CN106546686A - 一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置 - Google Patents

一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置,包括:标气单元、配油单元和控制中心服务器;所述标气单元包括若干个标气瓶和第一单片机,所述配油单元包括活塞式配油缸、脱气缸、循环泵和第二单片机;所述标气瓶通过进气管与活塞式配油缸相连通;所述活塞式配油缸与循环泵通过第一管道构成一循环回路;所述活塞式配油缸还与脱气缸通过第二管道构成一循环回路;所述脱气缸中设有通过通气管与氮气瓶相连通的气体扩散头;所述脱气缸还通过第三管道与所述氮气瓶相连通。本发明的配油装置配油准确,且废油可循环利用。

Description

一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置
技术领域
本发明属于电力工程技术领域,涉及一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置。
背景技术
变压器油中溶解气体在线监测系统是动态监控变电站大型变压器安全运行的重要设备,其运行可靠性直接影响对变压器运行状况的评价。然而在线监测系统的准确性可能受各种因素影响而降低,在使用过程中常常出现误报、漏报的情形,导致不必要的停运检修或延误检修,造成极大危害。因此,对变压器油中溶解气体在线监测系统进行准确校验势在必行。
目前,油中溶解气体在线监测系统校验主要采用标准油样法,即在线监测系统使用配制的一定浓度的标准油样,完成从进油到检测结果的全过程。其中,标准油样的配制是校验的关键。标准油配制方法已逐渐由手动法升级为智能仪器自动配制法,然而不管使用什么样的方法,准确配制出油中溶解气体是关键。由于变压器油中溶解特征气体主要包含CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2、CO和CO2至少7种气体,要全部准确配制,尤其对低浓度目标气体如乙炔的配制有较大难度。另外,配油和校验过程中产生的废油量较大,目前尚没有能循环利用校验用油的配油装置,使校验成本一直居高不下,对环境也造成了负担。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置,能够实现对一定浓度标准油的准确配制,并能循环利用校验用油。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
本发明提供一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置,包括:
标气单元、配油单元和控制中心服务器;
其中,所述标气单元包括若干个标气瓶和第一单片机,
所述配油单元包括活塞式配油缸、脱气缸、循环泵和第二单片机;
所述标气瓶通过进气管与活塞式配油缸相连通,用于进标气,所述进气管上设有若干个与第一单片机相连的电磁阀;
所述活塞式配油缸与循环泵通过第一管道构成一循环回路;实现清洗油缸和油气交换循环的功能;
所述活塞式配油缸还与脱气缸通过第二管道构成一循环回路;实现活塞式配油缸的排油和脱气缸向活塞式配油缸注油的功能;
所述脱气缸中设有通过通气管与氮气瓶相连通的气体扩散头,所述脱气缸还设有空白油进口;实现脱气缸中的油品脱气和充氮饱和的功能;
所述脱气缸还通过第三管道与所述氮气瓶相连通;利用氮气压力把脱气缸中的油压入活塞式配油缸中;
所述第一管道、第二管道、第三管道和通气管上均设有与第二单片机相连的电磁阀;
所述第一单片机和第二单片机接收控制中心服务器发出的指令分别控制标气单元和配油单元内部相应的电磁阀的开关进行控制。
进一步的,所述活塞式配油缸属于本领域技术人员公知的部件,包括油缸、气缸和活塞杆,其配合使用关系属于本领域技术人员常规知晓的技术。其中,所述气缸的一进氮气口通过一通气管与所述氮气瓶相连,该通气管上设有电磁阀,此结构的作用是:利用氮气压力推动活塞杆运动。进一步的,除了上述方式能够推动活塞杆运动,所述活塞式配油缸的活塞杆连接步进电机,步进电机带动活塞杆的运动。
进一步的,所述活塞式配油缸的外部缠绕有用于对活塞式配油缸加热的加热带,用来控制标准油的温度。
