CN103512962B - 变压器油气色谱在线检测仿真系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种变压器油气色谱在线检测仿真系统，包括油样配置单元、在线测试单元、和对比分析单元；油样配置单元，完成油样的配置；在线测试单元，在线测试单元包括循环油路、循环泵、鼓气泵、油箱、和油路温度控制装置，在线测试单元完成对于油样的在线测试；对比分析单元，包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查。

Description

变压器油气色谱在线检测仿真系统及方法

技术领域

本发明涉及变压器检测技术，特别是涉及变压器油气色谱在线检测仿真系统及方法。

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(DissolvedGases 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。

目前油中气体在线监测方法主要有色谱法、阵列式传感器法以及近年来国外研究开发的红外光谱法、光声光谱法等，目前油中气体监测仪，均使用特殊方法将气体从油中分离，使用网络把现场数据自动地、实时地传输到监测中心集中处理：而对气体的检测方法以及可以达到的检测指标，则各有千秋。

油中溶解气体在线监测是实现变压器状态检修的重要基础。利用色谱原理的油中溶解气体在线监控设备较为成熟，已有多年成功运行的经验。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。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种变压器油气色谱仿真系统及方法。

技术方案1：一种变压器油气色谱在线检测仿真系统，其特征在于：包括油样配置单元、在线测试单元、和对比分析单元；油样配置单元，包括真空泵、摇床、和高纯气体，用真空泵对一定体积的变压器油进行脱气操作，根据整个在线测试单元的体积以及要达到的气体的浓度计算出需要的高纯气体的体积，根据计算得出的高纯气体体积以及气体在油中的饱和溶解度计算出需要的脱气油样的体积，并将上述体积的高纯气体加入到一定体积的脱气油样中，将加入了高纯气体的脱气油样固定在摇床上使高纯气体完全溶解在脱气油样中；

在线测试单元包括循环油路、循环泵、鼓气泵、油箱、和油路温度控制装置，油箱与循环油路上设置有与油中气体在线监控设备连接的接头，在油箱上设置有取样口，用于离线样品取样，进行离线测试，循环泵推动油样在循环油路和油箱内循环，在循环油路上设有油路温度控制装置，用于控制在线测试单元内油样的温度，鼓气泵提供载气，在载气力量的推动之下，特征气体被送到在线监控设备的监测口；

对比分析单元，包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查；

测量误差=(在线监控设备测量数据-实验室气相色谱仪测量数据)／实验室气相色谱仪测量数据×100％；

测量重复性检验，针对同一油样，连续进行5次在线监控设备油中气体成分分析，比较5次测量结果；

数据分析，被检装置能够提供浓度、绝对产气速率、和相对产气速率的数据指标，并采用趋势图、实时数据直方图、单一组份显示、或多组份同时显示的方式显示结果。

技术方案2：根据技术方案1所述的变压器油气色谱在线检测仿真系统，其特征在于：所述在线监控设备为TransFix变压器油在线监测系统。

技术方案3：一种根据技术方案1所述变压器油气色谱在线检测仿真系统的变压器油气色谱在线检测仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，油样配置，包括步骤：

1.1)脱气：用真空泵对一定体积的变压器油进行脱气操作，以方便待测气体的溶解；

1.2)计算：根据整个在线测试单元的体积以及要达到的气体的浓度计算出需要的高纯气体的体积；

1.3)混合：根据计算得出的高纯气体体积以及气体在油中的饱和溶解度计算出需要的脱气油样的体积，并将上述体积的高纯气体加入到一定体积的脱气油样中；

1.4)溶解：将加入了高纯气体的脱气油样固定在摇床上使高纯气体完全溶解在脱气油样中；

步骤二，在线测试，包括步骤：

2.1)安装：将所述在线监控设备以合适的方式安装在在线测试单元相应的接口上；

2.2)环境设置：根据试验目的及条件要求设置在线测试单元的温控单元为合适的值，并开始进行在线测试单元的温度控制；

2.3)稀释：切断所述在线监控设备与在线测试单元的连接，将浓缩后的高浓度油样用蠕动泵加入到在线测试单元中，在循环油泵的作用下让高浓度油样均匀的稀释到在线测试单元中得到含有一定浓度的气体并且浓度均匀的循环油样；

