一、系统简介
CZ3021型变压器油色谱在线监测系统可实现自动定量循环清洗、进油、油气分离、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线监测变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避免设备事故，减少重大损失，提高设备运行的可靠性。该系统作为油色谱在线监测领域的新一代产品，将为电力变压器实现在线远程 DGA 分析提供稳定可靠的解决方案，是电力系统状态检修制度实施的有力保障。
CZ3021型变压器油色谱在线监测系统是结合了本公司在电力色谱自动全脱气装置运行中近二十年的成功经验，并总结国内外油色谱在线监测的优缺点，倾心打造而成。该系统保持了我公司产品向来所具有的稳定性、可靠性、准确性等方面的优势：
♦ 在线检测H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6、H20(可选)的浓度及增长率；
♦ 定量清洗循环取样方式，真实地反应变压器油中溶解气体状态；
♦ 油气分离安全可靠，不污染，排放和不排放变压器油可由用户自己选择；
♦ 采用专用复合色谱柱，提高气体组分的分离度；
♦ 采用进口特制的检测器 ，提高烃类气体的检测灵敏度；
♦ 高稳定性、高精度气体检测技术，误差范围为 ± 10%；
♦ 成熟可靠的通信方式，采用标准网络协议，支持远程数据传输；
♦ 数据采集可靠性高，采用过采样技术Δ－∑模数转换器，24位分辨率，自动校准；
♦ 多样的数据显示及查询方式，提供报表和趋势图，历史数据存储寿命为10年；
♦ 环境适应能力强，成功应用于高寒、高温、高湿度、高海拔地区；
♦ 抗干扰性能高，电磁兼容性能满足 GB/T17626 与 IEC61000 标准 ；
♦ 提供有两级报警功能，报警信号可远传；
♦ 开放的数据库，可接入电力系统局域网；
此外，本系统采用了模块化设计，高性能嵌入式处理器的应用使色谱在线监测系
统更加稳定可靠，并具有下列特点：
♦ 更快的分析周期，最小监测周期为40-60分钟，可由用户自行设置，推荐检测周期为24小时检测一次；
♦ 油气分离速度快，仅需10分钟多钟左右，采用特殊的环境适应技术，消除温、湿度变化对气体分配系数的影响；
♦分析后的油样采用脱气和缓冲处理技术，消除回注变压器本体的油样中夹杂的气泡，多层隔离式回注油（返油）技术，保证载气不会带进变压器本体中；
♦ C2H2检测限可达 0.1-0.5 μ L/L ；
♦ 采用双回路多模式恒温控制，控温精度达 ± 0.1 ℃ ，设备配有自动恒温工业空调；
♦ 采用嵌入式处理器控制系统，将油气分离、数据采集、色谱分析、浓度计算、数据报警、设备状态监控等多功能集于一体，不会出现数据丢失等情况，大大提高了系统的可靠性和稳定性；
♦ 功能接口电路采用光耦隔离设计，进一步提高系统抗干扰性能；
♦ 采用以太网方式，可实现全数字、远程数据传输、控制和参数设置；
♦ 加强系统故障诊断功能，提供改良三比值法、大卫三角法和立方体图示法，给出诊断结果 ；
♦ 加强系统自检，增加远程维护功能，提供设备异常事件报警；
♦ 支持 61850通讯协议，提供同类监测设备组网功能，可实现某一区域的集中远程诊断；
♦ 系统结构采用19”标准机箱和高集成模块化设计，结构紧凑，安装维护简便，操作人性化；
♦ 可扩展性高，可便捷的与其它监测装置集成；
♦ 无钢瓶设计，不需要每年更换载气，大大减少了售后维护量，并且没有高压容器在变压器旁，设备安全性得到充分保障，没有任何安全隐患。
二、系统组成
CZ3021型变压器油色谱在线监测系统可由现场监测主机独立完成，现场监测主机包含色谱数据采集处理模块、、油气分离模块、气体检测模块、气源模块等四个高集成模块和辅助单元组成。其中色谱数据采集处理模块包含数据采集单元、现场控制处理单元、通讯控制单元及61850规约通讯等；油气分离模块包含油样循环采集单元、油样定量单元、油样处理返回单元、脱气集气单元等；气体检测模块包含气体分离单元、恒温恒流控制单元、气体检测单元等；气源模块包含产气单元、储气单元、净化单元、压力控制和报警单元等；辅助单元包括置于变压器接口、油管及通信及电源电缆等。
