一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
CZ3021型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定量循環(huán)清洗、進(jìn)油、油氣分離、樣品分析，數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)報(bào)警；快速地在線監(jiān)測(cè)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(zhǎng)率，并通過(guò)故障診斷專家系統(tǒng)早期預(yù)報(bào)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(yùn)行的可靠性。該系統(tǒng)作為油色譜在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的新一代產(chǎn)品，將為電力變壓器實(shí)現(xiàn)在線遠(yuǎn)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(shí)施的有力保障。
CZ3021型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是結(jié)合了本公司在電力色譜自動(dòng)全脫氣裝置運(yùn)行中近二十年的成功經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)國(guó)內(nèi)外油色譜在線監(jiān)測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)，傾心打造而成。該系統(tǒng)保持了我公司產(chǎn)品向來(lái)所具有的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)勢(shì)：
♦ 在線檢測(cè)H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H20(可選)的濃度及增長(zhǎng)率；
♦ 定量清洗循環(huán)取樣方式，真實(shí)地反應(yīng)變壓器油中溶解氣體狀態(tài)；
♦ 油氣分離安全可靠，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(jìn)口特制的檢測(cè)器 ，提高烴類氣體的檢測(cè)靈敏度；
♦ 高穩(wěn)定性、高精度氣體檢測(cè)技術(shù)，誤差范圍為 ± 10%；
♦ 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(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸；
♦ 數(shù)據(jù)采集可靠性高，采用過(guò)采樣技術(shù)Δ－∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24位分辨率，自動(dòng)校準(zhǔn)；
♦ 多樣的數(shù)據(jù)顯示及查詢方式，提供報(bào)表和趨勢(shì)圖，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壽命為10年；
♦ 環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，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(jí)報(bào)警功能，報(bào)警信號(hào)可遠(yuǎn)傳；
♦ 開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)，可接入電力系統(tǒng)局域網(wǎng)；
此外，本系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)，高性能嵌入式處理器的應(yīng)用使色譜在線監(jiān)測(cè)系
統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，并具有下列特點(diǎn)：
♦ 更快的分析周期，最小監(jiān)測(cè)周期為40-60分鐘，可由用戶自行設(shè)置，推薦檢測(cè)周期為24小時(shí)檢測(cè)一次；
♦ 油氣分離速度快，僅需10分鐘多鐘左右，采用特殊的環(huán)境適應(yīng)技術(shù)，消除溫、濕度變化對(duì)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)，保證載氣不會(huì)帶進(jìn)變壓器本體中；
♦ C2H2檢測(cè)限可達(dá) 0.1-0.5 μ L/L ；
♦ 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達(dá) ± 0.1 ℃ ，設(shè)備配有自動(dòng)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(jì)算、數(shù)據(jù)報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等多功能集于一體，不會(huì)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(jì)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾性能；
♦ 采用以太網(wǎng)方式，可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、控制和參數(shù)設(shè)置；
♦ 加強(qiáng)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(qiáng)系統(tǒng)自檢，增加遠(yuǎn)程維護(hù)功能，提供設(shè)備異常事件報(bào)警；
♦ 支持 61850通訊協(xié)議，提供同類監(jiān)測(cè)設(shè)備組網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)某一區(qū)域的集中遠(yuǎn)程診斷；
♦ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用19”標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱和高集成模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，操作人性化；
♦ 可擴(kuò)展性高，可便捷的與其它監(jiān)測(cè)裝置集成；
♦ 無(wú)鋼瓶設(shè)計(jì)，不需要每年更換載氣，大大減少了售后維護(hù)量，并且沒(méi)有高壓容器在變壓器旁，設(shè)備安全性得到充分保障，沒(méi)有任何安全隱患。
二、系統(tǒng)組成
