色谱分析仪说明书

中分3000变压器色谱在线监测系统
技术说明书
河南省中分仪器有限公司
中分3000变压器油色谱在线监测系统技术说明
一、工作原理
中分3000色谱在线监测系统，采用经典的色谱分析原理，应用动态顶空脱气技术
和高灵敏度微桥式检测器，实现对变压器油中CH
4、C
2
H
2
、C
2
H
4
、C
2
H
6
、H
2
、CO、CO
2
、H
2
O、
O 2和N
2
十种组分的检测，既实现了油中溶解气体分析，又能够计算油中含气量，。

整套
系统集色谱分析、专家诊断系统、自动控制、通讯技术于一体，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现了对大型变压器内部运行状态的在线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况。

弥补了试验室色谱分析监测周期长的不足，为保证变压器安全经济运行和状态检修提供了技术支持。

二、工作流程
系统采用动态顶空脱气法，根据溶解平衡原理，任何气体都有各自的奥氏系数，经吹扫捕集后，所有气体都能从油中分离出来，脱气率遵守奥氏定律。

中分3000色谱在线监测系统包含两套色谱分析模块，一套用于绝缘油分析，另一套用于含气量分析。

所以系统需要分别执行完两个分析流程，一共实现九种气体分析。

此外，系统地油路中串接了聚酯薄膜电容法水分传感器，可同时测量水活性(Aw)和温度(T)，然后根据这两个参数，计算中油中水分含量。

系统开机后，首先自检，然后启动环境、柱箱、脱气温控系统，整机稳定后，启动油路循环；变压器本体油样进入脱气装置，实现油气分离；脱出的样品气体组分经进入
绝缘油分析模块，经色谱柱分离，依次进入检测器，检测出CH
4、C
2
H
2
、C
2
H
4
、C
2
H
6
、H
2
、
CO、CO
2
七种特征气体，然后再次启动油路循环，变压器本体油样进入脱气装置，实现油气分离；脱出的样品气体组分经进入含气量分析模块，经色谱柱分离，依次进入检测
器，检测出O
2、N
2
两种特征气体，与此同时，油路中串接的聚酯薄膜电容法水分传感器，
同时测量水活性(Aw)和温度(T)，然后根据这两个参数，计算中油中水分含量。

分析结果汇总后，通过通讯电缆或无线远程通讯系统，传输到后台监控工作站，可自动生成浓度变化趋势图，并通过专家智能诊断系统进行故障诊断。

三、系统特点
1、全组分分析，灵敏度高
系统应用基于最新的微结构技术开发的高灵敏度固态微桥式检测器，采用双臂结构，传感元件集成在固态硅芯片上，并线性分布，使传感元件尽可能的增加阻值，提高响应量，同时应用微结构池体，减小死体积，稳定流速，从而具有最佳的信噪比，可大大提高检测灵敏度，已接近试验室气相色谱水平，而且响应范围宽，能够实现变压器油中十种组分全分析。

图2 检测器结构示意图
2、先进的脱气技术
由于采用动态顶空脱气技术进行油气分离，油中组分经多次萃取，因此该脱气技术具有脱气效率高、脱气时间短、重复性好等优点，并可大大提高小浓度组分的分析精度。

3、分析周期短
15分钟即可完成进油、脱气、色谱分析全过程，可连续进行监测；
4、全方位的状态监控
系统的运行状态和各种工况条件可以在监控工作站上查询，从而实现了状态维护，并杜绝了系统误报警的可能性。

5、配有恒温系统
环境温控模块设计有恒温控制器，系统可在高温、高湿和低温各种恶劣环境条件下工作，完全避开了环境的影响，保证了系统分析的重复性、稳定性。

6、先进灵活的通信方式
系统支持无线和有线两种通信方式，实现了数据传输、远程监视、测量及控制功能。

无线数据传输通过GPRS无线网络，实时、方便，不占用变电站的任何资源，也无须铺设通信电缆。

当变压器有异常时，数据可以直接发到用户的手机上，第一时间获得分析结果；有线数据传输可以和变电站的状态监测系统相连接，配套使用。

7、安装简单，方便移动
系统主机通过螺丝固定在主变附近的水泥台上，主机通过ф3油路管与变压器的取样阀连接，主变无须停电，半天即可安装完毕。

可根据用户需要更换不同的监控对象。

8、安全可靠
系统主机安装在变压器旁的安全位置，在主变原取样阀位置加装特制的全密封专用三通阀通过油路管与在线主机密闭连接。

不影响人工取样和主变的安全运行。

取样油路与变压器本体油密闭循环，可避免主变本体油受到污染，保证了被监测设备的安全运行。

四、技术指标
1、分析周期：最小监测周期1小时，可在大于或等于1小时的范围内任意设定监测周期；
2、载气：高纯氮气；
3、全组分特征气体测量精度：
五、使用条件
1、最高环境气温：+55℃
2、最低环境气温：-40℃
3、最高月平均相对湿度：95%(25℃) (产品内部既不凝露、也不积水)
4、最大风速：35m/s(离地面10m高、10min平均风速)
5、工作电源
额定电压 AC220V±15%；
频率 50Hz±0.5Hz；
谐波含量 <5%。

