GC để phân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp (TOGA)
Máy sắc ký khí (GC) để phân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp (TOGA) - TT-3612
TT-3612 là máy sắc ký khí chuyên dụng để phân tích khí hòa tan (DGA) của dầu cách điện máy biến áp, được thiết kế để tuân thủ phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM D3612. Hệ thống định lượng chín loại khí đánh dấu liên quan đến sự cố — hydro (H₂), oxy (O₂), nitơ (N₂), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO₂), metan (CH₄), etan (C₂H₆), etylen (C₂H₄) và axetylen (C₂H₂) — cung cấp bức tranh hóa học hoàn chỉnh về tình trạng của dầu trong một chu kỳ phân tích 7 phút duy nhất. Thiết bị này xử lý được các loại dầu có độ nhớt từ 20 cSt trở xuống ở 40°C, bao phủ toàn bộ phạm vi các loại dầu cách điện khoáng được sử dụng trong máy biến áp điện lực và phân phối.
Máy TT-3612 sử dụng cấu hình hai đầu dò, kết hợp đầu dò dẫn nhiệt (TCD) với đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID) và bộ chuyển đổi metan. TCD xử lý các khí vĩnh cửu (H₂, O₂, N₂), trong khi FID với bộ chuyển đổi metan định lượng các hydrocacbon dễ cháy và các vết CO và CO₂ với độ nhạy dưới ppm. Cột composite chống ô nhiễm chuyên dụng cho dầu biến áp giúp kéo dài tuổi thọ cột khi tiếp xúc nhiều lần với mẫu dầu, giảm khoảng thời gian bảo trì so với các cột phân tích tiêu chuẩn.
Việc tích hợp phòng thí nghiệm từ xa được hỗ trợ thông qua giao diện Ethernet 10/100M kết nối GC với mạng cục bộ để thu thập dữ liệu từ xa, lập trình thông số và chẩn đoán thiết bị. Màn hình cảm ứng điện dung 7 inch cung cấp giao diện người vận hành tại chỗ, với chức năng tự chẩn đoán tích hợp, hiển thị vị trí lỗi và khả năng lưu giữ dữ liệu khi mất điện, bảo toàn tất cả các thông số và kết quả vận hành sau khi tắt máy đột ngột. Cấu hình TT-3612H kết hợp GC cơ bản với bộ lấy mẫu không gian đầu tự động, cho phép chiết xuất mẫu không cần giám sát theo Phương pháp C ASTM D3612 và tăng năng suất cho các phòng thí nghiệm xử lý nhiều mẫu dầu mỗi ca.
Máy sắc ký khí (GC) để phân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp (TOGA) - Ứng dụng TT-3612
Thiết bị TT-3612 hỗ trợ các chương trình đánh giá tình trạng và xác định đặc điểm lỗi cho các thiết bị điện chứa dầu. Việc định lượng khí lỗi hòa tan theo tiêu chuẩn ASTM D3612 cho phép người vận hành xác định và theo dõi xu hướng các bất thường về nhiệt và điện ban đầu — bao gồm quá nhiệt, phóng điện cục bộ và phóng điện hồ quang — trước khi chúng phát triển thành sự cố.
Hệ thống này phục vụ các ngành công nghiệp và các trường hợp sử dụng sau:
- Tiện ích điện: Thiết bị DGA cốt lõi用于 giám sát toàn bộ hệ thống máy biến áp điện lực và phân phối, hỗ trợ lịch trình bảo trì dựa trên tình trạng và các chương trình đảm bảo độ tin cậy của lưới điện.
- Các phòng thí nghiệm kiểm định độc lập: Phân tích khí tốc độ cao dành cho các phòng thí nghiệm dịch vụ cung cấp dịch vụ đánh giá tình trạng máy biến áp và chẩn đoán dầu cho khách hàng thuộc lĩnh vực tiện ích và công nghiệp.
- Cơ sở công nghiệp nặng: Giám sát DGA cho các máy biến áp lớn chứa dầu tại các nhà máy lọc dầu, trung tâm dữ liệu, nhà máy thép và các nhà máy sản xuất, nơi sự cố máy biến áp đột xuất có thể trực tiếp làm gián đoạn sản xuất.