2.4)检测：打开所述在线监控设备与在线测试单元的连接，让所述在线监控设备可以接触到含有一定浓度气体的循环油样，并进行检测；

2.5)记录：根据不同所述在线监控设备的特性，在一定时间后记录所述在线监控设备给出的数据；

步骤三，对比分析，包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查。

本发明的有益效果是：确保入网运行的所述在线监控设备性能可靠，检验／验证在线监控设备的特性的可靠性。

附图说明

图1是在线测试仿真单元结构示意图；

图2是系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-2所示。

建设变压器所述在线监控设备检测仿真系统的关键在于建设温度、压力可控的恒定容量变压器油循环系统、各气体成分浓度可控制的油样配置单元。使用在线监控设备和离线色谱分析仪对循环油系统里的油样进行检测比对分析，验证在线监控设备的性能。

本发明的变压器油气色谱在线检测仿真系统，包括油样配置单元、在线测试单元、和对比分析单元；油样配置单元。

1、油样配置单元

油样配置单元，包括真空泵、摇床、高纯气体等，采用浓缩稀释的原理制备含有一定浓度气体的循环油样。通过以下步骤完成油样配置：

1)脱气：用真空泵对一定体积的变压器油进行脱气操作，以方便待测气体的溶解。

2)计算：根据整个在线测试单元的体积以及要达到的气体的浓度计算出需要的高纯气体的体积。

3)混合：根据计算得出的高纯气体体积以及气体在油中的饱和溶解度计算出需要的脱气油样的体积，并将上述体积的高纯气体加入到一定体积的脱气油样中。

4)溶解：将加入了高纯气体的脱气油样固定在摇床上使高纯气体完全溶解在脱气油样中。

2、在线测试单元

在线测试单元包括循环油路、循环泵、鼓气泵、油箱、油路温度控制装置等，油箱与循环油路上设置有与油中气体在线监控设备连接的接头，在油箱上设置有取样口，用于离线样品取样，进行离线测试。循环泵推动油样在循环油路和油箱内循环，在循环油路上设有油路温度控制装置，用于控制在线测试单元内油样的温度。鼓气泵提供载气，在载气力量的推动之下，特征气体被送到在线监控设备的监测口。在线监控设备可以使用已有的变压器油气色谱仪，如TransFix变压器油在线监测系统。通过以下步骤完成油样在线测试。

1)安装：将所述在线监控设备以合适的方式安装在在线测试单元相应的接口上。

2)环境设置：根据试验目的及条件要求设置在线测试单元的温控单元为合适的值，并开始进行在线测试单元的温度控制。

3)稀释：切断所述在线监控设备与在线测试单元的连接，将浓缩后的高浓度油样用蠕动泵加入到在线测试单元中，在循环油泵的作用下让高浓度油样均匀的稀释到在线测试单元中得到含有一定浓度的气体并且浓度均匀的循环油样。

4)检测：打开所述在线监控设备与在线测试单元的连接，让所述在线监控设备可以接触到含有一定浓度气体的循环油样，并进行检测。

5)记录：根据不同所述在线监控设备的特性，在一定时间后记录所述在线监控设备给出的数据。

3、对比分析单元

通过采用实验室色谱分析的原理确定循环油样的浓度，并通过与在线测试单元的结果进行比较给出所述在线监控设备的测试分析结果。包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查。

测量误差分析，测量误差=(在线监控设备测量数据-实验室气相色谱仪测量数据)／实验室气相色谱仪测量数据×100％。

测量重复性检验，针对同一油样，连续进行5次在线监控设备油中气体成分分析，比较5次测量结果。

最小检测周期检验，装置应能按照所设定的最小检测周期工作，完成每次检测的时间与设定时间一致，且每次检测结果应符合测量误差标准值的要求。

交叉敏感性检查，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，在油样中充入一定量的氢气或烃类气体作为干扰气体，进行在线监控设备油中气体成分分析，结果满足误差要求。

