KR101802186B1 - Online dissolved gas analysis system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온라인 유중가스 분석 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유중가스의 추출 효율을 높이고, 유중가스의 분석에 대한 신뢰성을 높이도록 하는 온라인 유중가스 분석 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-line gas analyzing system, and more particularly, to an on-line gas analysis system for enhancing extraction efficiency of a gas stream and improving reliability of analysis of gas stream.
일반적으로, 변압기에서 고장이 발생하면, 계통 사고에 의한 대규모 정전 등의 큰 사고로 이어져 큰 손실이 불가피하므로, 변압기의 상태진단은 사고를 미연에 방치하는 측면에서 매우 중요하다. Generally, if a transformer breakdown occurs, it leads to a big accident such as a large scale power outage caused by a system accident and a large loss is inevitable. Therefore, the condition diagnosis of the transformer is very important in terms of neglecting an accident.
대용량 변압기의 과부하 운전시 발생되는 이상 여부를 진단하는데 있어서 사용되는 방법으로, 변압기 내부의 절연유 내에서 발생하는 가스(이하, 유중가스라 함)를 검출하는 변압기 유중가스 분석장치가 있다. This method is used to diagnose an abnormality that occurs when an overload operation of a large-capacity transformer is being performed. There is a gas analyzer in a transformer in which a gas generated in the insulating oil inside the transformer (hereinafter referred to as a gas in oil) is detected.
변압기 유중가스 분석장치는 유중가스 검출 및 분석을 위해 정기적으로 운전중인 변압기를 정지시키고, 변압기 내부의 절연유 샘플을 검출하여 분석하는 Off-line 기법이 사용되었다. 하지만 이러한 방법은 주기적으로 변압기를 정지시켜야 하고, 절연유 샘플 검출시 공기 유입 및 가스분실로 인한 샘플의 부정확성 문제가 있었다.Transformer In-line gas analyzer uses an off-line technique to stop the transformer in operation and detect and analyze the dielectric oil sample in the transformer for the detection and analysis of gas in the stream. However, this method requires periodically stopping the transformer, and there has been a problem of inaccuracies of the sample due to air inflow and gas loss in detecting the dielectric oil sample.
이러한 종래 문제점을 해소하기 위하여, 한국공개특허 제10-2013-0003764호의 "변압기 유중가스 분석장치"가 제시된 바 있는데, 이는 변압기와 결합하여 상기 변압기 내부의 절연유에서 발생되는 유중가스를 검출하는 변압기 유중가스 분석장치에 있어서, 상기 유중가스와 직접적으로 접촉되는 가스 검출 센서; 상기 유중가스가 상기 변압기 외부로 누출되지 않도록 하고, 상기 가스 검출 센서의 상부를 감싸되 상기 상부에 상기 유중가스를 수용하는 가스 센서 설치부; 및 변압기 밸브를 포함하고, 상기 가스 센서 설치부와 착탈식으로 결합하며, 상기 변압기 밸브가 조작되면 상기 유중가스를 상기 상부로 끌어올리는 가스 차단 마개를 포함한다. In order to solve such a conventional problem, Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0003764, entitled " Transformer oil gas analyzer "has been proposed, which is a device for detecting a gas in the oil in the transformer, A gas analyzer, comprising: a gas detection sensor in direct contact with the gas stream; A gas sensor mounting portion for covering the upper portion of the gas detection sensor and storing the gas in the upper portion of the transformer so that the flowing gas does not leak to the outside of the transformer; And a gas shutoff cap that includes a transformer valve and is detachably coupled to the gas sensor mounting portion and lifts up the wet gas to the upper portion when the transformer valve is operated.