- Nhà điều hành năng lượng tái tạo: Giám sát tình trạng hoạt động của máy biến áp trạm biến áp và máy biến áp thu gom tại các nhà máy điện gió và điện mặt trời, nơi độ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng đến thời gian hoạt động phát điện và lợi nhuận dự án.
- Thiết bị điện Manufacturers: Kiểm tra đảm bảo chất lượng dầu cách điện máy biến áp và kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy đối với thiết bị chứa dầu trước khi đưa vào vận hành.
- Các tổ chức nghiên cứu và tiêu chuẩn: Phân tích tham chiếu cho việc phát triển phương pháp DGA và các nghiên cứu liên phòng thí nghiệm yêu cầu dữ liệu sắc ký có thể truy vết và lặp lại.
TT-3612
TT-3612H
Tiêu chuẩn
TT-3612 được thiết kế để tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế được công nhận sau đây:
- ASTM D3612 - Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để phân tích các khí hòa tan trong dầu cách điện bằng phương pháp sắc ký khí.
Thiết bị này hỗ trợ cả ba quy trình chiết xuất được mô tả trong ASTM D3612. Cấu hình TT-3612H, bao gồm bộ lấy mẫu không gian đầu tự động, đặc biệt phù hợp với Phương pháp C, quy trình chiết xuất cân bằng không gian đầu giúp tự động giải phóng khí từ ma trận dầu và cải thiện hiệu suất lấy mẫu so với các phương pháp tách chân không thủ công.
Máy sắc ký khí (GC) để phân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp (TOGA) - TT-3612 - Các tính năng chính
Máy TT-3612 kết hợp độ chính xác phân tích với các tính năng vận hành sẵn sàng cho phòng thí nghiệm, phù hợp với môi trường thử nghiệm DGA thường quy. Các đặc điểm thiết kế chính bao gồm:
- Cấu hình đầu dò kép TCD/FID: Thiết bị này bao phủ tất cả chín loại khí mục tiêu ASTM D3612 trong một lần chạy — TCD cho khí vĩnh cửu và FID với bộ chuyển đổi metan cho hydrocarbon, CO và CO₂ — loại bỏ nhu cầu chuyển đổi đầu dò tuần tự hoặc tiêm mẫu riêng biệt.
- Công nghệ cột composite chống ô nhiễm: Vật liệu nhồi cột chuyên dụng cho dầu biến áp có khả năng chống nhiễm bẩn do lượng dầu nhỏ còn sót lại, kéo dài đáng kể tuổi thọ của cột so với các cột sắc ký tiêu chuẩn được sử dụng trong các hệ thống GC đa năng.
- Chu trình phân tích 7 phút: Hệ thống làm mát lò nhanh chóng thông qua thiết kế cửa đôi phía sau giúp giảm tổng thời gian xử lý cho mỗi mẫu, hỗ trợ quy trình DGA khối lượng lớn mà không ảnh hưởng đến độ phân giải sắc ký.
- Chế độ sưởi 20 bước: Phương pháp này đáp ứng đầy đủ dải nhiệt độ sôi của các chất phân tích mục tiêu theo tiêu chuẩn ASTM D3612 trong một lần chạy được lập trình nhiệt độ duy nhất, với khả năng kiểm soát gia tăng 0.1°C để đảm bảo tính khả reproducible của phương pháp.
- Tích hợp mạng Ethernet: Giao diện Ethernet 10/100M kết nối GC với mạng phòng thí nghiệm để thu thập dữ liệu từ xa, lập trình thông số và chẩn đoán thiết bị mà không cần người vận hành kết nối trực tiếp với thiết bị.
- Màn hình cảm ứng điện dung 7 inch: Giao diện cục bộ trực quan để nhập thông số, giám sát trạng thái thời gian thực, điều khiển đánh lửa FID, chuyển mạch dòng cầu TCD và hiển thị vị trí lỗi — không cần máy tính điều khiển riêng biệt cho các thao tác thường ngày.
