气相色谱仪-专注研发

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广安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。

广安变压器油色谱在线监测系统 电源：仪器用220V/50HZ交流电源，电源的输入线路的承受功率，必须大于仪器消耗功率(约3kw)；电源接线板要接触可靠；当外供电源电压波动较大时，要用5～10kw的稳压器或调压器及时调压，否则将对仪器性能产生重大影响。（3）地线：为保证仪器性能及使用者的人身，仪器必须和大地可靠相连。建议用铜网或铜板埋入一米深以下的湿土中，土中加1Kg食盐，来埋设地线。用2 mm＊10 mm的扁铜带电焊引出并接到仪器的接地端，不允许用电源中线代替地线，不允许将地线接在自来水管或暖气片上。（4）气源与气路管路：须用高纯惰性气体和纯净空气。氮气和氢气要由高压钢瓶或氮气、氢气发生器供给。空气可由无油空压机供给，方便时用高压钢瓶。用高压钢瓶时，氮气、空气可用氧气减压阀（0-25MPa/0-2.5MPa）氢气为专用氢气减压阀，为反丝（0-25MPa/0-0.4MPa）.本仪器对三种气源减压阀输出压强要求为：载气（N2）：0.4MPa 氢气：0.25MPa 空气：0.4MPa。当使用电子捕获检测器时，载气必须用纯度为99.999％以上的高纯氮气，再加上脱氧管。安装注意以下几点：?先参阅有关使用高压钢瓶的资料，按要求操作，装好减压表。?气瓶放置牢靠，周围严防明火和电火花存在。（5）电子捕获检测器使用Ni63放射源，需在检测器的排出口装上排气管、使气体排出室外，同时用标签注明有放射性同位素存在。（排出口高出房顶，且管口朝下，以防进雨。）。

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广安变压器油色谱在线监测系统工作流程1、变压器油经闭路循环进入油气分离室，受检油样在真空环境及电磁激振作用下，实现油气分离。2、经冷阱除油后，分离出的故障特性气体导入气体定量室后，在载气的作用下流经色谱柱。利用色谱柱对各个气体组份具备不同的吸附\解附作用，使故障特性气体被依次分离。3、气敏传感器按出峰顺序对故障特性气体逐一进行检测，并将故障气体的浓度特性转换成电信号。4、数据处理单元对电信号进行分析处理，分别计算出故障气体各组份浓度。5、通信模块将气体组份浓度、载气压力状态、谱图等数据信息按照TCP/IP、IEC61850通信协议上送过程层网络，变压器状态监测主IED故障诊断系统对色谱数据进行综合分析诊断，超过设定注意值时进行报警，实现变压器故障的在线监测。3.4系统结构图3-1系统结构在功能上划分为油样获取单元、油气分离单元、载气单元、色谱检测单元、控制与数据处理单元、通信接口单元。1、油样获取单元经油泵强循环从变压器主油箱取得油样，并送入脱气室。

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广安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、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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广安变压器油色谱在线监测系统 检测器变压器油色谱仪检测器采用单元组合设计，可提供热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测器（FID）、电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器(FPD)和氮磷检测器(NPD)等五种检测装置，多同时安装四个检测器。见图四三、安装准备1、安装准备仪器应安装在专用的色谱仪器分析实验室内，以便于将仪器与气源分开管理。仪器应安装在牢固无振动的水泥或木质工作台上，工作台的台面上应留有足够的空间，以便于放置电脑、色谱数据工作站、记录仪、积分仪等外围设备，工作台的背后应留有一事实上的间隙（0.5米以上），以备于仪器维护保养。电源应有足够的功率（大于5KW）。仪器应远离火种，室内不得有强腐蚀性气体，应避免室内温度剧烈波动和空气的过分流动。工作台（高0.7-0.8米＊宽0.6-0.7米＊长2米）的设置请参照（图五） 。图五 工作台的设置仪器所需要的载气和辅助气体，一般可由高压气体钢瓶、气体发生器、无油空气压缩机等装置提供，高压气体要经过减压阀减压后供给仪器。气源是仪器启动的前提条件，所以必须提前考虑。若用户订货时提出具体的使用要求时，制造商可以协助用户购置必要的设备。仪器根据检测器的配置情况应选择不同的气体，气体的种类和基本参数及选用原则请参照（表一）。表一检测器 气 源 入口压力 纯 度TCD H2或He 0.26MPa 99.999％FID H2 0.26MPa 99.995％N2或He 0.4～0.5MPa 99.998％Air 0.4—0.5MPa 无灰尘、油雾、水份等ECD N2或He 0.4～0.5MPa 99.999％或Ar/CH4 H20≤0.002pma02 ≤1ppmFPD N2 0.4-0.5MPa 99.995％N2或He 0.4～0.5MPa 99.998％Air 0.4—0.5MPa 99.998％仪器允许使用气体发生器、无油空气压缩机等装置来提供仪器的工作气源。气体发生装置或空气泵产生的气体含水量较高，使用时一定要进行必要的气体净化。使用气体净化装置时要注意对该装置的定期保养。

