CN103424486A - 一种变压器油色谱在线监测装置性能检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种变压器油色谱在线监测装置性能检测系统，通过离线变压器油色谱分析仪，以及连接在检测系统上的变压器油色谱在线测试单元，二者比对，以检测所述变压器油色谱在线监测装置性能。该变压器油色谱在线监测装置性能检测系统可对不同的在线监测装置进行测试。同时本发明还公开了利用该性能检测系统对在线监测装置进行检查的方法。

Description

一种变压器油色谱在线监测装置性能检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及高压输电领域，特涉及一种变压器油色谱在线监测装置性能检测系统，以及利用该系统对所述在线监测装置进行检测的方法。

背景技术

电力变压器、高压并联电抗器作为电力系统的重要设备之一，其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行。油中溶解气体分析(Dissolved Gases Analysis，简称DGA)是目前电力系统中诊断充油电气设备内部绝缘故障的主要方法，变压器油色谱在线监测装置将在线监测及智能化故障诊断技术与常规的DGA方法结合起来。目前电力设备状态检测制度正在逐步完善，油色谱在线监测是实现变压器状态检修的重要基础。但油色谱在线监测与试验室色谱工作站的结构有很大的不同，关键技术差异也很大，产品的性能良莠不齐。为了确保入网运行的油色谱在线监测装置性能可靠，有必要在监测装置入网前进行入网检测。但目前国内尚无适用于油色谱在线监测装置批量检测的检测系统和方法，检测成本高、效率低下。

有鉴于此，有必要提供一种变压器油色谱在线监测装置性能检测系统及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的缺陷，本发明提供一个开放式的油色谱在线监测装置性能检测系统，可安装不同方法或原理的在线监测装置，使用校验过的测量仪器进行量值传递，同时对多组不同在线监测装置的性能进行检测。

本发明所采用的技术方案是：一种油色谱在线监测装置性能检测系统，所述系统包括油样配置单元、在线测试单元及变压器油色谱分析仪，其特征在于：

所述油样配置单元采用浓缩稀释的原理制备含有特定浓度气体的浓缩油样，以供在线测试单元使用；

所述在线测试单元为一条带有循环油路的变压器油箱；所述循环油路中串有循环油泵和油路温控装置；所述变压器油箱顶部设有注油孔和气压测量孔；所述在线测试单元带有多个用以连接在线监测装置的测试接口，测试接口分布于变压器油箱外壁及循环油路的管路中；所述变压器油箱下部设有取样口，用来取出变压器油样供离线测试；所述变压器油箱下部设有鼓气进口，用来试验完毕后持续鼓入干燥氮气以置换出油中特征气体，形成可供下次实验用的不含特征气体的纯净油样；所述变压器油箱下部设有放油口，用于将油箱中的变压器油放出；

所述变压器油色谱分析仪，用来对循环油路中的油样进行离线分析，其测量精度用标准气体标定。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，测试接口处设有温度测量装置，其测量范围为-30℃~60℃，测量不确定度≤0.3℃，用于检测测试接口处的变压器油温度。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，油样配置单元所配置的浓缩油样体积为常数且不大于1L。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，变压器油箱总体积为常数且不低于50L。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，注油孔除了用于向管路注入变压器油外，还能用于向管路内充入一定压力的干燥氮气模拟变压器运行时的压力。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，所述变压器油箱顶部的气压测量孔安装有气压表，所述气压表的测量范围为30kPa~110kPa，测量不确定度≤0.2kPa。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，所述循环油路中串接的油路温控装置温度控制范围包括且不限于-30℃~60℃。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，测试接口不少于20个。