CZ3021型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)獨(dú)立完成，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主機(jī)包含色譜數(shù)據(jù)采集處理模塊、、油氣分離模塊、氣體檢測(cè)模塊、氣源模塊等四個(gè)高集成模塊和輔助單元組成。其中色譜數(shù)據(jù)采集處理模塊包含數(shù)據(jù)采集單元、現(xiàn)場(chǎng)控制處理單元、通訊控制單元及61850規(guī)約通訊等；油氣分離模塊包含油樣循環(huán)采集單元、油樣定量單元、油樣處理返回單元、脫氣集氣單元等；氣體檢測(cè)模塊包含氣體分離單元、恒溫恒流控制單元、氣體檢測(cè)單元等；氣源模塊包含產(chǎn)氣單元、儲(chǔ)氣單元、凈化單元、壓力控制和報(bào)警單元等；輔助單元包括置于變壓器接口、油管及通信及電源電纜等。
如果不通過(guò)61850通訊規(guī)約直接上傳數(shù)據(jù)和報(bào)警等值也可以在主控室安裝電腦和監(jiān)控軟件，直接在主控室內(nèi)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況。
三、系統(tǒng)工作原理
CZ3021型變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作時(shí)，先利用油樣采集單元進(jìn)行油路循環(huán)，處理連接管道的死油，再進(jìn)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(dòng)進(jìn)樣； 在自產(chǎn)載氣推動(dòng)下，樣氣經(jīng)過(guò)色譜柱分離，順序進(jìn)入氣體檢測(cè)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(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析，并通過(guò) 100M 以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器或通過(guò)通信協(xié)議直接上傳到省公司后臺(tái)，也可由監(jiān)測(cè)與預(yù)警軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和故障分析。
四、主要技術(shù)參數(shù)
| 序號(hào) | 技術(shù)參數(shù)名稱 | 提供值 | |
| 1 | 系統(tǒng)型號(hào) | CZ3021 | |
| 2 | 工作環(huán)境溫度 | -40℃～＋70℃ | |
| 3 | 工作環(huán)境濕度 | 相對(duì)濕度5～95%（裝置內(nèi)部既無(wú)凝露，也不應(yīng)結(jié)冰） | |
| 4 | 大氣壓力 | 70kPa～110kPa | |
| 5 | 工作電源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | |
| 6 | 監(jiān)測(cè)組分 | H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6、H20（可選）等7種氣體組分及微水、相對(duì)增長(zhǎng)率及增長(zhǎng)速度； 油中微水監(jiān)測(cè)可選 | |
| 7 | 分析診斷功能 | 通過(guò)改良三比值法、大衛(wèi)三角法及立方體圖示法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷，并提供原始譜圖 | |
| 8 | 最小檢測(cè)周期 | 40-60分鐘，可由用戶自行設(shè)定，默認(rèn)24小時(shí) | |
| 9 | 取樣方式 | 循環(huán)取樣，安全真實(shí)地反應(yīng)變壓器中氣體真實(shí)情況 | |
| 10 | 油氣分離方式 | 真空全脫氣方式 | |
| 11 | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)壽命 | ≥ 10 年 | |
| 12 | 配備載氣量 | 氣源發(fā)生器 | |
| 13 | 監(jiān)測(cè)氣體 | 測(cè)量范圍 | 檢測(cè) |
| 1） | H2 | 2 ～ 2000 µ l/l | 2µ l/l |
| 2） | CO | 5 ～ 20000 µ l/l | 5 µ l/l |
| 3） | CH4 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 4） | C2H4 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 5） | C2H6 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1 -0.5µ l/l |
| 6） | C2H2 | 0.2 ～ 2000 µ l/l | 0.1-0.5 µ l/l |
| 7） | C02 | 25 ～ 20000 µ l/l | 25 µ l/l |
| 8） | H2O（可選） | 1 ～ 800 µ l/l | |
| 9） | 總烴 | 1 ～ 8000 µ l/l | |
| 10） | 總含氣量（可選） | 0.2 ～ 15% | |
| 14 | 穩(wěn)定性（測(cè)量偏差） | 同一試驗(yàn)條件下對(duì)同一油樣的監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差不超過(guò) ±5%（中等濃度） | |
| 15 | 靜電放電抗擾度 | 4 級(jí)，± 8kV－± 15kV | |
| 16 | 電快速瞬變脈沖群抗擾度 | 4 級(jí)，± 4kV | |
| 17 | 浪涌（沖擊）抗擾度 | 4 級(jí)，± 4kV | |
| 18 | 耐地震能力：地震波為正弦波 持續(xù)時(shí)間：三個(gè)周波，安全系數(shù) 1.67 | 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 | |
| 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 | |||
| 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 | |||
| 19 | 存儲(chǔ)運(yùn)輸極限環(huán)境溫度 | -40 ℃ ～＋ 80 ℃ | |
| 20 | 外殼的防護(hù)性能 | 室外安裝部件（本系統(tǒng)和通訊控制單元） IP56 | |
| 21 | 外形尺寸 | 寬 535mm × 深 600mm × 高 1100mm | |
| 22 | 整機(jī)重量 | 125kg | |
| 23 | 基礎(chǔ)尺寸 | 長(zhǎng) 800mm × 寬 600mm × 地面高 200mm左右XS-DGA | |