进一步的,所述活塞式配油缸的壁上设有取样阀。
进一步的,所述活塞式配油缸设有手动进气孔。
进一步的,所述活塞式配油缸内部设有液位计。
进一步的,所述脱气缸通过空白油进口和所述循环泵与空白油缸相连接。具体的,所述脱气缸的空白油进口依次通过第十三电磁阀、循环泵和第十二电磁阀与空白油缸相连。所述脱气缸的一出口连接的管道上设有第七电磁阀。
配油时,清洗活塞式配油缸、油气交换循环和进空白油步骤采用一台循环泵,能够降低成本和提高空间利用率。
进一步的,所述控制中心服务器分别与标气单元和配油单元以蓝牙或网线的方式相互连接,通过标气单元和配油单元中的单片机与控制中心服务器进行通讯和控制。
优选的,所述标气瓶的数量为至少7个,装有CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2、CO或CO2标气。
优选的,每个标气瓶通过多通阀与活塞式配油缸的进气口相连,每个标气瓶与多通阀之间的通气管道上均设有一个第一电磁阀,连接多通阀与活塞式配油缸的通气管道上设有第三电磁阀,多通阀与第三电磁阀的通气管道之间设有一通气管道分支,该通气管道分支上设有第二电磁阀。
优选的,所述活塞式配油缸与循环泵通过第一管道构成一循环回路,该第一管道上设有两个电磁阀,位于循环泵的两侧的管道上,分别为第十电磁阀和第十一电磁阀,用来控制油气进入活塞式配油缸。
优选的,所述活塞式配油缸与脱气缸通过第二管道构成一循环回路,所述第二管道包括两条管道,从而构成循环回路,具体方式是:活塞式配油缸中的油缸出口通过第九电磁阀与脱气缸的进口相连接,活塞式配油缸中的油缸进口通过第八电磁阀与脱气缸的出口相连接。所述活塞式配油缸中气缸的一出口连接的管道上设有第十四电磁阀。
优选的,所述活塞式配油缸中的气缸的一进氮气口通过通气管与氮气瓶相连,该通气管上设有第六电磁阀,此管路的主要作用是:可以利用氮气的压力推动活塞运动,从而可以使活塞杆运动,将油缸中的油压向脱气缸中。
优选的,所述脱气缸中设有一个气体扩散头,该气体扩散头通过氮气进气口与氮气瓶相连,所述通气管上连接有第五电磁阀。进一步优选的,所述气体扩散头为烧结的结晶状氧化铝制成的砂芯球,为现有技术。其具有气孔多、孔径小的特点,可以将一定压力的氮气分散成无数个氮气气泡进入到变压器油中,增加了氮气在变压器油中的表面积,进而提高了油品脱气和充氮气饱和的效率,与活塞式配油缸相互配合使用,配油准确。
优选的,所述控制中心服务器为电脑硬件,为现有技术,例如,该控制中心服务器为HP ProLiant DL360G5。
本发明还提供一种采用所述油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置的配制方法,包括以下步骤:首先空白油进入脱气缸进行脱气和充氮饱和,然后进入活塞式配油缸中;再利用循环泵提供动力来清洗活塞式配油缸;最后标准气体按照计算好的气体进入活塞式配油缸中,油和气体加热到设定温度开始由循环泵循环油气混合配油,配油后排出剩余气体得到标准油。
具体的,首先空白油通过空白油进口进入脱气缸中进行脱气和充氮饱和,然后利用氮气压力将脱气缸中的油通过所述第二管道压入活塞式配油缸中;再利用循环泵提供动力通过第一管道来清洗活塞式配油缸;最后标准气体按照计算好的气体进入活塞式配油缸中,油和气体加热到设定温度开始由第一管道和循环泵循环油气混合配油,配油后排出剩余气体得到标准油。
另外,配油前,若是活塞式配油缸中留有残油,将残油排出到脱气缸中。
采用上述装置具体的配制方法如下:
(1)排油:配油前,若是活塞式配油缸中留有残油,将残油排出到脱气缸中;
(2)进油:脱气缸中添加空白油至所需配油量;
(3)脱气:向脱气缸中通入氮气进行油品脱气及气体饱和;
(4)注油:利用氮气的压力将脱气后的油注入到活塞式配油缸中;
(5)清洗油缸:利用循环泵提供动力清洗油缸,将清洗后的油注回脱气缸进行重新脱气,脱气完成后再次注入活塞式配油缸中;
(6)进标气:待空白油进油完毕,依次对每瓶标气进行清洗和进气;
(7)循环配油:利用循环泵进行油气交换循环,然后静置,使未溶解的气和油两相完全分开;
(8)排气:静置完成后,将活塞式配油缸中的气体排出到脱气缸中,配油缸中即为配制好的标准油。
