CN111307984B - 绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统。本发明包括参考油样配制储存子系统、定值子系统、计算模块、等级评定模块和校准模块；对某一参考油样，在线监测装置和定值子系统同时检测参考油样中溶解气体组分含量，在线监测装置得到的数据作为检测值，定值子系统得到的数据作为参考值，利用计算模块计算被校仪器在线监测装置的检测值均值、重复性标准差、重复性相对标准差，计算参考值均值、绝对误差、相对误差，并用等级评定模块进行等级评定；如果在线监测装置的评估等级低于A级，且参考油样的检测值和参考值相关系数在0.99以上，通过校准模块进行校准。本发明可以实现绝缘油中溶解气体组分在线监测装置高效、精确的现场校准。
Description
技术领域
本发明属于变压器绝缘油在线监测领域，具体地说是一种绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统。
背景技术
监测变压器状态，及早发现并排除变压器可能存在的故障，已成为保障供电可靠性的重要手段之一。通过油中溶解气体分析技术(Dissolved Gas Analysis-DGA)定性、定量分析变压器油中溶解气体的组分和含量，可发现变压器内部存在的潜伏性故障。实验室油中溶解气体分析是间隔一定时间的周期性分析，存在着监测的不及时性，对故障发展快或突发性故障容易漏检，难以预防此类事故的发生。
为解决实验室不能实时监测，耗费大量的人力资源的问题，绝缘油中溶解气体在线色谱监测装置得到广泛应用。
绝缘油中溶解气体在线监测技术从20世纪70年代始得到了较大的发展和进步，检测对象从单氢、可燃气总量发展到六组分、七组分，甚至九组分；检测器从可燃气体传感器发展到半导体传感器、微型热导传感器、氦离子传感器、光声光谱检测器、傅立叶红外光谱传感器；在线监测装置从简单的气敏检测系统发展到气相色谱仪，最近出现不需色谱柱和载气的光声光谱、傅立叶红外光谱、激光检测系统。
由于绝缘油中溶解气体在线监测装置检测误差大，故障误报、漏报率高，为解决这些问题，在线监测装置的校准显得尤为重要。
油中溶解气体在线监测装置的现场校验工作主要过程和原理是：首先配制不同浓度的工作油样，将待校验的绝缘油中溶解气体在线监测装置与工作油样罐体的进、出口连接，检测该系列工作油样，同时人工取样、实验室绝缘油色谱仪的检测，实验室色谱仪的检测结果作为参考值，最后将在线监测装置的检测结果与参考值比较，评价在线监测装置的检测误差。
由于在线监测装置的检测周期一般为2小时(有些采用膜脱气的设备，检测周期为4小时)，重复性试验需重复检测6次，一般需开展低、中、高三个标准油样的校验，整个校验过程耗时长，需要人员24小时不间断取样检测，现场检测完成后，需人工进行计算、评估、出具检验报告。校验结果不理想的，需对仪器采取处理措施后重新开展校验，劳动强度大、工作效率低。
目前，现场校验工作全面的开展迫切需要解决工作量大、效率下的问题。
现阶段现场校验工作一般是配制好参考油样，接入待校在线监测设备，取油样实验室离线分析，与在线监测设备测试结果进行比对，校验需接入多种不同浓度参考油样，测试完毕后按照行业标准进行评定，无后续现场校准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，以实现绝缘油中溶解气体组分在线监测装置高效、精确的现场校准。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，包括参考油样配制储存子系统、用于在线精确检测参考油样中溶解气体组分含量的定值子系统、计算模块、等级评定模块和校准模块；
所述参考油样配制储存子系统包括高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸，所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均连接一标气管路、一油循环管路、一进油管路和一载气管路，分别用于配制高浓度、中浓度和低浓度参考油样；所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸的标气管路连接标准气瓶，通过载气通入对应的油缸中；所述的油循环管路用于油缸中油的循环，进油管路用于向油缸提供油样；所述的载气管路提供载气；
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均包括油缸，所述油缸内设有活塞、油压检测传感器、气压检测传感器和温度传感器，活塞的外端部上设有油缸行程传感器；油压检测传感器和温度传感器位于油缸有油的一侧，气压检测传感器位于油缸无油的一侧，该侧还通过第一电磁阀和第二电磁阀与一正负压泵连接，第一电磁阀与第二电磁阀并联；
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸共用一套定值子系统，所述的定值子系统采用取样管路与油缸连接，用于检测相应油缸内参考油样中的气体浓度；所述的取样管路还用于并联被校准的在线监测装置，使油缸内参考油样进入在线监测装置内；
对某一参考油样，在线监测装置和定值子系统同时检测绝缘油中溶解气体某组分的含量，得到一组检测值xi、yi，其中xi为在线监测装置的检测结果，yi为定值子系统的检测结果，在线监测装置得到的数据作为检测值，定值子系统得到的数据作为参考值，利用计算模块计算被校仪器在线监测装置的检测值均值、重复性标准差、重复性相对标准差，计算参考值均值、绝对误差、相对误差，并用等级评定模块进行等级评定；
