一、系統簡介
CZ3021型變壓器油色譜在線監測系統可實現自動定量循環清洗、進油、油氣分離、樣品分析，數據處理，實時報警；快速地在線監測變壓器等油浸式電力高壓設備的油中溶解故障氣體的含量及其增長率，并通過故障診斷專家系統早期預報設備故障隱患信息，避免設備事故，減少重大損失，提高設備運行的可靠性。該系統作為油色譜在線監測領域的新一代產品，將為電力變壓器實現在線遠程 DGA 分析提供穩定可靠的解決方案，是電力系統狀態檢修制度實施的有力保障。
CZ3021型變壓器油色譜在線監測系統是結合了本公司在電力色譜自動全脫氣裝置運行中近二十年的成功經驗，并總結國內外油色譜在線監測的優缺點，傾心打造而成。該系統保持了我公司產品向來所具有的穩定性、可靠性、準確性等方面的優勢：
♦ 在線檢測H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H20(可選)的濃度及增長率；
♦ 定量清洗循環取樣方式，真實地反應變壓器油中溶解氣體狀態；
♦ 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；
♦ 采用專用復合色譜柱，提高氣體組分的分離度；
♦ 采用進口特制的檢測器 ，提高烴類氣體的檢測靈敏度；
♦ 高穩定性、高精度氣體檢測技術，誤差范圍為 ± 10%；
♦ 成熟可靠的通信方式，采用標準網絡協議，支持遠程數據傳輸；
♦ 數據采集可靠性高，采用過采樣技術Δ－∑模數轉換器，24位分辨率，自動校準；
♦ 多樣的數據顯示及查詢方式，提供報表和趨勢圖，歷史數據存儲壽命為10年；
♦ 環境適應能力強，成功應用于高寒、高溫、高濕度、高海拔地區；
♦ 抗干擾性能高，電磁兼容性能滿足 GB/T17626 與 IEC61000 標準 ；
♦ 提供有兩級報警功能，報警信號可遠傳；
♦ 開放的數據庫，可接入電力系統局域網；
此外，本系統采用了模塊化設計，高性能嵌入式處理器的應用使色譜在線監測系
統更加穩定可靠，并具有下列特點：
♦ 更快的分析周期，最小監測周期為40-60分鐘，可由用戶自行設置，推薦檢測周期為24小時檢測一次；
♦ 油氣分離速度快，僅需10分鐘多鐘左右，采用特殊的環境適應技術，消除溫、濕度變化對氣體分配系數的影響；
♦分析后的油樣采用脫氣和緩沖處理技術，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，保證載氣不會帶進變壓器本體中；
♦ C2H2檢測限可達 0.1-0.5 μ L/L ；
♦ 采用雙回路多模式恒溫控制，控溫精度達 ± 0.1 ℃ ，設備配有自動恒溫工業空調；
♦ 采用嵌入式處理器控制系統，將油氣分離、數據采集、色譜分析、濃度計算、數據報警、設備狀態監控等多功能集于一體，不會出現數據丟失等情況，大大提高了系統的可靠性和穩定性；
♦ 功能接口電路采用光耦隔離設計，進一步提高系統抗干擾性能；
♦ 采用以太網方式，可實現全數字、遠程數據傳輸、控制和參數設置；
♦ 加強系統故障診斷功能，提供改良三比值法、大衛三角法和立方體圖示法，給出診斷結果 ；
♦ 加強系統自檢，增加遠程維護功能，提供設備異常事件報警；
♦ 支持 61850通訊協議，提供同類監測設備組網功能，可實現某一區域的集中遠程診斷；
♦ 系統結構采用19”標準機箱和高集成模塊化設計，結構緊湊，安裝維護簡便，操作人性化；
♦ 可擴展性高，可便捷的與其它監測裝置集成；
♦ 無鋼瓶設計，不需要每年更換載氣，大大減少了售后維護量，并且沒有高壓容器在變壓器旁，設備安全性得到充分保障，沒有任何安全隱患。
二、系統組成
CZ3021型變壓器油色譜在線監測系統可由現場監測主機獨立完成，現場監測主機包含色譜數據采集處理模塊、、油氣分離模塊、氣體檢測模塊、氣源模塊等四個高集成模塊和輔助單元組成。其中色譜數據采集處理模塊包含數據采集單元、現場控制處理單元、通訊控制單元及61850規約通訊等；油氣分離模塊包含油樣循環采集單元、油樣定量單元、油樣處理返回單元、脫氣集氣單元等；氣體檢測模塊包含氣體分離單元、恒溫恒流控制單元、氣體檢測單元等；氣源模塊包含產氣單元、儲氣單元、凈化單元、壓力控制和報警單元等；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61850通訊規約直接上傳數據和報警等值也可以在主控室安裝電腦和監控軟件，直接在主控室內監測設備的運行狀況。
三、系統工作原理
CZ3021型變壓器油色譜在線監測系統工作時，先利用油樣采集單元進行油路循環，處理連接管道的死油，再進行油樣定量；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并自動進樣； 在自產載氣推動下，樣氣經過色譜柱分離，順序進入氣體檢測器；數據采集單元完成 AD 數據的轉換和采集，嵌入式處理單元對采集到的數據進行存儲、計算和分析，并通過 100M 以太網接口將數據上傳至數據處理服務器或通過通信協議直接上傳到省公司后臺，也可由監測與預警軟件進行數據處理和故障分析。
四、主要技術參數
序號 | 技術參數名稱 | 提供值 | |
1 | 系統型號 | CZ3021 | |
2 | 工作環境溫度 | -40℃～＋70℃ | |
3 | 工作環境濕度 | 相對濕度5～95%（裝置內部既無凝露，也不應結冰） | |
4 | 大氣壓力 | 70kPa～110kPa | |
5 | 工作電源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | |
6 | 監測組分 | H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6、H20（可選）等7種氣體組分及微水、相對增長率及增長速度； 油中微水監測可選 | |
7 | 分析診斷功能 | 通過改良三比值法、大衛三角法及立方體圖示法對監測數據進行分析、診斷，并提供原始譜圖 | |
8 | 最小檢測周期 | 40-60分鐘，可由用戶自行設定，默認24小時 | |
9 | 取樣方式 | 循環取樣，安全真實地反應變壓器中氣體真實情況 | |
10 | 油氣分離方式 | 真空全脫氣方式 | |
11 | 數據存儲壽命 | ≥ 10 年 | |
12 | 配備載氣量 | 氣源發生器 | |
13 | 監測氣體 | 測量范圍 | 檢測 |
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 | 穩定性（測量偏差） | 同一試驗條件下對同一油樣的監測結果偏差不超過 ±5%（中等濃度） | |
15 | 靜電放電抗擾度 | 4 級，± 8kV－± 15kV | |
16 | 電快速瞬變脈沖群抗擾度 | 4 級，± 4kV | |
17 | 浪涌（沖擊）抗擾度 | 4 級，± 4kV | |
18 | 耐地震能力：地震波為正弦波 持續時間：三個周波，安全系數 1.67 | 地震烈度 9 度地區： 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： 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： 地面水平加速度 0.2g ，地面垂直加速度 0.1g | |||
19 | 存儲運輸極限環境溫度 | -40 ℃ ～＋ 80 ℃ | |
20 | 外殼的防護性能 | 室外安裝部件（本系統和通訊控制單元） IP56 | |
21 | 外形尺寸 | 寬 535mm × 深 600mm × 高 1100mm | |
22 | 整機重量 | 125kg | |
23 | 基礎尺寸 | 長 800mm × 寬 600mm × 地面高 200mm左右XS-DGA | |
