CN109270188A - 变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力系统和技术领域，具体公开一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法。所述装置，包括平衡配油室，设有与所述平衡配油室的内壁密封、且在所述平衡配油室内具有滑动自由度的密封滑动组件，所述密封滑动组件将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段；空白油储罐，通过恒流泵与所述配油段的进油口连通；气体输入管线，一端与标准气源连通、另一端与所述配油段的相应进气口连通，所述气体输入管线上装配有定量标准气体体积的密封活塞组件。本发明提供的装置，能够快速配制出不同浓度的标准油样，且配制精度达到5％，可以获得具有高度重复性的标准油样，可以作为标准物质使用。

Description

变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法。
背景技术
近年来，网内输变电设备健康状况总体向好，但也连续出现诸如500KV骨干网架石北站3号主变A相、辛安站2号主变B相、特高压台泉1线电抗器突发性乙炔增长等故障，故障包括实质性缺陷、一些故障还发生在迎峰度夏等关键保电时段，供电方式难以调整，给电网安全稳定运行和可靠供电带来极大威胁，这些故障依靠局部放电等手段难以探测，其发展趋势依靠现有手段无法判断。目前安装的在线色谱准确性达到A类仅为三分之一左右，还有大量的110KV主变均未配备在线色谱，给变压器进行故障的诊断带来极大困难。
因此，开发一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法，用于快速检测变压器油中溶解气体在线监测装置的准确性至关重要，以此保证变压器油色谱运行数据的可靠性。
发明内容
针对现有在线色谱准确性差，变压器油色谱运行数据的可靠性低，导致变压器进行故障的诊断较为困难等问题，本发明提供一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，包括平衡配油室，设有与所述平衡配油室的内壁密封、且在所述平衡配油室内具有滑动自由度的密封滑动组件，所述密封滑动组件将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段，所述配油段与氮气源连通，所述压力平衡段与空气源连通；空白油储罐，通过恒流泵与所述配油段的进油口连通；气体输入管线，一端与标准气源连通、另一端与所述配油段的相应进气口连通，所述气体输入管线上装配有定量标准气体体积的密封活塞组件。
进一步地，所述平衡配油室的配油段与循环泵连通，用于循环油样。
进一步地，所述平衡配油室的压力平衡段内设有位移传感器，用于检测配油室内油样的体积。
进一步地，所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，还包括：
排气缓冲室，与所述配油段的出气口连通，内设有液位传感器。
进一步地，所述气体输入管线包括并联设置的第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线，以及通过阀门分别与所述第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线连通的总线，所述总线的出气端与所述配油段的相应进气口连通，
所述密封活塞组件装配在所述总线上；
所述总线上还设有气体排空口。
进一步地，所述平衡配油室设有出油口和取样口。
进一步地，所述平衡配油室设有压力传感器。
进一步地，所述平衡配油室外部设有电伴热带，电伴热带内为铂电阻，进行恒温控制，保证了配油过程的恒温条件，温度控制在50-70℃。
进一步地，所述密封活塞组件的活塞杆与直线步进电机连接。
相对于现有技术，本发明提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，可以模拟现场变压器正常、故障运行状况，快速配制出不同浓度的标准油样，且配制精度达到5％(误差)，采用恒流泵将空白油样注入平衡配油室。空白油样的注入体积可以很精确的控制，采用密封活塞组件恒压注入标准气体，确保标准气体注入量的准确性，在平衡配油室中恒温恒压进行配油，保证了配油精度，可以获得具有高度重复性的标准油样，配出的油样无需校准，可以作为标准物质使用，且平衡配油室的密封条件高于活塞式储油罐，配制好的标准油样长时间存放气体浓度偏移量极小，稳定性好。
本发明还提供了变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，包括以下步骤：
步骤一、配置一平衡配油室，在所述平衡配油室内设置一密封滑动组件，所述密封滑动组件根据两侧气压大小将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段；
步骤二、向所述配油段中注入空白油样，并通入氮气，对空白油样进行吹扫排空处理，向所述压力平衡段内通入空气，推动所述密封滑动组件向所述配油段滑动排出所述配油段内的氮气；
步骤三、配置气体输入管线，并在所述气体输入管线上装配一密封活塞组件，用相应标准气体对所述气体输入管线进行吹扫，然后向所述配油段输入由所述密封活塞组件进行定量的相应标准气体，得高浓度的基准油样；
步骤四、向所述配油段中注入第一体积的空白油样，得第一浓度标准油样，取出一定量的第一浓度标准油样；再向剩余的第一标准油样中注入第二体积的空白油样，得第二浓度标准油样；
依照步骤四的方法制得具有浓度梯度的系列标准油样。
下面对上述方法做进一步的解释说明：