그러나, 종래 기술은 오일로부터 유중가스의 추출 효율을 높이는데 한계를 가지고, 다종의 유중가스를 하나의 검출기로 분석하기 힘들며, 최대 검출 한계를 높이는데 어려움이 따르는 문제점을 가지고 있었다.However, the prior art has a limitation in increasing extraction efficiency of oil gas from oil, and it is difficult to analyze various kinds of gas oil by one detector, and it has a problem that it is difficult to raise the maximum detection limit.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유중가스의 추출 효율을 높이고, 변압기 진단시 모니터링하는 유중가스 11종 모두를 하나의 검출기로 분석할 수 있으며, GC 분석시 등온 조건으로 유중가스 11종을 모두 분리할 수 있는 컬럼 조건을 찾아낼 수 있도록 하고, 검출기의 최대 검출 한계를 높여 분석할 수 있는 농도 범위가 넓어지도록 하는데 목적이 있다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention can improve the extraction efficiency of the gas in the gas and analyze all the 11 types of gas in the gas to be monitored in the transformer diagnosis by one detector, It is aimed to make it possible to find the column condition that can isolate all 11 kinds of gas in the gas, and to increase the maximum detection limit of the detector to broaden the concentration range to be analyzed.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description of the embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 캐리어가스와 함께 공급되는 유중가스의 혼합물로부터 컬럼에 의해 분리된 유중가스를 단일의 검출기에 의해 검출하는 GC(Gas Chromatograph) 분석부; 오일이 통과하도록 오일챔버가 마련되고, 상기 오일챔버에 멤브레인으로 격리되는 가스챔버에 상기 오일챔버로부터 상기 멤브레인을 통해서 유중가스가 추출되어 수집되도록 하는 멤브레인모듈; 상기 오일챔버에 오일을 공급하여 배출되도록 하는 오일공급배출부; 상기 가스챔버에 캘리브레이션가스를 공급하여, 상기 가스챔버 내의 유중가스의 혼합물을 상기 캘리브레이션가스와 함께 배출되도록 하는 가스공급배출부; 상기 가스공급배출부에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 채워지는 샘플루프; 및 상기 가스공급배출부에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 상기 샘플루프에 채워지도록 전환하거나, 상기 샘플루프에 캐리어가스를 공급하여 상기 샘플루프에 채워진 유중가스의 혼합물이 상기 캐리어가스와 함께 상기 컬럼에 공급되도록 전환하는 전환부;를 포함하는, 온라인 유중가스 분석 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas chromatograph (GC) analysis method for detecting a gas stream separated by a column from a mixture of gas streams supplied together with a carrier gas by a single detector part; A membrane module in which an oil chamber is provided to allow oil to pass therethrough and a gas gas is extracted from the oil chamber through the membrane to the gas chamber isolated by the membrane in the oil chamber; An oil supply / discharge unit for supplying oil to the oil chamber and discharging the oil; A gas supply and discharge unit for supplying a calibration gas to the gas chamber to cause a mixture of the inert gas in the gas chamber to be discharged together with the calibration gas; A sample loop in which a mixture of gas in the gas discharged by the gas supply / discharge portion is filled; And a mixture of the gas stream discharged by the gas supply / discharge section is switched to fill the sample loop, or a mixture of the gas in the gas filled in the sample loop is supplied to the column, together with the carrier gas, And a switching unit for switching the supply source to be supplied to the on-line gas analyzing system.
상기 GC 분석부는, 제 1 유량제어기에 의해 유량이 제어되는 디스차지가스가 상기 검출기에 공급되고, 제 2 유량제어기에 의해 유량이 제어되는 캐리어가스가 상기 컬럼에 공급되며, 상기 컬럼이 한 쌍으로 이루어져서 직렬로 연결될 수 있다.The GC analysis section supplies a carrier gas in which a discharge gas whose flow rate is controlled by the first flow controller is supplied to the detector and a flow rate of which is controlled by the second flow controller is supplied to the column, And can be connected in series.
상기 멤브레인 모듈은, 몸체의 내측에 상하로 통과하도록 중공형의 멤브레인이 설치되고, 상기 몸체의 내측면 상단과 하단에 각각 고정되는 고정링에 의해 상기 멤브레인의 상단과 하단이 각각 고정되며, 상기 멤브레인의 외측과 내측에 각각 형성되는 상기 오일챔버와 상기 가스챔버가 상기 고정링에 의해 서로 격리되며, 상기 오일공급배출부와 상기 가스공급배출부에 의해 상기 오일챔버를 통과하는 오일의 방향과 상기 가스챔버를 통과하는 가스의 방향이 서로 반대가 되도록 할 수 있다.The membrane module is provided with a hollow membrane so as to vertically pass through the inside of the body, and an upper end and a lower end of the membrane are respectively fixed by fixing rings fixed to the upper and lower ends of the inner surface of the body, Wherein the oil chamber and the gas chamber formed on the outer side and the inner side of the oil chamber are separated from each other by the fixed ring and the direction of the oil passing through the oil chamber by the oil supply / So that the directions of the gases passing through the chamber can be opposite to each other.
상기 오일공급배출부는, 상기 오일챔버에 오일이 공급되기 위한 경로를 제공하는 오일공급라인; 상기 오일공급라인에 설치되는 오일펌프; 상기 오일공급라인에서 상기 오일펌프의 전단으로부터 분기되어 상기 가스챔버의 하단에 연결되는 회수라인; 상기 오일공급라인에서 상기 회수라인이 분기되는 측에 설치되고, 리크되는 오일의 회수용으로 사용되는 오일인렛밸브; 상기 회수라인에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 1 오일차단기; 상기 가스챔버로부터 오일이 배출되기 위한 경로를 제공하는 오일배출라인; 및 상기 오일배출라인에 설치되고 오일의 역류를 차단하는 오일역류방지밸브;를 포함할 수 있다.Wherein the oil supply / discharge unit includes an oil supply line for providing a path for supplying oil to the oil chamber; An oil pump installed in the oil supply line; A recovery line branched from the front end of the oil pump in the oil supply line and connected to a lower end of the gas chamber; An oil inlet valve installed at a side where the recovery line is branched from the oil supply line and used for recovery of oil to be leaked; A first oil breaker installed in the recovery line to prevent oil from entering the gas area; An oil discharge line for providing a path for oil to be discharged from the gas chamber; And an oil backflow prevention valve installed in the oil discharge line and blocking backflow of the oil.