广安变压器油色谱在线监测系统．更换色谱柱2．载气污染2．更换或再生载气过滤器3．载气流速太高3．重新调节载气流速4．接地不良4．检查并做好良好的接地5．高阻污染5．清洗污染的高阻6．进样器污染6．清洗进样器中进样管7．空气或氢气流速太高或太低（FID）7．重新调节空气或氢气的流速8．空气或氢气污染8．更换氢气或空气过滤器9．水冷凝在FID中9．增加FID温度水分10．高频信号线故障10．检查高频信号线额外峰故障判断检查方法及修理1．前一样品的高阻分峰1．待前一次样品全部溜出后再进样2．冷凝在层析柱中的水分在出峰2．安装或再生净化器的操作条件要适当选择3．样品分解3．降低进样器温度4．样品被污染4．保证样品干净锯齿型基线故障判断检查方法及修理1．稳流阀膜片疲劳1．换膜片或修理阀2．载气瓶减压阀输出压力变化2．调节载气阀减压的压力在另一位置3．气流的流量不当3．重新设置气流的流量反峰故障判断检查方法及修理1．氢气流量过大（FID）1．调整氢气流量2．正负开关弄错2．改变正负开关到正确的位置3．参比池与测量池的钨丝引线搞错（TCD）3．检查参比池与测量池钨丝的引线情况。没有进样而基线单方向变化（FID）故障判断检查方法及修理1．检测器温度太低1．提高检测器温度色谱柱温停止加温或失控2．检修控温系统和加热丝铂电阻3．探漏单方向基线漂移故障判断检查方法及修理1．检测器温度大幅度变化1．稳定检测器温度2．放大器零点漂移2．检修放大器各部件3．柱温大幅度增加或减少3．稳定色谱柱温度4．漏气4．探漏升温时不规则基线变化故障判断检查方法及修理1．柱流失过多1．选择适当色谱柱，使用柱温应远低于固定液使用温度，老化柱子2．没有选择好合适的操作条件2．选择合适的操作条件3

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广安变压器油色谱在线监测系统用一根尺寸合适的电线接到楼房的总管线上或接到总导管的入地处。2、把接地用的长钉子打进潮湿的土层里并接到入地处。3、也可以接到其它可靠的入地处。绝缘的地线必须牢固地接在装置上。不要用夹子把地线夹在管子或接地柱上。也不要使用其它会使接头松动的方法来连接。接头必须用铜焊或锡焊，尽可能减小接地接头处绝缘电阻的下降。如果按装得不合适，在接头处就可以量到电阻，再加上地线上的电阻就会使绝缘的接地装置上产生我们所不希望的电势。在安装地线的时侯要它偶然和其它地线接触这会给绝缘带来不良的影响。绝缘线必须接在配电盘的绝缘母线上，再从配电盘上通过接头和电源地线分别接到仪器系统的各个单元上。绝缘母线可由配电盘上的接地板构成。所用的电线尺寸应使远一点到主配电盘接地处的接地电阻。请与当地的电器检查部门商量所用的电线规格。当多层建筑物中安装了电网处理装置时，应把电网处理装置的外壳与建筑物结构中的钢筋接起来，这样才能减少接地噪声。地线的一端应接到线路处理装置的外壳上，另一端应焊接在近的楼房竖梁钢筋上。把地线接到建筑物的钢筋上比把地线接到地下室单独的接地柱上要好

