施。

传感器和就地模块等需采用内衬泡沫件的纸箱进行单件包装，并有紧固措施，以防运输途中移

动。纸箱上应有相关标注。

6.3 运输
6.3.1 产品应适用于陆运、空运、水（海）运，运输装卸按包装箱上的标志进行操作。
6.3.2 现场安装需用的螺栓和销钉等易耗品，在装运时应多装 10%。

6.4 安装

制造厂在安装和启动时应提供安装指导服务，提出技术建议。制造厂应明确说明服务范围。所

有安装时所需的特殊材料及专用工具应由制造厂提供。

一般由制造厂确认安装的正确性，用户确认安装的安全性。

6.5 贮存
包装好的装置应存贮在环境温度为-40～50℃、湿度不大于 85%的库房内，室内无酸、碱、盐及
腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘雨雪的侵蚀。

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