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吕梁变压器油色谱在线监测系统 开箱检查按装箱单清点仪器和附件。第二章 仪器工作原理、结构及安装一、仪器工作原理绝缘油色谱分析仪是一种多组份混合物的分离与检测的分析工具。它是以气体为流动相,采用冲洗法的柱色谱技术。从结构上看,又是一个载气连续运行的自动记录仪器。其工作流程见图二。气相色谱分离是利用试样中各组份在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次的分配(吸附-脱附或溶解-释放),由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同(即保留作用不同),因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,顺序离开色谱柱进入检测器,经检测器后转换为电信号送至色谱数据处理装置处理。图二 绝缘油色谱分析仪工作流程示意图二、仪器整机结构变压器油色谱仪由主机(包括进样、色谱分离、检测及电气、气路控制系统)、色谱数据处理机或工作站组成。主机分为:色谱柱室(包括进样和检测器)和气路、电气控制部分。1、气路变压器油色谱仪采用先进的气路结构,三柱三气路操作。气路流程可靠、灵活、易于扩展,基线稳定性好。基本气路为9路(其气路流程见图三),可扩展到21路。气路控制面板位于仪器整机右下侧(见图一仪器外型结构),图三 变压器油色谱仪气路流程图使用填充柱操作时:载气分为载气1和载气2,经稳压阀与稳流阀调节后分别与汽化室1和汽化室2连接,并有压力表指示。


吕梁变压器油色谱在线监测系统油气分离单元采用真空与电磁振荡相结合的脱气方法,将气体从油中分离出来,并导入定量室。3、载气单元为色谱检测提供流速、流量恒定的流动相,保证色谱分离的准确性和稳定性。4、色谱检测单元采用复合型色谱柱及基于集成传感技术的检测器,实现多组份气体的分离和检测。5、控制与数据处理单元按照工艺流程实现对控件的顺序控制,实现载气调节、温度控制,完成信号调理、转换和数据计算。6、通信接口单元按照TCP/IP、IEC61850通信协议,将数据信息上传至过程层网络。3.5数据通信功能装置适用于符合TCP/IP、IEC61850标准的全智能变电站,气体组份浓度、载气压力状态、二维谱图等数据信息采用MMS方式传输至过程层网络。装置可提供两路电气以太网接口,用于与变压器状态监测主IED通讯,或者将数据信息直接上送站端一体化信息平台。4硬件结构4.1结构与安装图4-1外形尺寸现场数据采集器外形尺寸为:1400×720×420mm4.2面板说明1、运行指示:装置主CPU运行指示,常开状态。2、控制指示:装置各部件运行指示,常开状态。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统系统运行安全可靠采用了基于权限的用户管理,使系统具有很强的鲁棒性,同时使系统用户管理更富有人性化。7、强大的平台支撑软件运行于目前流行的微软NET 平台,安全、稳定,具有较强的可扩展性。8、数据显示生动形象,报表实用、美观用户界面友好,操作方便。配置要求硬件运行环境?CPU:奔腾1000MHz以上?内存:512M以上(推荐1G以上)?显示卡:标准VGA 256色显示模式以上(推荐SVGA 16位色以上显示模式)?显示器:支持分辨率1024 X 768及其以上?网卡:支持TCP/IP协议的网络接口卡(网卡)软件运行环境IE 浏览器5.0及以上服务器端配置?Windows 2000/ XP/2003等操作系统平台?Microsoft SQL Server2000(SP4)企业版数据库?Internet信息服务(IIS),版本5.0及以上?Microsoft .Net Framework2.06.1启动软件与登陆软件采用了基于权限的用户管理机制,只有经过授权的用户才能使用本系统。普通用户只能查看系统的参数设置、浏览监测数据以及使用其他基本功能,只有高级用户才具有修改系统的有关参数配置、进行用户管理等权限,这样在很大程度上确保了系统长期稳定、可靠地运行。如图6.1为本软件的登录页面。图6.1 系统登录页面图6.2系统主运行页面6.2 检测组份选择本系统软件为满足不同用户对检测指标的不同要求,专门设计了组份选择功能。组份选择功能在主界面上点击F3功能键即弹出如图6.3所示对话框。本软件提供了七种气体、总烃、微水、氧气的选择。当组分选择栏内的组分处于选中状态时,则在数据显示与处理时区显示该组分的数据,默认情况下,组份选择栏内氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔均处于选中状态,其余处于未选中状态。图6.3组份选择功能页面

