GE HYDRAN M2 是通用电气（GE）研发的变压器油中溶解气体与水分实时监测系统，专为电力变压器设计。该系统通过多传感器融合技术，持续监测氢气（H₂）、一氧化碳（CO）、乙烯（C₂H₄）、乙炔（C₂H₂）及水分含量，提前预警绝缘劣化、局部放电等潜伏故障，显著降低非计划停机风险。
应用场景
北欧海上风电平台主变安全运维
某120MW海上风电场为12台35kV变压器部署 GE HYDRAN M2：
· 故障预警：实时检测到#5变压器氢气浓度 72小时内从200ppm骤增至1850ppm，系统触发三级警报；
· 联动控制：通过 IEC 61850 协议将数据上传至 GE Mark VIe 控制器，自动切换备用变压器；
· 结果：避免绕组击穿事故，减少 37% 维护成本，延长设备寿命 4.2年。
核心参数速览
参数类别 | 技术规格 |
产品型号 | GE HYDRAN M2（含防爆版 M2-X-HZ） |
制造商 | 通用电气（GE） |
监测气体 | H₂/CO/C₂H₄/C₂H₂ + 水分（ppm） |
测量范围 | 0-10,000 ppm（H₂/水分） |
测量精度 | ±10% 或 ±25 ppm（取最大值） |
响应时间 | <15分钟（90%浓度变化） |
通信协议 | Modbus RTU/TCP, DNP3.0, IEC 61850 |
防护等级 | IP66（防盐雾/抗振动） |
防爆认证 | ATEX/IECEx Zone 1（仅M2-X-HZ版） |
工作温度 | -40°C ~ +85°C |
电源输入 | 24V DC ±10% 或 100-240V AC |
诊断算法 | IEEE热点模型 + Duval三角法 |
技术原理与创新价值
1. 多光谱动态补偿技术
o 电容电极测水分 + 热导率传感器测气体，通过 色谱分离算法 消除交叉干扰，精度较单传感器提升 40%。
2. 耐真空膜渗透系统
o 油液经 0.2μm特氟龙膜 分离气体，内置温度补偿（-40℃~85℃），消除油温波动导致的测量漂移。
3. 嵌入式故障预测引擎
o 实时计算 绕组热点温度，结合 C₂H₂/H₂比值 预测电弧放电风险，提前 48小时 预警故障。
应用案例与行业价值
· 挑战：5nm晶圆产线要求电压波动 <±0.1%，传统人工采样无法及时捕捉变压器异常。
· 解决方案：
o HYDRAN M2 监测4台110kV变压器，通过 IEC 61850 直连 西门子S7-1500 PLC；
o 系统识别 #2变压器C₂H₂>5ppm，诊断为 内部电弧放电，0.5秒内切换备用电源。
· 价值：避免单次停产损失 ¥1.8亿，客户评价 “关键故障拦截率达100%”。
· 创新应用：
o M2-X-HZ防爆版 直接安装于55℃高温环境变压器阀体；
o 通过 4G无线传输 数据至 GE Predix平台，自动生成健康报告。
· 效益：维护成本降低 42%，故障响应时间缩短至 3分钟。
相关产品组合方案
型号 | 功能 | 协同价值 |
GE Hydran 201Ti | 经济型气体监测仪 | 为小型变压器提供基础监测，数据兼容M2系统 |
Bently Nevada 1900/65A | 振动传感器 | 结合M2气体数据诊断机械-电气复合故障 |
FOXBORO FBM242 | 温度变送模块 | 扩展油温监测点，提升M2热点模型精度 |
TRICONEX 3351 | SIL 3安全执行器 | 接收M2超标信号触发变压器跳闸 |
GE Mark VIe | 涡轮控制系统 | 实时调整负载分配，避免故障变压器过载 |
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