数据传输检验，将计算机与待测监测装置通过uSB或其他通信方式进行连接，应能够进行数据就地导出及保存。

数据分析，被检装置可以提供浓度、绝对产气速率、相对产气速率多种数据指标，并采用报销、趋势图、实时数据直方图、单一组份显示、多组份同时显示等多种显示方式。

Claims (2)

1.一种变压器油气色谱在线检测仿真系统，其特征在于：

包括油样配置单元、在线测试单元、和对比分析单元；

油样配置单元，包括真空泵、摇床、和高纯气体，用真空泵对一定体积的变压器油进行脱气操作，根据整个在线测试单元的体积以及要达到的气体的浓度计算出需要的高纯气体的体积，根据计算得出的高纯气体体积以及气体在油中的饱和溶解度计算出需要的脱气油样的体积，并将上述体积的高纯气体加入到一定体积的脱气油样中，将加入了高纯气体的脱气油样固定在摇床上使高纯气体完全溶解在脱气油样中；

在线测试单元包括循环油路、循环泵、鼓气泵、油箱、和油路温度控制装置，油箱与循环油路上设置有与油中气体在线监控设备连接的接头，在油箱上设置有取样口，用于离线样品取样，进行离线测试，循环泵推动油样在循环油路和油箱内循环，在循环油路上设有油路温度控制装置，用于控制在线测试单元内油样的温度，鼓气泵提供载气，在载气力量的推动之下，特征气体被送到在线监控设备的监测口；

对比分析单元，包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查，

测量误差=(在线监控设备测量数据-实验室气相色谱仪测量数据)／实验室气相色谱仪测量数据×100％；

测量重复性检验，针对同一油样，连续进行5次在线监控设备油中气体成分分析，比较5次测量结果；

数据分析，被检装置能够提供浓度、绝对产气速率、和相对产气速率的数据指标，并采用趋势图、实时数据直方图、单一组份显示、或多组份同时显示的方式显示结果；所述在线监控设备为TransFix变压器油在线监测系统。

2.一种根据权利要求1所述变压器油气色谱在线检测仿真系统的变压器油气色谱在线检测仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，油样配置，包括步骤：

1.1)脱气：用真空泵对一定体积的变压器油进行脱气操作，以方便待测气体的溶解；

1.2)计算：根据整个在线测试单元的体积以及要达到的气体的浓度计算出需要的高纯气体的体积；

1.3)混合：根据计算得出的高纯气体体积以及气体在油中的饱和溶解度计算出需要的脱气油样的体积，并将上述体积的高纯气体加入到一定体积的脱气油样中；

1.4)溶解：将加入了高纯气体的脱气油样固定在摇床上使高纯气体完全溶解在脱气油样中；

步骤二，在线测试，包括步骤：

2.1)安装：将所述在线监控设备以合适的方式安装在在线测试单元相应的接口上；

2.2)环境设置：根据试验目的及条件要求设置在线测试单元的温控单元为合适的值，并开始进行在线测试单元的温度控制；

2.3)稀释：切断所述在线监控设备与在线测试单元的连接，将浓缩后的高浓度油样用蠕动泵加入到在线测试单元中，在循环油泵的作用下让高浓度油样均匀的稀释到在线测试单元中得到含有一定浓度的气体并且浓度均匀的循环油样；

2.4)检测：打开所述在线监控设备与在线测试单元的连接，让所述在线监控设备可以接触到含有一定浓度气体的循环油样，并进行检测；

2.5)记录：根据不同所述在线监控设备的特性，在一定时间后记录所述在线监控设备给出的数据；

步骤三，对比分析，包括测量误差分析、交叉敏感性检验、最小检测周期检验、测量重复性检验、数据传输检验、和数据分析功能检查。