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吕梁变压器油色谱在线监测系统溶剂峰严重拖尾 分流流速低;隔垫清洗气流速低;进样速度不合适。内衬管密封不严提高分流气流速;增加隔垫清洗气流速;摸索合适的进样速度;压进内衬管出现严重的鬼峰色谱柱残流的高沸物系统污染;玻璃内衬管污染;载气气路污染。高温老化色谱柱老化系统;清洗玻璃内衬管;在载气路增加过滤器第七章  镍转换炉变压器油色谱仪的检测对象为溶解于绝缘油中的七种气体组份: H2、O2、CH4、C2H4、C2H6、 C2H2、CO、CO2,以TCD测定H2、O2,以FID测定烃类气体和CO、CO2。由于FID对CO、CO2没有响应,而TCD的检测灵敏度不够,采用镍转换炉,把CO、CO2转化为CH4(CO、CO2转化为CH4的转化率均大于98),用FID检测以提高CO、CO2的检测灵敏度。镍转化炉结构示意图如图所示。第八章 仪器维护保养及常见故障处理1 仪器的保养与维护 1.1 仪器的保养在日常使用过程中,应注意对仪器进行必要的保养,以保证仪器正常工作,延长其使用寿命。气体钢瓶应放置在通风之处,尽量将气体钢瓶与仪器分处放置;三根气体净化管内必须填装分子筛、硅胶,以吸收气体中的杂质,并注意失效后及时更换;注意经常更换进样口的硅胶垫;注意经常用适当的溶剂清洗内衬管;仪器在不使用时,应用罩子将仪器罩住,防止灰尘及异物进入。 1.2 仪器的维护 1.2.1气体净化器的维护流路控制系统中,接有过滤器,其中就置放有5A分子筛。5A分子筛需要定期更换或活化。活化温度为260℃,时间24小时。1.2.2气体净化管的维护流路控制系统中,载气接有气体净化管,其中就置放有5A分子筛。5A分子筛需要定期更换或活化。活化温度为260℃,时间24小时。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统技术参数2.1基本数据1、额定数据额定电压:AC220V。功率消耗:在额定工作电压下,功率消耗不大于1000w 。2、检测指标表1气体组分检测指标气体组分小检知浓度测量范围检测精度监测周期小监测周期2小时。可按用户需要任意设定监测周期。4、重复性对同一油样(以乙烯C2H4浓度50μL/L 计算)连续进行5次油中气体成份分析,试验结果之间的差异不超过5次平均值的10%。5、测量误差对检测限值和检测限值之间气体含量的油样进行分析的同时,取同一油样在气相色谱仪上检测,以色谱仪检测数据为基准,计算测量误差。在线监测装置检测数据色谱仪检测数据测量误差 色谱仪检测数据测量误差:检测限值或±30%,取两者值。6、通信接口电气以太网接口:通讯串口:、外形尺寸本产品外形为长方形箱体,采用1.5mm 厚冷板。具体尺寸如下:1400mm720mm420mm。2.2环境条件1、环境温度:-40°C~+55°C;2、相对湿度:5%~95%无冷凝;3、大气压力:80kPa ~110kPa;4、海拔高度:0~3000m。2.3绝缘性能1、绝缘电阻A、在标准试验环境下,绝缘电阻符合表2的要求。表2标准试验环境下绝缘电阻要求额定电压Ur绝缘电阻值Ur≤60V≥5MΩUr>60V≥5MΩ注:与二次设备及外部回路直接连接的端口回路,绝缘电阻采用Ur > 60V的要求B、在温度(+40±2)°C,相对湿度(93±3)%恒定湿热试验环境下,绝缘电阻符合表3的要求。表3恒定湿热环境下绝缘电阻要求额定电压Ur绝缘电阻值Ur≤60V≥1MΩUr>60V≥1MΩ注:与二次设备及外部回路直接连接的端口回路,绝缘电阻采用Ur > 60V的要求2、介质强度在标准大气条件下,介质强度符合表4要求。表4介质强度要求额定电压Ur试验电压有效值Ur≤60V0.5kVUr>60V2.0kV注:与二次设备及外部回路直接连接的端口回路,介质强度采用Ur > 60V的要求3、冲击电压在标准大气条件下,在电源及信号端口对外壳之间施加标准雷电冲击电压。