进一步地，步骤三中，标准气体输入配油段后，通过循环泵恒温恒压条件下循环25-35min，静置15-25min。
进一步地，步骤三中，设有第一标准气体管线、第二标准气体管线、第三标准气体管线和第四标准气体管线，分别依次将相应标准气体定量注入至所述配油段内；其中所述第一标准气体管线与CH4、C2H2、C2H4和C2H6的混合气源连通，所述第二标准气体管线与H2气源连通，第三标准气体管线与CO气源连通，所述第四标准气体管线与CO2气源连通，由于采用了单组分和多组分混合标准气体的模式。解决了以往采用单组分标气配制标准油样过程复杂，配油时间长的问题，同时解决了混合多组分配制标气浓度范围有限的缺陷，采用混合标气和单组分标气的混合模式，优化了配气效率，兼顾了单组标气的浓度灵活性，同时提高了标准气体注入量的准确性。
进一步地，所述基准油样中标准气体的浓度为变压器油中各溶解气体组分含量注意值的n倍。
进一步地，步骤四中，空白油样作为稀释剂溶入所述初始标准油样后，恒温恒压下循环15-25min，静置5-15min。
相对于现有技术，本发明提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，方便快捷，能够控制空白油样的注入体积的精确性和标准气体注入量的准确性，保证了配油精度，可以获得具有高度重复性的标准油样，再注入空白油样可得到一系列同源多组分变压器油中溶解气体梯级浓度标准油样，可做为变压器油中溶解气体在线监测装置的到货检测基准油样，也可做为色谱校核比对的基准油样，有效提高在线色谱准确性和变压器油色谱运行数据的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置结构示意图；
其中，图中各附图标记：
10-平衡配油室；11-密封滑动组件；12-配油段；13-压力平衡段；14-氮气源；15-空气源；16-循环泵；17-位移传感器；20-空白油储罐；21-恒流泵；30-气体输入管线；31-标准气源；32-密封活塞组件；40-排气缓冲室；41-液位传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明实施例提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
变压器油中溶解气体标准油样的配制装置
请参照图1，所述装置包括平衡配油室10，设有与所述平衡配油室10的内壁密封、且在所述平衡配油室10内具有滑动自由度的密封滑动组件11，所述密封滑动组件11将所述平衡配油室10动态分隔为配油段12和压力平衡段13，所述配油段12进气口与氮气源14连通，所述压力平衡段13进气口与空气源15连通；空白油储罐20，通过恒流泵21与所述配油段12的进油口连通；气体输入管线30，一端与标准气源31连通、另一端与所述配油段12的相应进气口连通，所述气体输入管线30上装配有定量标准气体体积的密封活塞组件32。
实施例2
变压器油中溶解气体标准油样的配制装置
请参照图2，所述装置包括平衡配油室10，内设与所述平衡配油室10的内壁密封、且在所述平衡配油室10内具有滑动自由度的密封滑动组件11，所述密封滑动组件11将所述平衡配油室10动态分隔为配油段12和压力平衡段13，所述配油段12进气口与氮气源14连通，所述压力平衡段13进气口与空气源15连通，所述平衡配油室10的配油段12与循环泵16连通，用于循环油样，所述平衡配油室10的压力平衡段13内设有位移传感器17，用于检测配油段12内油样的体积；空白油储罐20，通过恒流泵21与所述配油段12的进油口连通；气体输入管线30，一端与标准气源31连通、另一端与所述配油段12的进气口连通，所述气体输入管线30包括并联设置的第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线，以及通过阀门分别与所述第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线连通的总线，所述总线的出气端与所述配油段的相应进气口连通，所述密封活塞组件32装配在所述总线上，所述总线上还设有气体排空口；排气缓冲室40，与所述配油段12的出气口连通，内设有液位传感器41，用于监测排出油样中氮气的程度；所述标准气源31、氮气源14、空气源15及排气缓冲室40与所述平衡配油室10的配油段12之间的管线上相应设有电磁阀。
实施例3
变压器油中溶解气体标准油样的配制方法
步骤一、配置一平衡配油室，在所述平衡配油室内设置一密封滑动组件，所述密封滑动组件根据两侧气压大小将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段；
步骤二、向所述配油段中注入空白油样，并通入氮气，对空白油样进行吹扫排空处理，向所述压力平衡段内通入空气，推动所述密封滑动组件向所述配油段滑动排出所述配油段内的氮气；
步骤三、配置气体输入管线，并联设有第一标准气体管线、第二标准气体管线、第三标准气体管线和第四标准气体管线，并在所述气体输入管线上装配一密封活塞组件，用相应标准气体对所述气体输入管线进行吹扫，然后向所述配油段输入由所述密封活塞组件进行定量的相应标准气体，通过循环泵恒温恒压条件下循环30min，静置20min，得高浓度的基准油样；
步骤四、向所述配油段中注入第一体积的空白油样，得第一浓度标准油样，取出一定量的第一浓度标准油样；再向剩余的第一标准油样中注入第二体积的空白油样，得第二浓度标准油样；
依照步骤四的方法制得具有浓度梯度的系列标准油样。
实施例4
变压器油中溶解气体标准油样的配制方法