상기 가스공급배출부는, 상기 가스챔버 내의 유중가스의 혼합물이 상기 샘플루프에 순환 공급되도록 하는 순환라인; 상기 순환라인에 가스의 순환을 위한 펌핑력을 제공하도록 설치되는 가스펌프; 상기 캘리브레이션가스를 공급하는 캘리브레이션가스용기; 상기 캘리브레이션가스용기로부터 상기 순환라인 중에서 상기 가스챔버의 전단에 연결되는 가스공급라인; 및 상기 가스공급라인에 공급되는 캘리브레이션가스의 유량을 제어하도록 설치되는 제 3 유량제어기;를 포함할 수 있다.Wherein the gas supply / discharge unit includes: a circulation line for circulating a mixture of the gas in the gas chamber to the sample loop; A gas pump installed to provide a pumping force for circulation of gas to the circulation line; A calibration gas container for supplying the calibration gas; A gas supply line connected from the calibration gas vessel to the front end of the gas chamber in the circulation line; And a third flow controller installed to control a flow rate of the calibration gas supplied to the gas supply line.
상기 가스공급배출부는, 상기 가스공급라인에서 상기 제 3 유량제어기의 후단에 퍼지가스를 공급하도록 연결되는 가스연결라인; 상기 가스연결라인을 통해 공급되는 캘리브레이션가스의 유량을 제어하는 제 4 유량제어기; 상기 순환라인에 상기 멤브레인모듈을 바이패스하도록 연결되는 바이패스라인; 상기 바이패스라인에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 2 오일차단기; 상기 순환라인에서 상기 가스펌프의 후단으로부터 분기되는 배기라인; 상기 배기라인에 설치되고, 통과하는 유중가스의 혼합물의 압력을 높이도록 하는 리스트릭터; 및 상기 순환라인을 통한 유중가스의 혼합물 순환, 상기 순환라인에 상기 캘리브레이션가스의 공급, 상기 배기라인을 통한 유중가스의 혼합물 배출을 제어하도록 다수로 설치되는 개폐밸브;를 포함할 수 있다.Wherein the gas supply / discharge portion includes: a gas connection line connected to supply a purge gas to a rear end of the third flow controller in the gas supply line; A fourth flow controller for controlling a flow rate of the calibration gas supplied through the gas connection line; A bypass line connected to the circulation line to bypass the membrane module; A second oil circuit breaker installed in the bypass line to prevent oil from entering the gas region; An exhaust line branched from the rear end of the gas pump in the circulation line; A restrictor installed in the exhaust line for increasing a pressure of a mixture of passing-through gas; And a plurality of open / close valves arranged to control the circulation of a mixture of the natural gas through the circulation line, the supply of the calibration gas to the circulation line, and the discharge of the mixture of the natural gas through the exhaust line.
본 발명에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템에 의하면, 기존의 단일 추출방법과는 달리, 멤브레인(Membrane)법과 진공법을 결합하여 유중가스의 추출 효율을 높일 수 있고, 변압기 진단시 모니터링하는 유중가스 11종 모두를 하나의 검출기로 분석할 수 있으며, GC 분석시 등온 조건으로 유중가스 11종을 모두 분리할 수 있는 컬럼 조건을 찾아낼 수 있도록 하고, 희석 챔버(Dilution chamber)를 이용하여 검출기의 최대 검출 한계를 높여 분석할 수 있는 농도 범위가 넓어지도록 할 수 있다.According to the on-line gas analysis system of the present invention, unlike the conventional single extraction method, it is possible to increase the extraction efficiency of the gas in the gas by combining the membrane method and the vacuum method, and 11 kinds of gas It is possible to analyze all of them by one detector. In GC analysis, it is possible to find the column condition that can isolate all 11 kinds of gas in the isothermal condition. And, by using a dilution chamber, So that the concentration range for analyzing can be widened.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템을 도시한 구성도로서, 대기 상태를 나타낸다
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템을 도시한 구성도로서, 유중가스 추출 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템을 도시한 구성도로서, 유중가스 주입 상태를 나타낸다.1 is a block diagram illustrating an online oil gas analysis system according to one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing an on-line gas analyzing system according to one embodiment of the present invention, and shows a state of extracting gas in the gas stream.