吕梁变压器油色谱在线监测系统 开箱检查按装箱单清点仪器和附件。第二章 仪器工作原理、结构及安装一、仪器工作原理绝缘油色谱分析仪是一种多组份混合物的分离与检测的分析工具。它是以气体为流动相,采用冲洗法的柱色谱技术。从结构上看,又是一个载气连续运行的自动记录仪器。其工作流程见图二。气相色谱分离是利用试样中各组份在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次的分配(吸附-脱附或溶解-释放),由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同(即保留作用不同),因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,顺序离开色谱柱进入检测器,经检测器后转换为电信号送至色谱数据处理装置处理。图二 绝缘油色谱分析仪工作流程示意图二、仪器整机结构变压器油色谱仪由主机(包括进样、色谱分离、检测及电气、气路控制系统)、色谱数据处理机或工作站组成。主机分为:色谱柱室(包括进样和检测器)和气路、电气控制部分。1、气路变压器油色谱仪采用先进的气路结构,三柱三气路操作。气路流程可靠、灵活、易于扩展,基线稳定性好。基本气路为9路(其气路流程见图三),可扩展到21路。气路控制面板位于仪器整机右下侧(见图一仪器外型结构),图三 变压器油色谱仪气路流程图使用填充柱操作时:载气分为载气1和载气2,经稳压阀与稳流阀调节后分别与汽化室1和汽化室2连接,并有压力表指示。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统系统软件操作系列变压器色谱在线监测系统运行软件V2.0,考虑到多用户、远程在线监测等应用特点,采用了面向对象的设计方式和B/S的架构体系,使系统具有良好的扩展性和重用性。本软件运行于已安装.net framework2.0的微软NT/2000/2003等服务器版操作系统,并配置了Internet信息服务(IIS),版本为5.0以上。通过本软件,可以实时监测系统数据、浏览历史数据以及查看服务器端及本地检测数据。本软件很好地满足了变压器设备在线状态检修的需要,实现了数据分析、数据显示、实时监测、报表、参数设置等功能。本系统运行于网络环境下,提供了友好的用户界面,操作简单,维护方便。具体特点如下:1、融合了全方位的测量设备,提供了全面、丰富的测量内容、本系统采用了全方位的测量设备,提供了对多种气体组分、微水、载压等指标的测量,极大丰富了测量内容,给用户提供了多样化的信息。2、采用准确、可靠的智能谱峰识别技术、色谱单元中采用一种全新的谱峰识别算法,能不依赖于保留时间识别出峰的位置和峰的高度。解决了保留时间的变化对峰的识别和测量精度的影响。3、故障诊断算法先进、实用采用改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法和改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法专家系统,该系统故障诊断准确率高,故障分类有效。4、采用复合增益控制技术,提高了测量灵敏度和测量范围,系统通过软件实现同一幅谱图中不同组分采用不同的增益,在保证乙炔测量分辨率的前提下,避免了氢气测量的量程超限问题。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统系统运行确认系统连接正常后即可执行系统的正常运行操作。在系统的初始化设定中,用户可以结合实际情况进行采样时间的设定。数据自动采集、检测周期,系统默认为每24小时/次。本系统小检测周期为2小时/次、检测周期为30天/次。初始安装运行可点击采样开始键实现随机采样。5.5日常维护1、检查系统运行程序是否处于正常运行状态。正常运行状态是指运行程序未被不正常关闭、系统通信正常,能获得正常的日常监测数据等。2、检查供电是否正常。供电正常指主电源、220V交流电源常开状态。3、检查取油/回油管与变压器连接处是否有泄漏异常。4、检查载气压力指示是否正常。压力指示分别为:减压阀气瓶总压力指示应在5.0Kg/cm2以上,如低于该压力需及时更换新的载气;一级减压后,调试时已将压力设定在3.5-4.0Kg/cm2范围内,无论是否更换载气,此压力范围应保持不变。二级减压指示指的是现场主机上的压力表指示,此压力应在1.8-2.0Kg/cm2,调试完毕后,此压力不允许再次调节,否则将影响系统正常运行。5、载气更换规程。更换载气请关闭载气瓶总阀。总阀关闭后,卸下一级减压阀出口的不锈钢连接管并放空压力,然后卸下减压阀。新载气到位后,装好减压阀,将不锈钢管连接到一级减压阀出口,按上述要求调节好压力。5.6系统调试1、现场设备安装完毕,经系统检查无异常后,可进入调试阶段;2、对现场主机送电;3、打开载气瓶总阀门,调节减压阀调节柄,使减压阀二级表压力在3.5-4.0Kg/cm2左右;4、检查现场主机面板压力显示,压力表指示值应在1.8-2.0Kg/cm2左右;5、实现现场主机与过程层网络的通讯连接。调用调试程序,使系统进入载气管路置换清扫过程,总共需耗时约30分钟;6、油路、气路检漏。系统正常运行必须保证全系统无泄露;7、退出调试程序。使系统进入正式采样运行。