本发明还提供一种油色谱在线监测装置性能检测方法，采用如上所述的性能检测系统对变压器油在线监测装置进行性能检测，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a) 根据测试目的，编制测试方案，计算浓缩油样配置时所用的特征气体量；

b) 利用油样配置单元配置含有特征气体的浓缩油样1~n；

c) 将待检测的油色谱在线监测装置的进出油管与性能检测系统按照正常运行状态连接；

d) 将不含特征气体的空白油样注入在线测试单元；

e) 将含有特征气体的高浓度油样1注入在线测试单元；

f) 启动循环油泵使变压器油充分混合均匀；

g) 通过注油口向在线测试单元施加特定预设压力，启动油路温控装置，将变压器油温调整到特定预设温度，在所有测试接口处温度测量装置温度测量值与预设温度的偏差均＜2℃时，认为在线测试单位中的油温达到了预设温度；

h) 启动油色谱在线监测装置，设置其测量间隔，在在线监测装置测量的同时取样进行离线油色谱分析；

i) 取消油箱压力，关闭循环油泵，将高浓度油样2注入在线测试单元，重复f~h，同理按照试验循环执行高浓度油样3~n并重复步骤f~h；

j) 通过比对在线测量数据和离线分析数据，检验在线监测装置的测量性能；

k) 试验通过调整所施加的压力，验证装置的密封性能；通过调整油预设温度，验证装置在变压器不同运行状态下的性能。

如上所述的油色谱在线监测装置性能检测方法，其特征在于，试验结束后，通过鼓气进口向在线测试单元持续注入干燥氮气，对在线测试单元中的油样进行脱气处理，制备成不含特征气体的空白气体以备下次检测使用。

本发明的有益效果是：本发明提供一种适用于批量检测油色谱在线监测装置性能的检测系统，用于在线监测装置的型式试验或入网检测，该系统具有操作方便、实现成本低、数据可靠的特点且适用于基于各种原理的在线监测装置。

附图说明

图1是根据本发明的示例性的变压器油色谱在线监测装置性能检测系统的在线测试单元示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

附图中的标记说明：1—测试接口，2—变压器油箱，3—注油口，4—气压测量孔，5—取样口，6—鼓气进口，7—放油口，8—循环油泵，9—油路温控装置，10-循环油路。

本发明提供的一种油色谱在线监测装置性能检测系统，所述系统包括油样配置单元、在线测试单元、变压器油色谱分析仪。

所述油样配置单元采用浓缩稀释的原理制备含有特定浓度气体的浓缩油样，其特征在于所配置的浓缩油样体积为常数且不大于1L。

所述在线测试单元为一条总体积为常数且不低于50L的带有循环油路10的变压器油箱2；所述循环油路10中串有循环油泵8和油路温控装置9且外敷良好保温层；所述变压器油箱2顶部设有注油孔3和气压测量孔4，注油孔3除了用来向管路注入变压器油外，还可以用来向管路内充入一定压力的干燥氮气模拟变压器运行时的压力；所述在线测试单元具有良好的密封性能，可以承受外加100kPa气压无泄漏；所述在线测试单元带有不少于20个用以连接在线监测装置的测试接口1，测试接口1分布于变压器油箱2外壁及循环油路10的管路中；测试接口1处设有温度测量装置（图未示），其测量范围为-30℃~60℃，测量不确定度≤0.3℃，可检测测试接口处的变压器油温度；所述变压器油箱2下部设有取样口5，用来取出变压器油样供离线测试；所述变压器油箱2下部设有鼓气进口6，用来试验完毕后持续鼓入干燥氮气以置换出油中特征气体，形成可供下次实验用的不含特征气体的纯净油样；所述变压器油箱2下部设有放油口，用于将油箱中的变压器油放出。

所述变压器油箱2顶部的气压测量孔4可安装气压表，所述气压表的测量范围为30kPa~110kPa，测量不确定度≤0.2kPa；

所述循环油路10中串接的油路温控装置9温度控制范围包括且不限于-30℃~60℃。

所述变压器油色谱分析仪，用来对循环油路10中的油样进行离线分析，其测量精度可用标准气体标定。

所述变压器在线测试单元通过注入特征气体浓度、组分不同组合的浓缩油样并利用在线监测装置进行监测，将监测的结果与所述变压器油色谱分析仪测量的结果进行比对，从而达到检测变压器油色谱在线监测装置性能的目的。