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广安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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广安变压器油色谱在线监测系统 电源：仪器用220V/50HZ交流电源，电源的输入线路的承受功率，必须大于仪器消耗功率(约3kw)；电源接线板要接触可靠；当外供电源电压波动较大时，要用5～10kw的稳压器或调压器及时调压，否则将对仪器性能产生重大影响。（3）地线：为保证仪器性能及使用者的人身，仪器必须和大地可靠相连。建议用铜网或铜板埋入一米深以下的湿土中，土中加1Kg食盐，来埋设地线。用2 mm＊10 mm的扁铜带电焊引出并接到仪器的接地端，不允许用电源中线代替地线，不允许将地线接在自来水管或暖气片上。（4）气源与气路管路：须用高纯惰性气体和纯净空气。氮气和氢气要由高压钢瓶或氮气、氢气发生器供给。空气可由无油空压机供给，方便时用高压钢瓶。用高压钢瓶时，氮气、空气可用氧气减压阀（0-25MPa/0-2.5MPa）氢气为专用氢气减压阀，为反丝（0-25MPa/0-0.4MPa）.本仪器对三种气源减压阀输出压强要求为：载气（N2）：0.4MPa 氢气：0.25MPa 空气：0.4MPa。当使用电子捕获检测器时，载气必须用纯度为99.999％以上的高纯氮气，再加上脱氧管。安装注意以下几点：?先参阅有关使用高压钢瓶的资料，按要求操作，装好减压表。?气瓶放置牢靠，周围严防明火和电火花存在。（5）电子捕获检测器使用Ni63放射源，需在检测器的排出口装上排气管、使气体排出室外，同时用标签注明有放射性同位素存在。（排出口高出房顶，且管口朝下，以防进雨。）。

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广安变压器油色谱在线监测系统无元器件损坏现象。6、电压暂降、短时中断抗扰度试验装置能承受GB/T 17626.11-2008中规定的试验等级为40的持续时间10个周波的电压暂降、短时中断抗扰度试验。7、承受阻尼振荡磁场抗扰度试验装置的外壳端口能承受GB/T 17626.10中规定的试验等级为5级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。同时，干扰消失后，装置正常工作。2.6连续通电出厂前，在常温下进行不小于72h的连续通电试验，装置各项参数和性能指标符合企标。2.7要求防护等级：IP563产品功能介绍3.1数据采集功能运用气相色谱分析原理，采用真空与电磁振荡相结合的脱气技术，应用复合型色谱柱气体分离方法，使用基于集成传感技术的检测器，实现对变压器油中溶解的多组分气体H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的在线检测，可辅助实现CO2及微水H2O的检测。3.2工作原理电力变压器、电抗器、套管等充油高压电气设备，通常采用油、纸\纸板组成绝缘系统。当设备内部发生热故障、放电性故障或油、纸老化时，会产生多种故障气体，这些故障气体溶解于油中。不同类型的故障产生的气体组份及浓度也不同，因此故障气体组份可以反映不同类型的故障。利用气相色谱分析法对故障气体组份进行定性、定量分析，获得气体组份及其含量，实现对变压器的故障诊断。

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广安变压器油色谱在线监测系统文件号的输入即将光标移至文件处依次按《8》＋《确认》键即可。此时文件为8，则仪器内所有设置的参数为8号文件内容，若输入其它文件号，则8号文件自动储存。若要找回8号文件的内容，只需将文件号输入为8并按确定键即可。图十八 辅助功能图十九 仪器参数界面 按《Menu》键，则状态栏显示〡用户配置〡仪器参数〡保护温度〡秒表 并将光标右移至《仪器参数》栏，再按确定《确认》键，则显示屏变为[图十九]界面此界面为仪器参数界面，仪器在出厂已校好，用户一般不要随意改动。“启动记录”它记录了仪器启动的次数。保护温度的设置：在保护温度的界面下设置各加热区的保护温度。保护温度的设置，要高于使用温度的20℃。实际温度超过设置的保护温度时，仪器将报警并停止所有的加热。按《Menu》键，状态栏显示 用户配置〡仪器参数〡保护温度〡秒表〡，将光标移至《秒表》，按确定《确认》键，则显示屏显示[图二十]界面。图二十 设置秒表计时界面此界面为设置秒表计时界面。次按《▲》键或《确认》，开始计时；第二次按《▼ 》键或《确认》，停止计时同时显示60秒除以即时时间值，方便用户计算分钟流量。第三次按《确认》键，计时时间。当光标处于后面任一界面下面的状态标，可按“·”键回到此界面。按两次《Menu》键，状态栏变为〡温控〡检测器〡事件〡程序升温〡辅助功能〡此时光标处于《辅助功能》栏，移动光标选定菜单，按确定键可进入以上任何一个界面。变压器油色谱仪的温控电路主板背挂于控制箱中上部，加热板和点火板在仪器后部。其连线见下图。工作原理图见下图。变压器油色谱仪CPU板连线见下图第五章热导池检测器（TCD）的安装与使用工作原理：在一个处于热平衡的TCD中，组分进入测量臂池腔，就会由于气体组成的改变，引起气体热导系数的变化，气体热导系数的改变，引起热敏元件温度的变化，热敏元件的温度变化，引起热敏元件阻值的变化，热敏元件阻值的变化使惠斯顿电桥输出信号的变化。所以TCD的信号变化是各个变量相继变化的结果热导池检测器的结构：热导池检测器采用半扩散式结构，经特珠工艺处理的100Ω铼钨丝，恒流源供电，具有断流热丝保护功能。配置了2路专用补充气，见下面TCD补充气气路流程图，以便用大孔径毛细管。热导池检测器结构如图二十一。