步骤(1)中,具体的步骤为:配油前,若是活塞式配油缸中留有残油,打开氮气阀和第六电磁阀、第七电磁阀和第九电磁阀,将残油排出到脱气缸中,排油完全后,关闭第六、七、九电磁阀。
排油的具体操作方式是:利用步进电机推动活塞式配油缸中的活塞杆将残油挤压出缸体。
进一步的,所述活塞式配油缸包括油缸和气缸,所述气缸的进氮气口通过通气管与氮气瓶相连接,那么可以将氮气通入气缸中,利用氮气的压力辅助或替代步进电机的活塞运动。
步骤(2)中,具体的步骤为:将连接第十二电磁阀的管道伸入空白油中,打开第七电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀,利用循环泵的动力进行进油,进油完毕后关闭第十二电磁阀和第十三电磁阀。
步骤(3)中,具体的步骤为:打开氮气阀和第五电磁阀,向脱气缸中通入氮气5~40min进行油品脱气及气体饱和,充氮气结束后关闭第五电磁阀和第七电磁阀。
步骤(4)中,具体的步骤为:打开第四电磁阀、第八电磁阀和第十四电磁阀,利用氮气的压力把脱气后的油注入到活塞式配油缸中,由内置液位计来计算进油体积,结束后关闭第四电磁阀、第八电磁阀和第十四电磁阀。
步骤(5)中,具体的步骤为:打开第十电磁阀和第十一电磁阀,利用循环泵提供动力来清洗油缸,然后关闭第十电磁阀和第十一电磁阀,打开第六电磁阀、第七电磁阀、第九电磁阀,将清洗后的油注回脱气缸中进行重新脱气,脱气方法如步骤(3),脱气完成后再次注油到配油缸中,方法如步骤(4)。
步骤(6)中,具体的步骤为:进标气1时打开第一电磁阀和第二电磁阀清洗管道,洗完后关闭第二电磁阀,打开第三电磁阀,标气按事先计算好的体积进入到活塞式配油缸中,进气完成后关闭第三电磁阀。然后按照这种方法依次进标气2、3……,直到全部(比如7瓶)标气全部进气完毕,通过加热带将活塞式配油缸中的液相和气相加热到50℃。
标气所需体积,利用物料平衡原理和分配定律,配油前后气相和液相中物质的量之和应相等,具有下述式(1)所述的公式,利用该基本公式求解出每瓶标气的进气体积即可顺利进行配油程序。
具体如下:
配油过程中标气所需体积的计算公式如下:
Xi·Cis=X·Cil/0.929·Ki+Vk·Cil/0.929 (1)
其中:Xi=Xi 0[323/(273+t)] (3)
Vk=Vk 0[1+0.0008(50–t)] (4)
式中:Xi——配油前标气i恒温到50℃时的体积,mL;
Xi 0——配制环境下标气i的进气体积,mL;
Cis——标准气i组分的浓度,μL/L;
X——配油平衡后气相总体积,mL。
Cil——20℃、101.325kP下配制出的标准油中溶解气体i组分浓度,μL/L;
Ki——气体i在常压下、50℃时的平衡分配系数;
Vk——配油平衡后标准油的体积,mL;
Vk 0——配制环境下加入空白油的体积,mL;
t——实验室温度,℃;
0.929——油中溶解气体浓度从50℃校正在20℃时的温度校正系数;
0.0008——绝缘油热膨胀系数,L/℃。
式中,Cis和Ki已知,Cil和Vk 0可以根据需求设定,联合公式(1)~(4)求解Xi,假设X=1,用公式(1)算出每种标气的Xi,然后算出如果则假设X=2,继续算出如果还是则假设X=3。依次类推,直到为止,以此时计算出来的Xi值作为标气i恒温50℃时的体积。然后联合公式(3)求出标气i的进气体积Xi 0
步骤(7)中,具体的步骤为:打开第十电磁阀和第十一电磁阀,利用循环泵进行油气交换,经过30~90min后关闭循环泵和第十电磁阀和第十一电磁阀,静置10~30min,使油气两相完全分离开。
步骤(8)中,具体的步骤为:静置完成后打开氮气阀和第六电磁阀、第七电磁阀、第九电磁阀,将活塞式配油缸中的气体排出到脱气缸中,活塞式配油缸中的油即为配制好的标准油。
本发明三次合理利用氮气,第一次是进行油品脱气及气体饱和,第二次是利用氮气的压力推进活塞运动,第三次是利用氮气的压力把脱气后的油压入配油缸中,使得配制标准油的成本降低,三次共用一个氮气瓶。
上述技术方案中具有如下有益效果:
(1)本发明的配油装置引入脱气缸,可以实现配油前将残油排出到脱气缸中,实现废油可循环利用;然后能够进行脱气(经过试验验证,脱气效率高,并不影响配油的准确性)、进标气、油气交换循环,从而实现准确配油。
(2)本发明的配油装置配油准确,不用离线色谱定值就可直接用于在线监测系统校验,且废油可循环利用,节省配油开支,更加环保。