由于该管道内可通过计算注入含有不同溶度、不同组分的特征气体的变压器油，测试接口可通过转接接头连接不同的在线监测装置，因此可对各种在线监测装置进行测试。该结构的油测试管路不仅具备维护方便的特点，而且便于多个在线监测装置的同时测试，大大提高了检测效率。

此外，本发明还公开了一种利用所述性能检测系统对变压器油在线监测装置进行性能检测的方法，包括如下步骤：

a) 根据测试目的，编制测试方案，计算浓缩油样配置时所用的特征气体量；

b) 利用油样配置单元配置含有特征气体的浓缩油样1~n；

c) 将待检测的油色谱在线监测装置的进出油管与测试系统按照正常运行状态连接；

d) 将不含特征气体的空白油样注入在线测试单元；

e) 将含有特征气体的高浓度油样1注入在线测试单元；

f) 启动循环油泵使变压器油充分混合均匀；

g) 通过注油孔向在线测试单元施加特定预设压力，启动温度控制装置，将变压器油温调整到特定预设温度，在所有测量接口处测温装置温度测量值与预设温度的偏差均＜2℃时，认为在线测试单位中的油温达到了预设温度；

h) 启动油色谱在线监测装置，设置其测量间隔，在在线监测装置测量的同时取样进行离线油色谱分析；

i) 取消油箱压力，关闭循环油泵，将高浓度油样2注入在线测试单元，重复f~h，同理按照试验循环执行高浓度油样3~n并重复步骤f~h；

j) 通过比对在线测量数据和离线分析数据，检验在线监测装置的测量性能（如测量误差、交叉敏感性、最小检测周期、测量重复性等性能）；

k) 试验通过调整所施加的压力，验证装置的密封性能；通过调整油预设温度，验证装置在变压器不同运行状态下的性能。

试验结束后，通过鼓气口向在线测试装置持续注入干燥氮气，对在线测试单元中的油样进行脱气处理，制备成不含特征气体的空白气体以备下次检测使用。

实施例1：验证装置的交叉敏感性

a) 根据测试目的，编制测试方案，计算浓缩油样配置时的特征气体含量：

交叉敏感性即某一气体含量的测量不应受到其它气体成分的大小影响。需要配置两份油样，其一CO含量>1000μL／L、CO2含量>1000μL／L， H₂含量<50μL／L，要求氢气的测量准确度符合要求；其二CO含量>1000μL／L、CO2含量>1000μL／L，氢气H₂含量>500μL／L，烃类气体含量<10μL／L要求烃类的测量准确度符合要求。为使在线测试单元中的油样符合要求，可配置浓缩油样两份各1L，油样一CO含量：60000μL／L、CO2含量：60000μL／L， H₂含量:1000μL／L；油样2：H₂含量:25000μL／L，乙炔含量250μL／L。

b) 利用油样配置单元配置含有特征气体的浓缩油样1、2各1L；

c) 将待检测的油色谱在线监测装置的进出油管与测试系统按照正常运行状态连接；

d) 将不含特征气体的空白油样注入在线测试单元；

e) 将含有特征气体的高浓度油样1注入在线测试单元；

f) 启动循环油泵使变压器油充分混合均匀；

g) 通过注油孔向在线测试单元施加特定预设压力30kPa，启动温度控制装置，将变压器油温调整到60℃，在所有测量接口处测温装置温度测量值与预设温度的偏差均＜2℃时，认为在线测试单位中的油温达到了预设温度；

h) 启动油色谱在线监测装置，在在线监测装置测量的同时取样进行离线油色谱分析；

i) 取消油箱压力，关闭循环油泵，将高浓度油样2注入在线测试单元，重复f~h；

j) 通过比对在线测量数据和离线分析数据，检验在线监测装置的测量性能，给出结论报告。

k) 试验结束后，通过鼓气口向在线测试装置持续注入干燥氮气，对在线测试单元中的油样进行脱气处理，制备成不含特征气体的空白气体以备下次检测使用。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种油色谱在线监测装置性能检测系统，所述系统包括油样配置单元、在线测试单元及变压器油色谱分析仪，其特征在于：