FIG. 3 is a view showing an on-line gas analyzing system according to one embodiment of the present invention, and shows a state in which a gas is injected into a gas.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in detail in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but is to be understood to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention, And the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템을 도시한 구성도로서, 대기 상태를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an online on-line gas analysis system according to an embodiment of the present invention, and shows a standby state. FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템(100)은 GC(Gas Chromatograph) 분석부(110), 멤브레인모듈(120), 오일공급배출부(130), 가스공급배출부(140), 샘플루프(160) 및 전환부(170)를 포함할 수 있다.1, an online on-line
GC 분석부(110)는 캐리어가스와 함께 공급되는 유중가스의 혼합물로부터 컬럼(111,112)에 의해 분리된 유중가스를 단일의 검출기(113)에 의해 검출하도록 한다. 여기서 컬럼(111,112)은, 예컨대 대기에 함유된 각 성분의 이동속도 차이를 이용하여 대기로부터 분석 대상 물질을 분리할 수 있고, 이러한 분리 과정은 이동상과 정지상 사이의 분배, 흡착, 이온교환, 크기차 등에 의해 결정될 수 있으며, 일례로 내측에 분석 대상 물질의 흡착을 위한 다공질의 흡착제가 충진될 수 있다. 컬럼(111,112)은 분리하고자 하는 분석 대상 물질, 예컨대 유중가스에 따라 변경될 수 있고, 필요시 다수가 결합된 상태로 구성될 수 있으며, 직접 가열 방식으로 구성될 수 있다. 검출기(113)는 H2, 에어, CH4, CO 등의 분석 대상 물질에 따라 다양한 디텍터(Detector)가 사용될 수 있다.The
GC 분석부(110)는 제 1 라인(191)을 통해서 제 1 유량제어기(182)에 의해 유량이 제어되는 디스차지가스(Discharge Gas)가 검출기(113)에 공급될 수 있고, 제 1 라인(191)으로부터 분기되는 제 2 라인(192)을 통해서 제 2 유량제어기(183)에 의해 유량이 제어되는 캐리어가스(Carrier Gas)가 컬럼(111,112)에 공급될 수 있으며, 컬럼(111,112)이 한 쌍으로 이루어져서 전환부(170)에 의해 서로 연결되는 제 3 및 제 4 라인(193,194) 각각에 설치됨으로써 한 쌍의 컬럼(111,112)이 직렬로 연결될 수 있다. 여기서 디스차지가스와 캐리어가스는 일례로 헬륨실린더(181)로부터 각각 공급되는 헬륨가스일 수 있다. The
멤브레인모듈(120)은 오일이 통과하도록 오일챔버(121)가 마련되고, 오일챔버(121)에 멤브레인(122)으로 격리되는 가스챔버(123)에 오일챔버(121)로부터 멤브레인(122)을 통해서 유중가스가 추출되어 수집되도록 한다.The
멤브레인 모듈(120)은 본 실시례에서처럼 일례로, 몸체(124)의 내측에 상하로 통과하도록 중공형의 멤브레인(122)이 설치될 수 있고, 몸체(124)의 내측면 상단과 하단에 각각 고정되는 고정링(125,126)에 의해 멤브레인(122)의 상단과 하단이 각각 고정될 수 있으며, 멤브레인(122)의 외측과 내측에 각각 형성되는 오일챔버(121)와 가스챔버(123)가 고정링(125,126)에 의해 서로 격리되며, 오일공급배출부(130)와 가스공급배출부(140)에 의해 오일챔버(121)를 통과하는 오일의 방향과 가스챔버(123)를 통과하는 가스의 방향이 서로 반대가 되도록 할 수 있으며, 이로 인해 콤팩트한 구성을 가지도록 하면서도 오일로부터 유중가스의 추출 효율을 높일 수 있다. The
오일공급배출부(130)는 오일챔버(121)에 오일을 공급하여 배출되도록 한다. 오일공급배출부(130)는 본 실시례에서처럼 일례로, 오일챔버(121)에 오일이 공급되기 위한 경로를 제공하는 오일공급라인(131)과, 오일공급라인(131)에 오일의 공급을 위한 펌핑력을 제공하도록 설치되는 오일펌프(132)와, 오일공급라인(131)에서 오일펌프(132)의 전단으로부터 분기되어 가스챔버(123)의 하단에 연결되는 회수라인(133)과, 오일공급라인(131)에서 회수라인(133)이 분기되는 측에 설치되고, 리크(Leak)되는 오일의 회수용으로 사용되는 오일인렛밸브(Oil Inlet Valve; 134)와, 회수라인(133)에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 1 오일차단기(135)와, 가스챔버(123)로부터 오일이 배출되기 위한 경로를 제공하는 오일배출라인(136)과, 오일배출라인(136)에 설치되고, 오일의 역류를 차단하는 오일역류방지밸브(137)을 포함할 수 있다. 또한 오일배출라인(136)에는 배출되는 오일의 압력을 측정하도록 제 1 압력측정기(138)가 설치될 수 있다.The oil supply /
가스공급배출부(140)는 가스챔버(123)에 캘리브레이션가스를 공급하여, 가스챔버(123) 내의 유중가스의 혼합물을 캘리브레이션가스와 함께 배출되도록 한다. 여기서 캘리브레이션가스는 유중가스의 분석에 도움을 주거나 아무런 영향을 미치지 않는 퍼지가스 등을 비롯하여, 이를 만족시키는 다양한 가스가 사용될 수 있다. The gas supply /