- Lưu trữ dữ liệu khi mất điện: Bộ nhớ không bay hơi tích hợp trên thiết bị giúp lưu giữ tất cả các thông số đã thiết lập và dữ liệu quá trình chạy đang diễn ra sau khi mất điện đột ngột, cho phép người vận hành khôi phục và hoàn tất quá trình chạy mà không cần nhập lại các điều kiện phương pháp.
- Bảo vệ chống thất thoát khí mang: Hệ thống tự động dừng quá trình gia nhiệt cột nếu nguồn cung cấp khí mang bị gián đoạn, bảo vệ vật liệu nhồi trong cột và dây tóc TCD khỏi hư hại do nhiệt trong trường hợp nguồn cung cấp khí bị gián đoạn.
- Hệ thống đánh lửa FID tự động với chức năng bảo vệ chống khí hydro: Chức năng lập trình lịch đánh lửa và tự động ngắt hydro khi tắt lửa giúp loại bỏ các bước đánh lửa lại thủ công và bảo vệ chống tích tụ hydro trong quá trình tắt máy dò.
- Cấu hình nhà máy đã được ủ trước: Mỗi thiết bị đều trải qua quá trình kiểm tra lão hóa nghiêm ngặt trước khi xuất xưởng với tất cả các thông số phương pháp ASTM D3612 được cài đặt sẵn, do đó thiết bị hoạt động được với trình tự khởi động đơn giản khi giao hàng.
- Tùy chọn lấy mẫu không gian đầu (TT-3612H): Cấu hình TT-3612H bao gồm một bộ lấy mẫu không gian đầu tự động xử lý việc cân bằng và bơm khí vào lọ kín theo Phương pháp C của ASTM D3612, cho phép quy trình làm việc từ mẫu đến kết quả hoàn toàn tự động mà không cần chiết xuất khí thủ công.
Lý thuyết và Phương pháp
Phương pháp sắc ký khí đo hàm lượng khí hòa tan trong dầu máy biến áp bằng cách đầu tiên chiết tách khí từ pha lỏng, sau đó tách, xác định và định lượng từng thành phần khí. Dưới tác động của nhiệt và điện, dầu cách điện máy biến áp và giấy cách điện cellulose bị phân hủy và tạo ra các sản phẩm phụ dạng khí đặc trưng. Các sản phẩm phân hủy này — hydro, hydrocacbon nhẹ, CO, CO₂ và một lượng nhỏ axetylen — hòa tan vào ma trận dầu với nồng độ tương quan với bản chất và mức độ nghiêm trọng của sự cố. Sự hiện diện và tỷ lệ của các khí cụ thể đóng vai trò như dấu vân tay chẩn đoán: axetylen cho thấy hiện tượng phóng điện hồ quang năng lượng cao, etylen chỉ ra sự phân hủy nhiệt ở nhiệt độ cao, và nồng độ CO cao kết hợp với CO₂ báo hiệu sự xuống cấp của giấy cellulose.
Sau khi được chiết xuất từ dầu, mẫu khí được bơm vào một cột tiền xử lý dạng đóng gói, cột này sẽ tách các thành phần theo điểm sôi và kích thước phân tử, sau đó dẫn chúng đến các cột phân tích tiếp theo. Luồng khí được chia thành hai đường dẫn cho đầu dò. Đầu dò dẫn nhiệt (TCD) đo các khí bền vững bằng cách phát hiện sự thay đổi độ dẫn nhiệt so với khí mang tham chiếu — hydro, oxy và nitơ tạo ra các tín hiệu dẫn điện riêng biệt mà đầu dò chuyển đổi thành giá trị nồng độ. Các hydrocacbon dễ cháy, CO và CO₂ đi qua bộ chuyển đổi metan xúc tác niken, bộ này chuyển đổi chúng thành metan trước khi đến đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID); FID sau đó đo dòng ion được tạo ra khi mỗi mảnh hydrocacbon cháy trong ngọn lửa hydro-không khí, với độ nhạy xuống đến mức dưới picogram.
