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GE Grid Solutions Hydran M2（Mark III）变压器油中溶解气体与水分监测装置
时间: 2025-09-11浏览次数：
GE Grid Solutions Hydran M2（Mark III）变压器油中溶解气体与水分监测装置
GE Grid Solutions Hydran M2（Mark III）变压器油中溶解气体与水分监测装置
核心定位与产品价值
Hydran M2（Mark III）是 GE 第三代变压器状态监测设备，基于溶解气体分析（DGA）技术（行业公认的变压器故障预警核心手段），通过持续监测绝缘油中因绝缘系统应力产生的溶解气体及水分含量，实现 “故障早期识别 - 风险评估 - 运维决策支持” 的全流程管理。其核心定位为：
电网关键资产守护者：针对变压器（电力系统中高价值、高影响的核心设备），避免因绝缘故障导致的非计划停运；
多维度状态分析平台：不仅监测基础气体与水分，还可接入额外传感器（如油温、负载电流），结合 IEEE 标准数学模型，输出变压器健康状态的深度分析结果。
核心产品价值
故障提前预警：持续监测故障气体（如氢气、乙炔、乙烯）与水分，在故障发展为严重损坏前发出警报，避免突发停机；
运维效率提升：无需人工定期取样检测，减少现场运维工作量，同时支持远程数据传输，实现集中化资产管理；
兼容性广泛：适配传统矿物绝缘油与新型低燃性酯类绝缘油（天然 / 合成），覆盖不同年代、类型的变压器；
可靠性验证：第三代成熟设计，全球安装基数庞大，经过长期现场验证，且符合 RoHS 环保标准。
核心功能与监测能力
（一）基础监测功能：气体与水分监测
Hydran M2 通过专用传感器实现对变压器绝缘油中关键指标的精准监测，覆盖变压器主要故障类型的气体特征：
监测指标 传感器类型 核心监测目标与故障关联
溶解故障气体 燃料电池型（透气膜设计） - 氢气（H₂，100% 灵敏度）：通用故障气体，绝缘油 / 纸过热、局部放电均会产生；
- 一氧化碳（CO，15% 灵敏度）：绝缘纸过热；
- 乙炔（C₂H₂，8% 灵敏度）：电弧放电（严重故障信号）；
- 乙烯（C₂H₄，1.5% 灵敏度）：绝缘油过热
油中水分 薄膜电容型（浸入式） 监测油中相对湿度（RH），反映绝缘纸老化（产生水分）或密封垫片泄漏（外界水分侵入），水分过高会加速绝缘劣化
气体监测关键参数
监测范围 0-2000 ppm（体积比，以 H₂等效值计）
测量精度 ±10% 读数 ±25 ppm（H₂等效值）
重复性 ±5% 读数 或 ±5 ppm（取较大值）
响应时间 10 分钟（达到阶跃变化的 90%）
水分监测关键参数
测量范围 0-100% RH（相对湿度）
测量精度 ±2% RH
重复性 ±2% RH
（二）扩展监测与分析能力
多传感器接入：支持外接 4 路模拟输入模块，可接入以下关键参数传感器，实现 “气体 - 水分 - 运行工况” 的联动分析：
环境温度传感器；
变压器顶部 / 底部油温传感器；
负载电流传感器（分裂铁芯 CT，4-20mA 输出）。
IEEE 标准数学模型计算：基于接入的多维度数据，内置符合 IEEE 标准的变压器健康状态模型，输出直观的运维决策依据，核心模型输出包括：
绕组热点温度估算（评估绝缘热老化风险）；
绝缘纸中水分含量（比油中水分更能反映绝缘纸真实老化状态）；
水分冒泡温度（预警低温环境下水分析出导致的绝缘击穿风险）；
绝缘老化程度、过载能力、冷却效率、有载分接开关（OLTC）温差等。
（三）报警与自诊断功能
多级报警配置：支持灵活设置报警阈值，覆盖不同故障严重程度，避免误报或漏报：
气体报警：可基于 “气体浓度绝对值”“小时 / 日变化趋势”（气体增长率）触发；
水分报警：可基于 “水分浓度绝对值”“平均水分水平” 触发；
扩展报警：支持外接传感器数据（如油温过高）、模型计算结果（如绕组超温）触发报警；
报警等级：分 “Alert（预警）” 和 “Alarm（紧急报警）” 两级，清晰区分风险优先级。
自动自诊断：每 15 天执行一次设备自检，若检测到故障（如电源故障、油阀关闭、传感器失效、电池需更换），自动触发 “维护报警”，保障监测装置自身可靠性。
（四）数据通信与集成能力
Hydran M2 支持多种通信协议与接口，可无缝集成到电网现有监控系统（SCADA/DCS），实现数据远程传输与集中管理：
通信接口：
本地接口：RS-232（DB-9 连接器，用于本地电脑配置）；