所述油样配置单元采用浓缩稀释的原理制备含有特定浓度气体的浓缩油样，以供在线测试单元使用；

所述在线测试单元为一条带有循环油路的变压器油箱；所述循环油路中串有循环油泵和油路温控装置；所述变压器油箱顶部设有注油孔和气压测量孔；所述在线测试单元带有多个用以连接在线监测装置的测试接口，测试接口分布于变压器油箱外壁及循环油路的管路中；所述变压器油箱下部设有取样口，用来取出变压器油样供离线测试；所述变压器油箱下部设有鼓气进口，用来试验完毕后持续鼓入干燥氮气以置换出油中特征气体，形成可供下次实验用的不含特征气体的纯净油样；所述变压器油箱下部设有放油口，用于将油箱中的变压器油放出；

所述变压器油色谱分析仪，用来对循环油路中的油样进行离线分析，其测量精度用标准气体标定。

2.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，测试接口处设有温度测量装置，其测量范围为-30℃~60℃，测量不确定度≤0.3℃，用于检测测试接口处的变压器油温度。

3.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，油样配置单元所配置的浓缩油样体积为常数且不大于1L。

4.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，变压器油箱总体积为常数且不低于50L。

5.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，注油孔除了用于向管路注入变压器油外，还能用于向管路内充入一定压力的干燥氮气模拟变压器运行时的压力。

6.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，所述变压器油箱顶部的气压测量孔安装有气压表，所述气压表的测量范围为30kPa~110kPa，测量不确定度≤0.2kPa。

7.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，所述循环油路中串接的油路温控装置温度控制范围包括且不限于-30℃~60℃。

8.根据权利要求1所述的油色谱在线监测装置性能检测系统，其特征在于，测试接口不少于20个。

9.一种油色谱在线监测装置性能检测方法，采用如权利要求1-8所述的性能检测系统对变压器油在线监测装置进行性能检测，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a) 根据测试目的，编制测试方案，计算浓缩油样配置时所用的特征气体量；

b) 利用油样配置单元配置含有特征气体的浓缩油样1~n；

c) 将待检测的油色谱在线监测装置的进出油管与性能检测系统按照正常运行状态连接；

d) 将不含特征气体的空白油样注入在线测试单元；

e) 将含有特征气体的高浓度油样1注入在线测试单元；

f) 启动循环油泵使变压器油充分混合均匀；

g) 通过注油口向在线测试单元施加特定预设压力，启动油路温控装置，将变压器油温调整到特定预设温度，在所有测试接口处温度测量装置温度测量值与预设温度的偏差均＜2℃时，认为在线测试单位中的油温达到了预设温度；

h) 启动油色谱在线监测装置，设置其测量间隔，在在线监测装置测量的同时取样进行离线油色谱分析；

i) 取消油箱压力，关闭循环油泵，将高浓度油样2注入在线测试单元，重复f~h，同理按照试验循环执行高浓度油样3~n并重复步骤f~h；

j) 通过比对在线测量数据和离线分析数据，检验在线监测装置的测量性能；

k) 试验通过调整所施加的压力，验证装置的密封性能；通过调整油预设温度，验证装置在变压器不同运行状态下的性能。

10.根据权利要求9所述的油色谱在线监测装置性能检测方法，其特征在于，试验结束后，通过鼓气进口向在线测试单元持续注入干燥氮气，对在线测试单元中的油样进行脱气处理，制备成不含特征气体的空白气体以备下次检测使用。

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