(3)通过合理的管路设计以及对各部件的合理设置,本发明的配油装置结构紧凑,空间利用率高,综合成本较低。
附图说明
图1是标准油配制装置结构示意图。
图中:1-标气瓶;2-活塞式配油缸;2-1:油缸;2-2:气缸;3-脱气缸;4-循环泵;5-加热带;6-取样阀;7-排油阀;8-手动进气孔;9-氮气进气口;10-气体扩散头;11-多通阀;12-1稳压阀;12-2稳流阀;13-1稳压阀;13-2针形阀;13-3压力传感器;14~26依次为:第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀……第十三电磁阀;27~28-法兰;29-第十四电磁阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示,一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置,包括:标气单元箱体、配油单元箱体和控制中心服务器(例如:HP ProLiant DL360G5)。
所述标气单元箱体中设有7个装有不同标准气体的标气瓶1和第一单片机;
所述配油单元箱体中设有活塞式配油缸2、脱气缸3、循环泵4和第二单片机;其中,所述活塞式配油缸2包括油缸2-1、气缸2-2和活塞杆,活塞式配油缸2的结构和各部件的配合使用关系属于本领域技术人员公知的。
各个标气瓶1通过多通阀11与活塞式配油缸2中的油缸2-1的进气口相连,每个标气瓶1与多通阀11之间的通气管道上均设有一个第一电磁阀14,连接多通阀11与活塞式配油缸2中的油缸2-1的通气管道上依次设有稳压阀12-1、稳流阀12-2和第三电磁阀16,在稳流阀12-2与第三电磁阀16的通气管道之间设有一通气管道分支,该通气管道分支上设有第二电磁阀15。标气单元箱体中的各个电磁阀与第一单片机相连,控制各个电磁阀的开关,单片机以及单片机控制电磁阀属于本领域技术人员常规知晓的技术。
所述活塞式配油缸2中的油缸2-1与循环泵4通过第一管道构成一循环回路,该第一管道上设有两个电磁阀,位于循环泵4的两侧的管道上,分别为第十电磁阀23和第十一电磁阀24,该循环回路主要用于进行油气交换循环;
所述活塞式配油缸2中的油缸2-1还与脱气缸3通过第二管道构成一循环回路,具体方式是:活塞式配油缸2中油缸2-1的出口通过第九电磁阀22与脱气缸3的进口相连接,活塞式配油缸2中的油缸2-1的进口通过第八电磁阀21与脱气缸3的出口相连接。
所述活塞式配油缸2中的气缸2-2的一进氮气口通过通气管与氮气瓶相连,该通气管上设有第六电磁阀19,此管路的主要作用是:可以利用氮气的压力推动活塞运动,从而辅助活塞杆的运动,由于氮气成本低,可降低步进电机的耗能。
所述活塞式配油缸2的活塞杆连接步进电机,步进电机带动活塞杆做活塞运动。
所述活塞式配油缸2的外部缠绕有用于对活塞式配油缸2加热的加热带;其壁上还设有取样阀6和手动进气孔8。所述活塞式配油缸2中的气缸2-2的一出口连接的管道上设有第十四电磁阀29,可连通大气,排出氮气。
所述脱气缸3中的底部设有一个气体扩散头10(气体扩散头为烧结的结晶状氧化铝制成的砂芯球),该气体扩散头10通过通气管、氮气进气口9与氮气瓶相连(氮气瓶连接氮气阀,控制通气,图中未画出氮气阀和氮气瓶,但本领域技术人员可以常规知晓),所述通气管上连接有第五电磁阀18和稳压阀13-1、针形阀13-2、压力传感器13-3。所述脱气缸3的空白油进口依次通过第十三电磁阀26、循环泵4和第十二电磁阀25与空白油缸(图中未画出)相连。
所述脱气缸3的一氮气进气口通过通气管与所述氮气瓶相连通,该通气管上设有第四电磁阀17,此管路的主要作用是:脱气后的油注入到油缸2-1时,利用氮气的压力把油压入油缸2-1中,此处可节省了油泵。
为了节省空间和资源,该实施例采用一个氮气瓶和一个循环泵即可,使得结构紧凑。
所述脱气缸3的一出口连接的管道上设有第七电磁阀20。
所述脱气缸3设有排油阀7。
配油单元箱体中的各个电磁阀与第二单片机相连,控制各个电磁阀的开关。
所述控制中心服务器同时与标气单元箱体和配油单元箱体以蓝牙或网线的方式相互连接,通过标气单元箱体和配油单元箱体内部的单片机与控制中心服务器进行通讯和控制,此技术属于本领域技术人员熟知的技术手段,不再赘述。