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吕梁变压器油色谱在线监测系统 历史数据出提供如图6所示图表功能外,用户也可通过日报表界面的导出功能键。实现数据的导出功能,将数据保存在用户指定的位置。日报表功能图示图6.13 日报表图6.14 谱图图6.15 故障诊断—立方体图示法图6.16 故障诊断—大卫三角形法图日报表数据导出6.4.2历史数据图示历史数据的查询需定义所查询数据的时间区间,如图:图6.18 历史数据查询时间定义图6.19 浓度报表图6.20 综合报表图6.21 常数坐标趋势图图6.22 对数坐标趋势图6.5 参数设置本系统参数设置功能仅限于供应商安装人员、用户专业维护人员使用。该功能操作将直接影响到系统安全、平稳运行。该功能操作采用权限设置,只有经权限许可的技术人员才可进入该功能系统,以确保系统正常使用。参数设置分采样参数、实时操作、计算参数、报警参数设置四种功能。以下按图示分别说明。图6.23是进入参数设置功能系统的权限界面,只有经授权许可的技术人员输入密码后方可登陆。图6.23 进入参数设置功能权限设置采样参数功能包含三部分信息设置:基本信息、采样设置、模式设置。基本信息包含该受检变压器现场主机本地IP地址、受检变压器的站点、变压器编号及现场主机的相关信息。IP地址是实现上下位机通讯的代码,必须与下位机IP一直。采样设置是系统采样的必要设定。


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吕梁变压器油色谱在线监测系统 仪器可进行恒温和程序升温操作。柱室配有柔性后开门自动控温系统,柱箱性能优良。温度控制精度高,升、降温速度快。能实现近室温操作。气路流程灵活、可靠,易于扩展,适于多种检测和进样组合。检测器采用单元化组合设计,安装维护方便,本仪器可配置多种检测器(TCD、FID、ECD、FPD和NPD),根据用户分析需要进行配置,本仪器多可同时安装四种检测器。仪器的进样系统可选配填充柱柱头进样、玻璃内衬快速进样、带有隔膜清洗功能的毛细管柱分流/不分流进样等多种进样装置。仪器的信号输出可与各种色谱数据处理机和色谱工作站等外围数据处理设备或绘图设备方便连接。仪器具有载气气路断气保护功能。可有效保护色谱柱及TCD操作时的热敏元件不受损坏。预置备用温控端口,易于扩展使用。仪器具有超温保护功能,任何一路温控超过保护温度,仪器将断电保护并报警。图一 仪器外型结构三、安装前的准备工作1、安装前准备(1)工作室与工作台:工作室周围不应受易燃、易爆的气体以及强大的电磁场和电火花干扰,室内要求通风良好;工作台应能承受整套仪器的重量、工作台后面应留有适当间隙(约50cm)以便工作和检修)。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统温度达到保护温度值时,仪器将自动关闭全部加热电源,蜂鸣器报警,并显示报警代号及错误信息,此状态将一直保持到关闭仪器总电源为止(或人为处理并清除报警状态)。报警以后请不要立即关闭仪器总电源,要查看报警代号、查找原因及错误信息,并根据错误信息解决故障。在仪器工作过程中能够合理地使用过温保护,在温度一旦失控时,可对仪器和外围设备进行有效地保护,以免承受不必要的损失。图十三 温度控制界面《注意》过温保护温度的设置一定要大于使用温度的20℃或20℃以上,不能高于400℃,若低于使用温度或设置错误,系统将出现报警提示,保护温度设置数据仍为原来的数据,仪器将处于保护状态,不能正常工作。 说明:柱 箱-----指柱室温度;汽化1-----指填充柱汽化室(进样口)的温度;汽化2-----指毛细管柱汽化室(进样口)的温度;检测1-----指氢火焰离子化检测器(FID)的温度(氢焰1--氢焰2是同一个温度)或NPD温度(有NPD时);检测2-----指热导池检测器(TCD)的温度或FPD温度(有FPD时);检测3-----指电子捕获检测器(ECD)的温度或甲烷转化炉的温度(有甲转时);各加热单元的位置图见下图。各加热单元的位置图0 ~ 9 数值键,用于设定参数时的数值声 音:正常按键操作时发出短声,按键错误时发出长声,报警时发出连续短声按菜单键《菜单/Menu》,则状态栏显示〡温控〡检测器〡事件〡程序升温〡辅助功能〡,再按右移光标键《 》,将光标移到《检测器》栏上,然后按《确认》键,则显示屏显示检测器控制界面〔图十四〕。此时光标处于TCD极性位置时,下面状态栏显示0=负,1=正,即按《0》+《确认》键,输入负按《1》+《确认》键,输入正当光标处于TCD电流位置时,下面状态栏显示TCD热丝电流0到200mA,即TCD热丝电流范围0~200mA。