가스공급배출부(140)는 본 실시례에서처럼 일례로, 가스챔버(123) 내의 유중가스의 혼합물이 샘플루프(160)에 순환 공급되도록 하는 순환라인(141)과, 순환라인(141)에 가스의 순환을 위한 펌핑력을 제공하기 위해 멤브레인모듈(120)의 내부를 대기압 이하로 감압하도록 설치되는 가스펌프(142)와, 캘리브레이션가스를 공급하는 캘리브레이션가스용기(143)와, 캘리브레이션가스용기(143)로부터 순환라인(141) 중에서 가스챔버(142)의 전단에 연결되는 가스공급라인(144)과, 가스공급라인(144)에 공급되는 캘리브레이션가스의 유량을 제어하도록 설치되는 제 3 유량제어기(145)를 포함할 수 있다. The gas supply and
가스공급배출부(140)는 가스공급라인(144)에서 제 3 유량제어기(145)의 후단에 퍼지가스를 공급하도록 연결되는 가스연결라인(146)과, 가스연결라인(146)을 통해 공급되는 퍼지가스의 유량을 제어하는 제 4 유량제어기(147)와, 순환라인(141)에 멤브레인모듈(120)을 바이패스하도록 연결되는 바이패스라인(148)과, 바이패스라인(148)에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 2 오일차단기(149)와, 순환라인(141)에서 가스펌프(142)의 후단으로부터 분기되는 배기라인(151)과, 배기라인(151)에 설치되고, 내경이 작은 튜브로 이루어져서 유량을 적게 유지하여 압력을 제어하기 용이하도록, 통과하는 유중가스의 혼합물의 압력을 높이도록 하는 리스트릭터(Restrictor; 152)와, 순환라인(141)을 통한 유중가스의 혼합물 순환, 순환라인(141)에 캘리브레이션가스의 공급, 배기라인(151)을 통한 유중가스의 혼합물 배출을 제어하도록 다수로 설치되는 개폐밸브(153,154,155,156,157,158,159)를 더 포함할 수 있다. 또한 바이패스라인(148)에는 유중가스의 혼합물에 대한 압력을 측정함으로써, 멤브레인모듈(120) 내부 감압시 압력과 추출된 후 유중가스의 압력을 체크하도록 제 2 압력측정기(159)가 설치될 수 있다. 여기서 퍼지가스는 일례로 헬륨실린더(181)로부터 공급되는 헬륨가스일 수 있다. 또한 제 2 오일차단기(149)는 제 1 오일차단기(135)와 마찬가지로, 액체 감지용 레벨 센서가 사용될 수 있다.The gas supply and
개폐밸브(153,154,155,156,157,158,159)는 순환라인(141)에서 멤브레인모듈(120)의 전단과 후단에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 개폐밸브(153,154)와, 가스공급라인(144)에 설치되는 제 3 개폐밸브(155)와, 바이패스라인(148)에 설치되는 제 4 개폐밸브(156)와, 순환라인(141)에서 가스펌프(142)의 후단에 설치되는 제 5 개폐밸브(157)와, 배기라인(151)에 설치되는 제 6 개폐밸브(158)를 포함할 수 있다.
샘플루프(160)는 가스공급배출부(140)에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 채워지도록 한다. 샘플루프(160)는 가스 크로마토그래피 분석에 적합한 양의 대기를 수용하기 위하여 코일, 베슬, 그 밖의 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다. The
전환부(170)는 가스공급배출부(140)에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 샘플루프(160)에 채워지도록 전환하거나, 샘플루프(160)에 캐리어가스를 공급하여 샘플루프(160)에 채워진 유중가스의 혼합물이 캐리어가스와 함께 컬럼(111,112)에 공급되도록 전환한다.The
전환부(170)는 일례로, 10포트 2포지션 밸브일 수 있고, 이를 위해 제 1 라인(191)이 연결되는 제 1 포트, 제 3 라인(193)의 양단이 각각 연결되는 제 2 포트 및 제 9 포트, 제 4 라인(194)의 양단이 각각 연결되는 제 3 포트 및 제 10 포트, 샘플루프(160)의 양단이 각각 연결되는 제 4 포트 및 제 7 포트, 순환라인(141)의 양단이 각각 연결되는 제 5 포트 및 제 6 포트, 제 2 라인(192)이 연결되는 제 8 포트를 가질 수 있다.The
이와 같은 본 발명에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템(100)은 일례로 변압기와 결합하여 사용되거나, 변압기의 부근에 설치되어 사용될 수 있고, 변압기 내부의 절연유에서 발생되는 유중가스의 검출에 사용될 수 있으며, 외관을 이루는 케이싱(210)이 마련될 수 있다. 또한 온라인 유중가스 분석 시스템(100)은 변압기의 중지없이 동작하도록 구성될 수 있고, 압력측정기(138,159,184,185) 등의 감지신호를 수신받아 각각의 압력을 산출하여, 정해진 프로세스를 수행하도록 개폐밸브(153,154,155,156,157,158), 유량제어기(145,147,182,183), 전환부(170), 오일펌프(132), 가스펌프(142), 검출기(113) 등을 제어하는 제어부(미도시)에 의해 자동으로 수행할 수 있으며, 이에 한하지 않고 이들을 수동 조작에 의해 수행할 수도 있음은 물론이다.For example, the online on-line
이와 같은 본 발명에 따른 온라인 유중가스 분석 시스템의 동작을 설명하기로 한다.The operation of the on-line gas analyzing system according to the present invention will now be described.