通过本发明的装置配制标准油准确,不用离线色谱即可直接用于在线监测系统校验,且废油可循环利用。
采用本实施例中的装置,配制标准油的具体步骤如下:
(1)、排油:配油前首先将配油缸2中的残油排出到脱气缸3中,打开氮气阀和第六电磁阀19、第七电磁阀20、第九电磁阀22,由步进电机推动活塞杆将残油挤压出缸体,排油完全后关闭第六电磁阀19、第七电磁阀20和第九电磁阀22。
第六电磁阀19是与气缸2-2相连通的,打开它是为了利用氮气的压力使得活塞杆把油从配油缸排出到脱气缸3中。第七电磁阀20可连通大气,用于排出多余气体。
(2)、进油:脱气缸3中的配油量不够则需要添加空白油,将进油管道(连接第十二电磁阀25的管道)伸入到空白油中,打开第七电磁阀20、第十二电磁阀25、第十三电磁阀26,利用循环泵4的动力进行进油,进油完毕后关闭电磁阀第十二电磁阀25、第十三电磁阀26。
(3)、脱气:打开氮气阀和电磁阀18,向脱气缸3中通入氮气5~40min进行油品脱气及气体饱和,充氮结束后关闭第五电磁阀18和第七电磁阀20。
(4)、注油:将脱气后的油注入到配油缸2-1中,打开第四电磁阀17、第八电磁阀21、第十四电磁阀29,利用氮气的压力把油压入油缸2-1中,由内置液位计来计算进油体积,结束后关闭第四电磁阀17、第八电磁阀21、第十四电磁阀29。
(5)、清洗油缸:打开第十电磁阀23和第十一电磁阀24,利用循环泵4提供动力来清洗油缸,然后关闭第十电磁阀23和第十一电磁阀24,打开电磁阀第六电磁阀19、第七电磁阀20、第九电磁阀22,将清洗后的油注回脱气缸3中进行重新脱气,脱气步骤见第3条,脱气完成后再次注油到配油缸2中,方法见第4条。
(6)、进标气:待空白油进油完毕,打开所有标气瓶1的瓶阀,然后依次对每瓶标气进行清洗和进气。进标气1时打开第一电磁阀14和第二电磁阀15清洗管道,洗完后关闭电第二磁阀15,打开第三电磁阀16,标气按事先计算好的体积进入到配油缸2中,进气完成后关闭第三电磁阀16。然后按照这种方法依次进标气2、3……,直到7瓶标气全部进气完毕,通过加热带5将配油缸2中的液相和气相加热到50℃。
(7)、循环配油:打开第十电磁阀23和第十一电磁阀24,利用循环泵4进行油气交换循环,经过30~90min后关闭循环泵和第十电磁阀23、第十一电磁阀24,静置10~30min,使油气两相完全分离开。
(8)、排气:静置完成后打开氮气阀和第六电磁阀19、第七电磁阀20、第九电磁阀22,将配油缸2中的气体排出到脱气缸3中。配油缸2中的油即为配制好的标准油。
(9)、配油过程中标气所需体积的计算公式如下:
Xi·Cis=X·Cil/0.929·Ki+Vk·Cil/0.929 (1)
其中:Xi=Xi 0[323/(273+t)] (3)
Vk=Vk 0[1+0.0008(50–t)] (4)
式中:Xi——配油前标气i恒温到50℃时的体积,mL;
Xi 0——配制环境下标气i的进气体积,mL;
Cis——标准气i组分的浓度,μL/L;
X——配油平衡后气相总体积,mL。
Cil——20℃、101.325kP下配制出的标准油中溶解气体i组分浓度,μL/L;
Ki——气体i在常压下、50℃时的平衡分配系数;
Vk——配油平衡后标准油的体积,mL;
Vk 0——配制环境下加入空白油的体积,mL;
t——实验室温度,℃;
0.929——油中溶解气体浓度从50℃校正在20℃时的温度校正系数;
0.0008——绝缘油热膨胀系数,L/℃。
式中,Cis和Ki已知,Cil和Vk 0可以根据需求设定,联合公式(1)~(4)求解Xi,假设X=1,用公式(1)算出每种标气的Xi,然后算出如果则假设X=2,继续算出如果还是则假设X=3。依次类推,直到为止,以此时计算出来的Xi值作为标气i恒温50℃时的体积。然后联合公式(3)求出标气i的进气体积Xi 0
实验例1配油误差实验
如表1所示是采用实施例1中的装置配制的标准油的准确性误差试验数据,测得每种气体组分浓度的平均误差在10%以内,符合标准GB/T 17623-1998、GB/T 7252-2001和Q/GDW 540.2-2010对平行样品试验的重复性要求。由此可得,采用本发明的装置和方法配制得到的多种气体组分的标准油的准确性好。
表1不同理想浓度的配油误差试验结果