FID极性和TCD极性显示相同 0=负、1=正,FID的灵敏度为0到4,0灵敏度、4。ECD的灵敏度为0和1,0高灵敏度、1低灵敏度,ECD电流:0=0.5nA、1=1nA、2=2nA。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统 数据备份图6.7 数据还原6.3.4 增加与设备增加设备功能键实现受检变压器的添加功能。本使用手册以TCP/IP通讯方式说明受检变压器的添加。如图6.8、6.9:图6.8增加受检变压器地址定义图6.9通过设置形成的受检变压器树状列表如受检变压器定义错误或需要在系统中设备,鼠标点击该设备,使用设备功能键,显示图6.10,点击“是”,即可该设备。图6.10 设备6.3.5 报警列表报警列表是用来对选定受检变压器日常监测数据报警状态进行查询的功能模型。通过报警列表可查询该受检变压器的全部报警状态。图6.11 报警列表6.3.6 退出使用退出功能键,系统将关闭退出。图6.12 报警列表6.4数据查询数据查询功能主要由两部分组成:日报表与历史数据。日报表数据将提供数据立方图、日监测数据表、谱图及故障诊断结果等功能;历史数据提供浓度报表、综合报表及数据趋势图等功能。日报表除提供所示图表功能外,用户可通过日报表界面的导出功能键。实现数据的导出功能,将数据保存在用户指定的位置。参照图 。


吕梁变压器油色谱在线监测系统系统软件操作系列变压器色谱在线监测系统运行软件V2.0,考虑到多用户、远程在线监测等应用特点,采用了面向对象的设计方式和B/S的架构体系,使系统具有良好的扩展性和重用性。本软件运行于已安装.net framework2.0的微软NT/2000/2003等服务器版操作系统,并配置了Internet信息服务(IIS),版本为5.0以上。通过本软件,可以实时监测系统数据、浏览历史数据以及查看服务器端及本地检测数据。本软件很好地满足了变压器设备在线状态检修的需要,实现了数据分析、数据显示、实时监测、报表、参数设置等功能。本系统运行于网络环境下,提供了友好的用户界面,操作简单,维护方便。具体特点如下:1、融合了全方位的测量设备,提供了全面、丰富的测量内容、本系统采用了全方位的测量设备,提供了对多种气体组分、微水、载压等指标的测量,极大丰富了测量内容,给用户提供了多样化的信息。2、采用准确、可靠的智能谱峰识别技术、色谱单元中采用一种全新的谱峰识别算法,能不依赖于保留时间识别出峰的位置和峰的高度。解决了保留时间的变化对峰的识别和测量精度的影响。3、故障诊断算法先进、实用采用改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法和改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法专家系统,该系统故障诊断准确率高,故障分类有效。4、采用复合增益控制技术,提高了测量灵敏度和测量范围,系统通过软件实现同一幅谱图中不同组分采用不同的增益,在保证乙炔测量分辨率的前提下,避免了氢气测量的量程超限问题。

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吕梁变压器油色谱在线监测系统特殊情况下,如果变压器本体仅提供一个外接油口,只能采用同口方式实现油的闭路循环。2)、采用异口方式,需要在变压器本体开设取油/回油口。取油/回油口应开设在变压器事故排油阀同侧,取油/回油阀门可选用铜制球阀,规格DN25\40\50等均可,此要求需与变压器厂商协商确定。如用户不提供,供应商将按国标提供外径为110mm标准法兰连接件。3)、取油/回油口开设在变压器上本体油箱,取油油口应设置在上本体油箱的中部或偏上,回油口应设置在本体油箱沿上部约150mm处,取油/回油口之间的距离不得少于800mm。A、取油/回油管采用6mm铜管。B、由变压器厂商提供取油/回油阀的尺寸,供应商按照该尺寸定制接口法兰。2、变压器油循环进出口的确定与安装件制作由于不同厂家、不同型号、不同电压等级的变压器对油取样口的不同设计,用户在后,需向供应商提供以下信息:1)油循环模式:同口油循环或异口油循环;2)油循环口连接件尺寸图。未提供该图纸的用户,供应商将按外径110mm国标法兰制作连接件。3)油循环口离变压器油池卵石的垂直距离及油循环口与数据采集器的布管距离。以上内容也可在供应商技术人员现场实际考查后与用户协调确定。

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