도 1을 참조하면, 시스템 대기 상태로서, 제 1 유량제어기(182) 및 제 2 유량제어기(183)에 의해 디스차지가스와 캐리어가스만이 GC 분석부(110) 측에 흐르도록 한다. 1, in the system standby state, only the discharge gas and the carrier gas flow to the
도 2를 참조하면, 제 3 및 제 6 개폐밸브(155,158)를 닫고, 제 1, 제 2, 제 4, 및 제 5 개폐밸브(153,154,156,157)를 열고, 가스펌프(142)의 구동에 의해 가스챔버(123) 내부의 압력을 대기압보다 낮춘 다음, 순환라인(141)을 통해 유중가스의 혼합물을 순환시키고, 오일펌프(132)를 구동하여 오일을 유중가스의 혼합물과 반대방향으로 오일챔버(121)에 순환시킨다. 이때, 추출된 유중가스의 혼합물이 샘플루프(160)를 포함하여 순환되므로, 별도의 로딩(Loading) 과정이 불필요하다.2, the third and sixth open /
도 3을 참조하면, 전환부(170)의 구동에 의해 샘플루프(160) 내의 유중가스의 혼합물을 컬럼(111,112)에 주입되도록 하고, 컬럼(111,112)에 주입된 유중가스의 혼합물은 정해진 유중가스로 분리되어 검출기(113)에 공급되어 분석된다. 검출기(113)에서 분석된 데이터는 통신케이블에 의한 유선 통신이나, Wi-Fi, 블루투스, 3G, LTE 등의 방식을 가진 무선통신모듈에 의한 무선 통신에 의해 모니터링 장치에 제공될 수 있다. 3, a mixture of the inert gas in the
이와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 단일 추출방법과는 달리, 멤브레인(Membrane)법과 진공법을 결합하여 추출 효율을 높일 수 있고, 변압기 진단시 모니터링하는 유중가스 11종 모두를 하나의 검출기로 분석할 수 있으며, GC 분석시 등온 조건으로 유중가스 11종을 모두 분리할 수 있는 컬럼 조건을 찾아낼 수 있도록 하고, 희석 챔버(Dilution chamber)를 이용하여 검출기의 최대 검출 한계를 높여 분석할 수 있는 농도 범위가 넓어지도록 할 수 있다.According to the present invention, unlike the conventional single extraction method, it is possible to increase the extraction efficiency by combining the membrane method and the vacuum method, and analyze all of the 11 kinds of oil in the gas to be monitored in the transformer diagnosis by using one detector In the GC analysis, it is possible to find the column condition that can isolate all 11 kinds of gas in the isothermal condition. In the dilution chamber, the maximum detection limit of the detector can be increased and the concentration range Can be widened.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
110 : GC 분석부 111 : 제 1 컬럼
112 : 제 2 컬럼 113 : 검출기
120 : 멤브레인모듈 121 : 오일챔버
122 : 멤브레인 123 : 가스챔버
124 : 몸체 125,126 : 고정링
130 : 오일공급배출부 131 : 오일공급라인
132 : 오일펌프 133 : 회수라인
134 : 오일인렛밸브 135 : 제 1 오일차단기
136 : 오일배출라인 137 : 오일역류방지밸브
138 : 제 1 압력측정기 140 : 가스공급배출부
141 : 순환라인 142 : 가스펌프
143 : 캘리브레이션가스용기 144 : 가스공급라인
145 : 제 3 유량제어기 146 : 가스연결라인
147 : 제 4 유량제어기 148 : 바이패스라인
149 : 제 2 오일차단기 151 : 배기라인
152 : 리스트릭터 153 : 제 1 개폐밸브
154 : 제 2 개폐밸브 155 : 제 3 개폐밸브
156 : 제 4 개폐밸브 157 : 제 5 개폐밸브
158 : 제 6 개폐밸브 159 : 제 2 압력측정기
160 : 샘플루프 170 : 전환부
181 : 헬륨실린더 182 : 제 1 유량제어기
183 : 제 2 유량제어기 184 : 제 3 압력측정기
185 : 제 4 압력측정기 191 : 제 1 라인
192 : 제 2 라인 193 : 제 3 라인
194 : 제 4 라인 210 : 케이싱110: GC analysis unit 111: first column
112: second column 113: detector
120: Membrane module 121: Oil chamber
122: Membrane 123: Gas chamber
124:
130: Oil supply / discharge unit 131: Oil supply line
132: Oil pump 133: Collection line
134: Oil inlet valve 135: First oil circuit breaker
136: Oil discharge line 137: Oil backflow prevention valve
138: first pressure meter 140: gas supply / discharge unit
141: circulation line 142: gas pump
143: calibration gas container 144: gas supply line
145: third flow controller 146: gas connection line