Chức năng lập trình nhiệt độ cột trong TT-3612 hỗ trợ tối đa 20 bước gia nhiệt được lập trình, cho phép lò tăng nhiệt từ điều kiện gần nhiệt độ môi trường lên đến 450°C với tốc độ từ 1 đến 80°C mỗi phút. Phạm vi này phù hợp với cả các khí vĩnh cửu nhẹ và các hydrocacbon C₂ nặng hơn trong một lần bơm duy nhất, loại bỏ nhu cầu thực hiện các lần chạy đẳng nhiệt riêng biệt. Thiết kế lò hai cửa phía sau thông minh cho phép buồng cột nguội từ 350°C xuống 50°C trong khoảng 7 phút, giữ cho tổng thời gian chu kỳ ngắn trong môi trường phòng thí nghiệm có năng suất cao.
Máy sắc ký khí (GC) để phân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp (TOGA) - Thông số kỹ thuật TT-3612
Hiệu suất chung
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Tiêu chuẩn áp dụng | ASTM D3612 |
| Giới hạn độ nhớt của mẫu dầu | 20 cSt (100 SUS) hoặc thấp hơn ở 40°C |
| Khí mục tiêu | H₂, O₂, N₂, CO, CO₂, CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆ |
| Dung tích thuốc tiêm | 1 mL |
| Nồng độ tối thiểu có thể phát hiện | Được báo cáo bằng μL/L |
| Thời gian chu kỳ phân tích | 7 phút |
| Nhiệt độ môi trường xung quanh | 0 ° C đến 40 ° C (32 ° F để 104 ° F) |
| Giao diện truyền thông | 10 / 100M Ethernet |
| Giao diện | Màn hình LCD 7 inch, màn hình cảm ứng điện dung |
Kiểm soát nhiệt độ
| Khu | Phạm vi | tính chính xác |
|---|---|---|
| Lò cột | Môi trường xung quanh +5°C đến 450°C | ± 0.1 ° C |
| người tiêm thuốc | Môi trường xung quanh +5°C đến 450°C | ± 0.1 ° C |
| Máy dò | Môi trường xung quanh +5°C đến 450°C | ± 0.1 ° C |
| Số lượng khu vực được kiểm soát | 7 con đường | - |
Lò cột
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Khối lượng nội bộ | 260 × 270 × 230 mm |
| Các bước làm nóng được lập trình | Lên đến 20 bước |
| Phạm vi tốc độ gia nhiệt | Tăng nhiệt độ từ 1 đến 80°C/phút (bước tăng 0.1°C) |
| Thời gian giữ bước | Từ 0 đến 655 phút (tăng dần 1 phút) |
| Thời gian làm mát | Từ 350°C xuống 50°C trong khoảng 7 phút. |
| thiết kế làm mát | Cửa sau kép thông minh với quạt giảm tiếng ồn |
Máy dò FID
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Nhiệt độ hoạt động tối đa | 450 ° C |
| Giới hạn phát hiện tối thiểu | <5 pg C/s (n-Hexadecane) |
| Dải động tuyến tính (LDR) | 10⁷ (±10%) |
| Tần suất thu thập dữ liệu | 100 Hz |
| Ignition | Tự động, có chức năng ngắt hydro khi tắt máy. |
| Khả năng tương thích của cột | Cột nhồi và cột mao dẫn |
Máy dò TCD
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Nhiệt độ hoạt động tối đa | 400 ° C |
| Giới hạn phát hiện tối thiểu | <800 pg propan/mL (chất mang heli) |
| Dải động tuyến tính (LDR) | 10⁵ (±10%) |
| Tần suất thu thập dữ liệu | 100 Hz |
| Khả năng tương thích của cột | Cột nhồi và cột mao dẫn |
vật lý và điện
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Kích thước (W × D × H) | 586 × 500 × 530 mm |
| Trọng lượng máy | 46 kg |
| điện áp | 220V ± 50Hz (cũng có loại 110V) |
| Công suất tiêu thụ | ≤2.5 mã lực |
Tùy chọn Cấu hình
| Cấu hình | Mô tả Chi tiết |
|---|---|
| TT-3612 | Đơn vị GC cơ bản — tiêm bằng tay hoặc bằng ống tiêm |
| TT-3612H | Bộ máy sắc ký khí cơ bản + thiết bị lấy mẫu không gian đầu tự động (Phương pháp ASTM D3612 C) |