六、监控工作站
系统支持无线和有线两种通讯方式，实现了数据传输、远程监视、测量及控制功能。

无线数据传输通过GPRS无线网络，实时、方便，不占用变电站的任何资源，也无须铺设通信电缆。

当变压器有异常时，数据可以直接发到用户的手机上，第一时间获得分析结果；有线数据传输可以和变电站的状态监测系统相连接，配套使用。

监控人员通过中分3000监控工作站可对在线主机进行报警值、检测周期等参数调整，监控主机的工作状态。

并可以将一个局（厂）、一个省或全国的多台色谱在线监测系统数据，通过无线通讯系统发送到一台或多台计算机的监控系统上，组成一个网络系统，实现资源共享、远程专家会诊中分3000监控工作站根据系统的需要，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。

监控人员通过色谱在线工作站可对在线主机进行报警值、检测周期等参数调整，监控主机的工作状态。

同时一台计算机可以监控所有色谱在线系统，组成一个网络系统，实现资源共享、远程专家会诊。

中分3000监控工作站具有收集数据和对监测设备故障诊断的功能，操作简便，功能强大，主要技术特点如下：
1、全方位查询：工作站能很方便的查询设备名、历史数据、当前数据等各项记录；
2、趋势图：可以为数据绘制趋势图，直观的观察各组分及总烃的变化趋势，并可对趋势图进行放大查看；
3、注意值设定：可以为每个组分或产气率设定报警注意值，如果在线监测结果超过报警值，监测系统会自动报警并向负责人手机发送报警信息；
4、故障诊断：可以计算任意时间间隔之间的绝对产气率、相对产气率，并可通过国标推荐的三比值法、立方图和三角形等多种方法进行故障判断；
5、数据打印：具有打印和数据导出功能，可以利用Word、Excel强大的文档编辑功能进行打印和数据处理；
6、设定试验周期：当变压器有异常或故障时，可随时设定试验周期增加检测次数，达到连续监测目的。

7、状态查询：可以查询系统的运行状态和各种工况条件，从而实现了状态维护。

8、软件运行于Windows XP专业版操作系统，数据库采用Microsoft Access 2000标准商用软件，历史数据库能够保存10年以上的历史数据。

9、监控指令：
召唤数据上位机系统可以召唤监测装置任意时间段的历史分析数据。

更新数据浏览上位机系统接收到分析数据后10秒内自动更新数据浏览界面。

历史数据浏览中分3000监控工作站具有收集数据和对监测设备故障诊断的功能，操作简便，功能强大，能很方便的查询历史数据、当前数据等各项记录。

特征参数趋势图显示中分3000监控工作站可以把各组分数据绘制成趋势图，直观的观察各组分及总烃的变化趋势，并可对趋势图进行放大查看。

特征参数越限告警具有组份浓度超限报警、相对产气率超限报警、绝对产气率超限报警等方式。

绝对产气速率和相对产气速率的计算基准可自行选择。

报警值与报警条件可由用户自行任意设定；可通过声光报警将报警信号传播，并可向有关负责人手机发送报警信息。

设备的重要状态变位告警上位机系统可以自动查询监测装置的载气压力，低于2Mpa时自动报警提示。

运行报表浏览及打印输出可以利用Word、Excel强大的文档编辑功能进行打印和数据处理。

系统参数的设置，修改监控人员通过色谱在线工作站可对在线主机进行报警值、检测周期等参数设置、修改，监控主机的工作状态。

10、通讯方式
中分3000色谱在线监测系统可支持有线和无线两种通讯方式。

系统采用RS-485
接口，配置了通用RS-485总线收发芯片，也可根据买方要求采用GPRS无线通讯技术，实现数据传输、远程监视、测量及控制功能。

我公司也是世界上第一家把成熟的无线通讯系统移植到油色谱在线监测系统的生产商。

此外，系统还具备局域网（以太）通讯功能及RS232就地通信接口，能将历史数据﹑实时数据等文件传送给装置外部的存储介质。