147: fourth flow controller 148: bypass line
149: second oil circuit breaker 151: exhaust line
152: restrictor 153: first opening / closing valve
154: second open / close valve 155: third open / close valve
156: fourth opening / closing valve 157: fifth opening / closing valve
158: sixth opening / closing valve 159: second pressure measuring instrument
160: Sample loop 170:
181: Helium cylinder 182: first flow controller
183: second flow controller 184: third pressure meter
185: fourth pressure measuring instrument 191: first line
192: second line 193: third line
194: fourth line 210: casing
Claims (6)
오일이 통과하도록 오일챔버가 마련되고, 상기 오일챔버에 멤브레인으로 격리되는 가스챔버에 상기 오일챔버로부터 상기 멤브레인을 통해서 유중가스가 추출되어 수집되도록 하는 멤브레인모듈;
상기 오일챔버에 오일을 공급하여 배출되도록 하는 오일공급배출부;
상기 가스챔버에 캘리브레이션가스를 공급하여, 상기 가스챔버 내의 유중가스의 혼합물을 상기 캘리브레이션가스와 함께 배출되도록 하는 가스공급배출부;
상기 가스공급배출부에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 채워지는 샘플루프; 및
상기 가스공급배출부에 의해 배출되는 유중가스의 혼합물이 상기 샘플루프에 채워지도록 전환하거나, 상기 샘플루프에 캐리어가스를 공급하여 상기 샘플루프에 채워진 유중가스의 혼합물이 상기 캐리어가스와 함께 상기 컬럼에 공급되도록 전환하는 전환부;
를 포함하고,
상기 멤브레인 모듈은,
몸체의 내측에 상하로 통과하도록 중공형의 멤브레인이 설치되고, 상기 몸체의 내측면 상단과 하단에 각각 고정되는 고정링에 의해 상기 멤브레인의 상단과 하단이 각각 고정되며, 상기 멤브레인의 외측과 내측에 각각 형성되는 상기 오일챔버와 상기 가스챔버가 상기 고정링에 의해 서로 격리되며, 상기 오일공급배출부와 상기 가스공급배출부에 의해 상기 오일챔버를 통과하는 오일의 방향과 상기 가스챔버를 통과하는 가스의 방향이 서로 반대가 되도록 하는, 온라인 유중가스 분석 시스템.A GC (Gas Chromatograph) analyzing unit for detecting a gas stream separated by a column from a mixture of the gas in the gas supplied together with the carrier gas by a single detector;
A membrane module in which an oil chamber is provided to allow oil to pass therethrough and a gas gas is extracted from the oil chamber through the membrane to the gas chamber isolated by the membrane in the oil chamber;
An oil supply / discharge unit for supplying oil to the oil chamber and discharging the oil;
A gas supply and discharge unit for supplying a calibration gas to the gas chamber to discharge a mixture of the inert gas in the gas chamber together with the calibration gas;
A sample loop in which a mixture of gas in the gas discharged by the gas supply / discharge portion is filled; And
A mixture of the gas stream discharged by the gas supply / discharge unit is switched to be filled in the sample loop, or a mixture of the gas stream filled in the sample loop is supplied to the column A switching unit for switching the supply to be supplied;
Lt; / RTI >
The membrane module comprises:
The upper and lower ends of the membrane are fixed by a fixing ring fixed to the upper and lower ends of the inner surface of the body, respectively, and the upper and lower ends of the membrane are fixed to the outer side and the inner side of the membrane, Wherein the oil chamber and the gas chamber formed respectively are separated from each other by the fixed ring, and the direction of the oil passing through the oil chamber by the oil supply / discharge portion and the gas supply / So that the direction of the gas is reversed.