如果不通过61850通讯规约直接上传数据和报警等值也可以在主控室安装电脑和监控软件，直接在主控室内监测设备的运行状况。
三、系统工作原理
CZ3021型变压器油色谱在线监测系统工作时，先利用油样采集单元进行油路循环，处理连接管道的死油，再进行油样定量；油气分离单元快速分离油中溶解气体输送到六通阀的定量管内并自动进样； 在自产载气推动下，样气经过色谱柱分离，顺序进入气体检测器；数据采集单元完成 AD 数据的转换和采集，嵌入式处理单元对采集到的数据进行存储、计算和分析，并通过 100M 以太网接口将数据上传至数据处理服务器或通过通信协议直接上传到省公司后台，也可由监测与预警软件进行数据处理和故障分析。
四、主要技术参数
| 序号 | 技术参数名称 | 提供值 | |
| 1 | 系统型号 | CZ3021 | |
| 2 | 工作环境温度 | -40℃～＋70℃ | |
| 3 | 工作环境湿度 | 相对湿度5～95%（装置内部既无凝露，也不应结冰） | |
| 4 | 大气压力 | 70kPa～110kPa | |
| 5 | 工作电源 | AC 220 V±10% ， 50Hz | |
| 6 | 监测组分 | H2、 CO、 CO2、 CH4、 C2H4、 C2H2、 C2H6、H20（可选）等7种气体组分及微水、相对增长率及增长速度； 油中微水监测可选 | |
| 7 | 分析诊断功能 | 通过改良三比值法、大卫三角法及立方体图示法对监测数据进行分析、诊断，并提供原始谱图 | |
| 8 | 最小检测周期 | 40-60分钟，可由用户自行设定，默认24小时 | |
| 9 | 取样方式 | 循环取样，安全真实地反应变压器中气体真实情况 | |
| 10 | 油气分离方式 | 真空全脱气方式 | |
| 11 | 数据存储寿命 | ≥ 10 年 | |
| 12 | 配备载气量 | 气源发生器 | |
| 13 | 监测气体 | 测量范围 | 检测 |
| 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（可选） | 1 ～ 800 µ l/l | |
| 9） | 总烃 | 1 ～ 8000 µ l/l | |
| 10） | 总含气量（可选） | 0.2 ～ 15% | |
| 14 | 稳定性（测量偏差） | 同一试验条件下对同一油样的监测结果偏差不超过 ±5%（中等浓度） | |
| 15 | 静电放电抗扰度 | 4 级，± 8kV－± 15kV | |
| 16 | 电快速瞬变脉冲群抗扰度 | 4 级，± 4kV | |
| 17 | 浪涌（冲击）抗扰度 | 4 级，± 4kV | |
| 18 | 耐地震能力：地震波为正弦波 持续时间：三个周波，安全系数 1.67 | 地震烈度 9 度地区： 地面水平加速度 0.4g ，地面垂直加速度 0.2g | |
| 地震烈度 8 度地区： 地面水平加速度 0.25g ，地面垂直加速度 0.125g | |||
| 地震烈度 7 度地区： 地面水平加速度 0.2g ，地面垂直加速度 0.1g | |||
| 19 | 存储运输极限环境温度 | -40 ℃ ～＋ 80 ℃ | |
| 20 | 外壳的防护性能 | 室外安装部件（本系统和通讯控制单元） IP56 | |
| 21 | 外形尺寸 | 宽 535mm × 深 600mm × 高 1100mm | |
| 22 | 整机重量 | 125kg | |
| 23 | 基础尺寸 | 长 800mm × 宽 600mm × 地面高 200mm左右XS-DGA | |