远程接口：RS-485（端子排，2000Vac RMS 隔离，支持多设备组网）；
可选扩展：以太网（铜缆 RJ-45 / 多模光纤 ST）、GSM/GPRS 无线调制解调器、PSTN 模拟调制解调器（V92/56K）。
通信协议：支持 Hydran 私有协议、Modbus®、DNP 3.0、IEC 61850（电力系统标准通信协议，适配智能电网架构）。
数据输出：可传输原始监测数据（气体浓度、水分值）、报警状态、模型计算结果，同时支持接入 GE Perception™软件（GE 专用数据分析平台），实现数据趋势分析、历史对比与报告生成。
技术规格与环境适应性
（一）核心技术参数
类别 具体参数
显示与操作 背光 LCD（128×64 像素），带按键（用于设备配置与报警确认）
继电器输出 5 路干触点继电器（C 型 SPDT），额定负载：3A@250Vac（阻性）、3A@30Vdc（阻性）
电源要求 宽幅开关电源：90-132 Vac 或 180-264 Vac，47-63 Hz，最大 650VA
机械尺寸 315×219×196 mm（12.4×8.63×7.72 英寸）
重量 安装重量 7.5Kg（16.5lb），运输重量 9.0Kg（20lb）
安装接口 1.5 英寸 NPT 外螺纹，可选 1 英寸 / 2 英寸 NPT 内螺纹适配器（适配不同变压器油阀）
（二）环境适应性（保障恶劣工况运行）
环境条件 适应范围
工作环境温度 -40°C 至 +55°C（-40°F 至 +131°F）
工作环境湿度 0-95% RH（无冷凝）
油阀处油温 -40°C 至 +105°C（-40°F 至 +221°F），高温场景可搭配鳍片式散热适配器
油阀处油压 0-700 kPa（0-100 psi），支持真空环境（真空耐受传感器）
防护等级 NEMA 4X（IP66），防尘、防溅水，适应户外 / 变电站恶劣环境
应用场景与目标用户
Hydran M2 主要面向电力行业及工业领域中依赖变压器的关键场景，核心用户与应用价值如下：
（一）电力 utilities（电网公司）
应用场景：中等容量变压器（如配电变压器、区域变电站主变）的集中监测；
核心价值：
优化资产更换策略：基于设备健康状态数据，优先更换高风险变压器，避免盲目投资；
减少非计划停运：提前预警故障，降低电网供电中断风险，保障居民与工业用电可靠性。
（二）工业工厂（如化工、冶金、制造业）
应用场景：工厂自备变电站变压器（保障生产流程供电）；
核心价值：
避免生产中断：变压器故障会导致生产线停机，监测装置可减少因电力故障引发的 costly downtime；
简化运维：无需人工频繁取样，降低工厂设备管理工作量。
（三）资产监管机构
应用场景：第三方资产运维公司对多站点变压器的远程监管；
核心价值：
便捷安装：直接安装于变压器油阀，无需额外管路或泵体，减少现场改造工作量；
集中化管理：通过通信网络实现多设备数据汇总，生成统一运维报告。
五、Mark III 版本核心改进（相比前代）
作为第三代产品，Hydran M2（Mark III）在可靠性、兼容性、功能扩展性上进行了全面升级：
硬件优化：传感器耐用性提升、电子板与电源重新设计，符合 RoHS 环保标准，同时提高设备整体可靠性；
油种兼容性扩展：新增对低燃性酯类绝缘油（天然 / 合成）的支持，覆盖新型环保变压器；
软件集成升级：可适配 GE Perception™数据分析软件，实现数据趋势追踪、故障根源分析与报告自动生成；
扩展模块丰富：新增模拟输入 / 输出卡、数字输入卡、无线通信模块（GSM/GPRS），满足不同场景的监测与集成需求。
可选配件（扩展功能）
为适配不同场景需求，Hydran M2 提供多种可选配件，进一步提升监测能力与环境适应性：
配件名称 核心用途
鳍片式散热适配器（1.5 英寸） 当环境温度＞40°C 或油温＞90°C 时使用，防止设备因高温影响性能
油阀适配器（1 英寸→1.5 英寸 / 2 英寸→1.5 英寸） 适配不同规格变压器油阀，无需更换原有阀门
模拟输入 / 输出卡 接入 4-20mA 信号传感器（如油温、负载），输出 4-20mA 控制信号，2000Vac RMS 隔离
数字输入卡 接入干触点信号（如设备状态反馈），内置 24Vdc 湿接点电源
无线 / 有线通信模块 GSM/GPRS 无线调制解调器、以太网模块（铜缆 / 光纤），实现远程数据传输
专用传感器 磁性安装油温传感器、分裂铁芯负载 CT、环境温度传感器（均为 4-20mA 输出）