상기 GC 분석부는,
제 1 유량제어기에 의해 유량이 제어되는 디스차지가스가 상기 검출기에 공급되고, 제 2 유량제어기에 의해 유량이 제어되는 캐리어가스가 상기 컬럼에 공급되며, 상기 컬럼이 한 쌍으로 이루어져서 직렬로 연결되는, 온라인 유중가스 분석 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the GC analysis unit comprises:
A discharge gas whose flow rate is controlled by a first flow controller is supplied to the detector, a carrier gas whose flow rate is controlled by a second flow controller is supplied to the column, and the columns are connected in series , Online oil gas analysis system.
상기 오일공급배출부는,
상기 오일챔버에 오일이 공급되기 위한 경로를 제공하는 오일공급라인;
상기 오일공급라인에 설치되는 오일펌프;
상기 오일공급라인에서 상기 오일펌프의 전단으로부터 분기되어 상기 가스챔버의 하단에 연결되는 회수라인;
상기 오일공급라인에서 상기 회수라인이 분기되는 측에 설치되고, 리크되는 오일의 회수용으로 사용되는 오일인렛밸브;
상기 회수라인에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 1 오일차단기;
상기 가스챔버로부터 오일이 배출되기 위한 경로를 제공하는 오일배출라인; 및
상기 오일배출라인에 설치되고 오일의 역류를 차단하는 오일역류방지밸브;
를 포함하는, 온라인 유중가스 분석 시스템.The method according to claim 1,
The oil supply /
An oil supply line for providing a path for supplying oil to the oil chamber;
An oil pump installed in the oil supply line;
A recovery line branched from the front end of the oil pump in the oil supply line and connected to a lower end of the gas chamber;
An oil inlet valve installed at a side where the recovery line is branched from the oil supply line and used for recovery of oil to be leaked;
A first oil breaker installed in the recovery line to prevent oil from entering the gas area;
An oil discharge line for providing a path for oil to be discharged from the gas chamber; And
An oil backflow prevention valve installed in the oil discharge line and blocking backflow of oil;
And an on-line gas analysis system.
상기 가스공급배출부는,
상기 가스챔버 내의 유중가스의 혼합물이 상기 샘플루프에 순환 공급되도록 하는 순환라인;
상기 순환라인에 가스의 순환을 위한 펌핑력을 제공하도록 설치되는 가스펌프;
상기 캘리브레이션가스를 공급하는 캘리브레이션가스용기;
상기 캘리브레이션가스용기로부터 상기 순환라인 중에서 상기 가스챔버의 전단에 연결되는 가스공급라인; 및
상기 가스공급라인에 공급되는 캘리브레이션가스의 유량을 제어하도록 설치되는 제 3 유량제어기;
를 포함하는, 온라인 유중가스 분석 시스템.The method according to claim 1,
The gas supply /
A circulation line through which a mixture of gas streams in the gas chamber is circulated to the sample loop;
A gas pump installed to provide a pumping force for circulation of gas to the circulation line;
A calibration gas container for supplying the calibration gas;
A gas supply line connected from the calibration gas vessel to the front end of the gas chamber in the circulation line; And
A third flow controller installed to control a flow rate of the calibration gas supplied to the gas supply line;
And an on-line gas analysis system.
상기 가스공급배출부는,
상기 가스공급라인에서 상기 제 3 유량제어기의 후단에 퍼지가스를 공급하도록 연결되는 가스연결라인;
상기 가스연결라인을 통해 공급되는 퍼지가스의 유량을 제어하는 제 4 유량제어기;
상기 순환라인에 상기 멤브레인모듈을 바이패스하도록 연결되는 바이패스라인;
상기 바이패스라인에 설치되고, 오일이 가스 영역으로 침범하지 못하도록 하는 제 2 오일차단기;
상기 순환라인에서 상기 가스펌프의 후단으로부터 분기되는 배기라인;
상기 배기라인에 설치되고, 통과하는 유중가스의 혼합물의 압력을 높이도록 하는 리스트릭터; 및
상기 순환라인을 통한 유중가스의 혼합물 순환, 상기 순환라인에 상기 캘리브레이션가스의 공급, 상기 배기라인을 통한 유중가스의 혼합물 배출을 제어하도록 다수로 설치되는 개폐밸브;
를 포함하는, 온라인 유중가스 분석 시스템.
The method of claim 5,
The gas supply /
A gas connection line connected to supply a purge gas to the rear end of the third flow controller in the gas supply line;
A fourth flow controller for controlling a flow rate of the purge gas supplied through the gas connection line;
A bypass line connected to the circulation line to bypass the membrane module;
A second oil circuit breaker installed in the bypass line to prevent oil from entering the gas region;
An exhaust line branched from the rear end of the gas pump in the circulation line;
A restrictor installed in the exhaust line for increasing a pressure of a mixture of passing-through gas; And
A plurality of open / close valves arranged to control the circulation of the mixture of the gas in the oil through the circulation line, the supply of the calibration gas to the circulation line, and the discharge of the mixture of the gas in the gas through the exhaust line;
And an on-line gas analysis system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170041448A KR101802186B1 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Online dissolved gas analysis system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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