实验例2储油稳定性试验
采用实施例1中的装置进行配标准油,然后检测标准油的稳定性,储油稳定性试验结果如表2:
表2不同浓度标准油的储油稳定性试验结果
注:根据GB/T 17623-1998要求,误差限计算方式为:当油中溶解气体浓度大于10μL/L时,误差限为初始配置标准油中溶解气体含量的±10%;当油中溶解气体浓度小于等于10μL/L时,误差限为初始配置标准油中溶解气体含量的15%加两倍该组分气体最小检测浓度之和。当储存n天误差小于等于误差限时,表示该标准油能够稳定储存n天。
由表2可见,除H2外的其它气体在该配油容器中都能稳定储存30天,H2能稳定储存7天。GB/T 7252-2001和GB/T 7597-2007规定色谱样品从取样到分析不超过4天,试验结果表明,用配油容器直接保存完全能满足标准要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置,其特征是,包括:
标气单元、配油单元和控制中心服务器;
其中,所述标气单元包括若干个标气瓶和第一单片机,
所述配油单元包括活塞式配油缸、脱气缸、循环泵和第二单片机;
所述标气瓶通过进气管与活塞式配油缸相连通,所述进气管上设有若干个与第一单片机相连的电磁阀;
所述活塞式配油缸与循环泵通过第一管道构成一循环回路;
所述活塞式配油缸还与脱气缸通过第二管道构成一循环回路;
所述脱气缸中设有通过通气管与氮气瓶相连通的气体扩散头,所述脱气缸还设有空白油进口;
所述脱气缸还通过第三管道与所述氮气瓶相连通;
所述第一管道、第二管道、第三管道和通气管上均设有与第二单片机相连的电磁阀;
所述第一单片机和第二单片机接收控制中心服务器发出的指令分别控制标气单元和配油单元内部相应的电磁阀的开关进行控制。
2.如权利要求1所述的配制装置,其特征是:所述活塞式配油缸的外部缠绕有用于对活塞式配油缸加热的加热带。
3.如权利要求1所述的配制装置,其特征是:所述活塞式配油缸包括油缸、气缸和活塞杆;所述气缸的一进氮气口通过通气管与所述氮气瓶相连,该通气管上设有电磁阀。
4.如权利要求1所述的配制装置,其特征是:所述活塞式配油缸设有手动进气孔。
5.如权利要求1所述的配制装置,其特征是:所述控制中心服务器分别与标气单元和配油单元以蓝牙或网线的方式相互连接,通过标气单元和配油单元中的单片机与控制中心服务器进行通讯和控制。
6.如权利要求1所述的配制装置,其特征是:所述标气瓶的数量为至少7个。
7.采用权利要求1~6中任一项所述的油中溶解气体在线监测系统校验用标准油的配制装置的配制方法,其特征是:包括以下步骤:首先空白油进入脱气缸进行脱气和充氮饱和,然后进入活塞式配油缸中;再利用循环泵提供动力来清洗活塞式配油缸;最后标准气体按照计算好的气体进入活塞式配油缸中,油和气体加热到设定温度开始由循环泵循环油气混合配油,配油后排出剩余气体得到标准油。
8.如权利要求7所述的配制方法,其特征是:具体的,首先空白油通过空白油进口进入脱气缸中进行脱气和充氮饱和,然后利用氮气压力将脱气缸中的油通过所述第二管道压入活塞式配油缸中;再利用循环泵提供动力通过第一管道来清洗活塞式配油缸;最后标准气体按照计算好的气体进入活塞式配油缸中,油和气体加热到设定温度开始由第一管道和循环泵循环油气混合配油,配油后排出剩余气体得到标准油。
9.如权利要求7所述的配制方法,其特征是:具体的配制方法如下:
(1)排油:配油前,若是活塞式配油缸中留有残油,将残油排出到脱气缸中;
(2)进油:脱气缸中添加空白油至所需配油量;
(3)脱气:向脱气缸中通入氮气进行油品脱气及气体饱和;
(4)注油:利用氮气的压力将脱气后的油注入到活塞式配油缸中;
(5)清洗油缸:利用循环泵提供动力清洗油缸,将清洗后的油注回脱气缸进行重新脱气,脱气完成后再次注入活塞式配油缸中;
(6)进标气:待空白油进油完毕,依次对每瓶标气进行清洗和进气;
(7)循环配油:利用循环泵进行油气交换循环,使未溶解的气和油两相完全分开;
(8)排气:静置完成后,将活塞式配油缸中的气体排出到脱气缸中,配油缸中即为配制好的标准油。