(1)打开恒流泵向上述装置的平衡配油室的配油段中注入空白油样，通过调节进油时间控制注入配油室内的油的体积，通入氮气，对空白油样进行吹扫排空处理20min，向平衡配油室的压力平衡段内缓慢通入空气，使密封滑动组件向配油段滑动排出氮气，至排气缓冲室内的液位传感器有响应，关闭空气源使平衡配油室的配油段内的压力和大气压平衡；先将所述密封活塞组件调节到预设体积，用标准气体对密封活塞组件及相应气路进行吹扫处理，停止吹扫后，待密封活塞组件与环境大气压平衡后，推动密封活塞组件的活塞完成标准气体的注入，将预设固定体积的第一标准气体、第二标准气体、第三标准气体及第四标准气体分别注入配油段，启动循环泵，恒温恒压条件下循环30min，静置20min，得到高浓度的基准油样；
(2)将空白油样作为稀释剂，将第一体积的空白油样注入基准油样，恒温恒压下循环20min，静置10min，得第一浓度标准油样，取出一定量的第一浓度标准油样；再向剩余的第一标准油样中注入第二体积的空白油样，恒温恒压下循环20min，静置10min，得第二浓度标准油样；
依照上述步骤的方法制得具有浓度梯度的系列标准油样。
为了更好的说明本发明实施例提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法的特性，下面将通过实施例3或4制备的标准由样进行了相关分析测试，结果如表1、2所示。
表1
表2
由以上数据可得，本发明实施例中提供的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置及方法能够快速配制出不同浓度的标准油样，配制精度达到5％(误差)，可以获得具有高度重复性的标准油样，且配制好的标准油样长时间存放气体浓度偏移量极小，可以作为标准物质使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，其特征在于，包括：
平衡配油室，设有与所述平衡配油室的内壁密封、且在所述平衡配油室内具有滑动自由度的密封滑动组件，所述密封滑动组件将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段，所述配油段与氮气源连通，所述压力平衡段与空气源连通；
空白油储罐，通过恒流泵与所述配油段的进油口连通；
气体输入管线，一端与标准气源连通、另一端与所述配油段的相应进气口连通，所述气体输入管线上装配有定量标准气体体积的密封活塞组件。
2.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，其特征在于：所述平衡配油室的配油段与循环泵连通，用于循环油样。
3.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，其特征在于：所述平衡配油室的压力平衡段内设有位移传感器，用于检测配油室内油样的体积。
4.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，其特征在于，还包括：
排气缓冲室，与所述配油段的出气口连通，内设有液位传感器。
5.如权利要求1所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制装置，其特征在于：所述气体输入管线包括并联设置的第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线，以及通过阀门分别与所述第一标准气源管线、第二标准气源管线、第三标准气源管线及第四标准气源管线连通的总线，所述总线的出气端与所述配油段的相应进气口连通，
所述密封活塞组件装配在所述总线上；
所述总线上还设有气体排空口。
6.一种变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、配置一平衡配油室，在所述平衡配油室内设置一密封滑动组件，所述密封滑动组件根据两侧气压大小将所述平衡配油室动态分隔为配油段和压力平衡段；
步骤二、向所述配油段中注入空白油样，并通入氮气，对空白油样进行吹扫排空处理，向所述压力平衡段内通入空气，排出所述配油段内的氮气；
步骤三、配置气体输入管线，并在所述气体输入管线上装配一密封活塞组件，用相应标准气体对所述气体输入管线进行吹扫，然后向所述配油段输入由所述密封活塞组件进行定量的相应标准气体，得高浓度的基准油样；
步骤四、向所述配油段中注入第一体积的空白油样，得第一浓度标准油样，取出一定量的第一浓度标准油样；再向剩余的第一标准油样中注入第二体积的空白油样，得第二浓度标准油样；
依照步骤四的方法制得具有浓度梯度的系列标准油样。
7.如权利要求6所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，其特征在于：步骤三中，标准气体输入配油段后，通过循环泵恒温恒压条件下循环25-35min，静置15-25min。
8.如权利要求6所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，其特征在于：步骤三中，设有第一标准气体管线、第二标准气体管线、第三标准气体管线和第四标准气体管线，分别依次将相应标准气体定量注入至所述配油段内；其中所述第一标准气体管线与CH4、C2H2、C2H4和C2H6的混合气源连通，所述第二标准气体管线与H2气源连通，第三标准气体管线与CO气源连通，所述第四标准气体管线与CO2气源连通。
9.如权利要求6所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，其特征在于：所述基准油样中标准气体的浓度为变压器油中各溶解气体组分含量注意值的n倍。
10.如权利要求6所述的变压器油中溶解气体标准油样的配制方法，其特征在于：步骤四中，空白油样作为稀释剂溶入所述初始标准油样后，恒温恒压下循环15-25min，静置5-15min。
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