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广安变压器油色谱在线监测系统用一根尺寸合适的电线接到楼房的总管线上或接到总导管的入地处。2、把接地用的长钉子打进潮湿的土层里并接到入地处。3、也可以接到其它可靠的入地处。绝缘的地线必须牢固地接在装置上。不要用夹子把地线夹在管子或接地柱上。也不要使用其它会使接头松动的方法来连接。接头必须用铜焊或锡焊，尽可能减小接地接头处绝缘电阻的下降。如果按装得不合适，在接头处就可以量到电阻，再加上地线上的电阻就会使绝缘的接地装置上产生我们所不希望的电势。在安装地线的时侯要它偶然和其它地线接触这会给绝缘带来不良的影响。绝缘线必须接在配电盘的绝缘母线上，再从配电盘上通过接头和电源地线分别接到仪器系统的各个单元上。绝缘母线可由配电盘上的接地板构成。所用的电线尺寸应使远一点到主配电盘接地处的接地电阻。请与当地的电器检查部门商量所用的电线规格。当多层建筑物中安装了电网处理装置时，应把电网处理装置的外壳与建筑物结构中的钢筋接起来，这样才能减少接地噪声。地线的一端应接到线路处理装置的外壳上，另一端应焊接在近的楼房竖梁钢筋上。把地线接到建筑物的钢筋上比把地线接到地下室单独的接地柱上要好

广安变压器油色谱在线监测系统仪器的故障与排除没有色谱峰故障判断检查方法和修理1．记录器接触不良1．检查记录器接线2．记录器故障2．看仪器说明书，排除记录器故障3．进样器温度太低3．增加进样器温度4．注射器堵塞4．更换注射器5．放大器电源断开5．检查放大器， 6．没有载气通过6．检查载气流路是否堵塞，或气瓶中气源用完7．硅橡胶漏气7．更换硅橡胶8．无火8．点火9．FID极化电压接触不良9．排除极化电压连接不良现象正常滞留时间而灵敏度下降故障判断检查方法及修理1．注射器漏气1．更换注射器2．灵敏度的选择不当2．选择适当的灵敏度3．载气漏3．探漏并做相应的处理4．氢气和空气流量选择不当（FID）4．调正它们的流量5．检测器无高压（FID）5．装上高电压拖尾峰故障判断检查方法及修理1．进样管污染1．清洗进样器管子2．层析柱炉温太低2．增加层析柱温度 3．进样温度太低3．调高进样器温度5．层析柱选择不当4．选择适当的色谱柱伸舌峰故障判断检查方法及修理1．样品量太大1．降低样品量2．样品凝集在系统中2．先提高柱温，再选择适当的进样器，色谱柱，检测器温度色谱峰分离不好故障判断检查方法及修理1．柱过短1．选择较长色谱柱2．固定液流失2．更换层析柱或老化色谱柱3．柱温度太高3．降低柱温4．固定液选择不正确4．选择适当色谱柱5．载气流速太高或太低5．调整载气流量平顶峰故障判断检查方法及处理1．放大器输入饱和1．降低样品量，降低放大器灵敏度2．记录器零点位置发生变化2．检查记录器零点位置并做相应的处理基线突变故障判断检查方法及处理1．外电场干扰1．排除影响仪器正常工作的外电场干扰2．电源插头接触不良2．把电源插座安装牢固3．氢气、空气流量选择不当3．重新调整氢气和空气的流量恒温操作时有不规则基线波动故障判断检查方法及修理1．仪器安装的位置不好

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广安变压器油色谱在线监测系统系统运行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，、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（1G以上）?显示卡：标准VGA 256色显示模式以上（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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