10.如权利要求8所述的配制方法,其特征是:步骤(3)中,通入氮气的时间为5~40min;步骤(7)中,油气交换时间为30~90min,静置时间为10~30min。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108828193A (zh) * 2018-04-24 2018-11-16 辽宁石油化工大学 一种探究气体在石油中溶解度影响因素的方法及实验装置
CN109270188A (zh) * 2018-11-05 2019-01-25 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法
CN112378719A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 国电南京自动化股份有限公司 变压器标准油样配置装置及其配置方法
CN118687954A (zh) * 2024-08-29 2024-09-24 中国电力科学研究院有限公司武汉分院 全自动高精度含气油样配制方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002311006A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Hitachi Sci Syst Ltd 油中ガス分析装置用標準油作製装置
KR20110034904A (ko) * 2009-09-29 2011-04-06 한국전력공사 표준 절연유 제조 시스템 및 방법
CN103197708A (zh) * 2013-03-27 2013-07-10 国家电网公司 一种模拟变压器标准油样配制装置的温控系统
CN204065038U (zh) * 2014-06-30 2014-12-31 杭州申昊科技股份有限公司 一种标准油样配制装置
CN205301254U (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 成都佳信电气工程技术公司 在线色谱仪标定用标准油配制装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002311006A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Hitachi Sci Syst Ltd 油中ガス分析装置用標準油作製装置
KR20110034904A (ko) * 2009-09-29 2011-04-06 한국전력공사 표준 절연유 제조 시스템 및 방법
CN103197708A (zh) * 2013-03-27 2013-07-10 国家电网公司 一种模拟变压器标准油样配制装置的温控系统
CN204065038U (zh) * 2014-06-30 2014-12-31 杭州申昊科技股份有限公司 一种标准油样配制装置
CN205301254U (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 成都佳信电气工程技术公司 在线色谱仪标定用标准油配制装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱洪斌等: "变压器油中溶解气体色谱分析标准油配制装置的研发", 《中国电力》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108828193A (zh) * 2018-04-24 2018-11-16 辽宁石油化工大学 一种探究气体在石油中溶解度影响因素的方法及实验装置
CN109270188A (zh) * 2018-11-05 2019-01-25 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法
CN112378719A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 国电南京自动化股份有限公司 变压器标准油样配置装置及其配置方法
CN118687954A (zh) * 2024-08-29 2024-09-24 中国电力科学研究院有限公司武汉分院 全自动高精度含气油样配制方法和装置

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