如果在线监测装置的评估等级低于A级，且其相关系数在0.99以上，通过校准模块进行校准；所述的校准模块采取过原点或不过原点的最小二乘法进行曲线拟合得到校准曲线，将在线监测装置的直接测试结果经校准曲线校准至精密度符合要求的检测数据。
当在线监测装置运行稳定及线性好的前提下，可以通过数据处理的方式修正在线监测装置的检测精密度，在线监测装置无需再进行参考油样校准，在线监测装置也无需进行参数调整，直接在监控平台上显示实际测试值和修正后的测试值。
待校准在线监测装置可同时接1-3台，校准期间可接入自动赋值系统同步检测或人工取样实验室检测赋值，即定值子系统可采用自动赋值系统同步检测或人工取样实验室检测赋值来替代。
进一步地，所述的定值子系统包括脱气模块和用于检测油样中气体含量的检测器模块；
所述的脱气模块包括脱气缸和用于带动脱气缸活塞移动的电机；通过电机动作使脱气缸中的气体与油样分离，并通过定量管定量传输至色谱柱箱模块，并传输至检测器模块；所述的色谱柱箱模块包含色谱恒温柱箱和TCD检测器，将接收气体样品通过内部并联的双色谱柱进行色谱分离，并输送给检测器模块；检测器模块包含FID检测器和Ni催化转化炉，通过FID检测器和Ni催化转化炉将色谱分离后组分浓度转换为电信号反馈给控制器，控制器对电信号进行放大和模数转换处理后传输至色谱分析工作站，进行数据处理，得到最终色谱分析数据。
所述的定值子系统采用了一次进样、双柱并联、多个检测器的色谱流程，就地检测三个油缸内参考油样中气体的浓度，以达到与实验室色谱仪相媲美的检测精密度。
进一步地，所述油缸的底部设有用于加热油缸的加热膜，使油缸油样温度到达设定温度。
进一步地，所述的油循环管路中设有一除油器和一循环泵，该除油器还连接一排气支路，所述的除油器内置液位传感器。参考油样配置完成后，所述的排气支路排放参考油样上方多余的气体。当油缸内的油样液位上升到顶部时，利用液位传感器监测油样液位，排气支路停止排气。
更进一步地，所述的排气支路中设有第三电磁阀、第四电磁阀、六通切换阀和实验室用色谱分析仪，第三电磁阀的输出端、第四电磁阀的输入端和实验室用色谱分析仪的输入端与六通切换阀连接，通过六通切换阀的切换来实现取样和排气；第三电磁阀的输入端与除油器的输出端连接。通过实验室用色谱分析仪来分析气体中的含量。此部分的结构设置考虑在排气过程中进行气体含量的检测。
更进一步地，所述的排气支路中设有第三电磁阀，第三电磁阀的输入端与除油器的输出端连接。此部分的结构设置只考虑排气。
进一步地，所述的标气管路包括依次连接的第一减压阀、第五电磁阀和微型气缸，通过微型气缸来控制通入的气量。
进一步地，所述的载气管路包括依次连接的氮气瓶、第二减压阀、稳流阀和第六电磁阀。通过减压阀来降压，通过稳流阀稳定气体压力，通过电磁阀来控制通断。
进一步地，所述定值子系统的前、后分别设有第七电磁阀和第八电磁阀。通过电磁阀的开关实现定值子系统的接通或断开。
进一步地，所述取样管路靠近被测在线监测装置处设有第九电磁阀和第十电磁阀，通过电磁阀的开关实现被测在线监测装置的接入或断开。
本发明具有以下有益效果：
本发明的参考油样配制储存子系统能配制满足多台仪器校准要求的目标参考油样浓度，并能在一定时间内稳定储存而浓度不会变化。
本发明能计算被校仪器的均值、重复性标准差、重复性相对标准差、参考值均值、绝对误差、相对误差，并能依据评估原则进行等级评定。
本发明依据被校仪器的检测数据以及参考数据(即定值子系统的检测数据)，进行曲线拟合，并在监控系统中同时显示原生检测结果以及再校准后的检测结果，实现了减小误差、提高检测准确度的目的。
附图说明
图1是本发明参考油样配制储存子系统的示意图；
图2是本发明定值子系统的结构示意图；
图3是本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明为一种绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，包括参考油样配制储存子系统、用于在线精确检测参考油样中溶解气体组分含量的定值子系统、计算模块、等级评定模块和校准模块，如图3所示。
所述参考油样配制储存子系统包括高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸，所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均连接一标气管路、一油循环管路、一进油管路和一载气管路，分别用于配制高浓度、中浓度和低浓度参考油样；所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸的标气管路连接标准气瓶，通过载气通入对应的油缸中；所述的油循环管路用于油缸中油的循环，进油管路用于向油缸提供油样；所述的载气管路提供载气。
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均包括油缸15，所述油缸15内设有活塞、油压检测传感器11、气压检测传感器12和温度传感器13，活塞的外端部上设有油缸行程传感器14；油压检测传感器11和温度传感器13位于油缸15有油的一侧，气压检测传感器12位于油缸15无油的一侧，该侧还通过第一电磁阀29和第二电磁阀30与正负压泵31连接，第一电磁阀29与第二电磁阀30并联。
高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸分别配制高浓度、中浓度和低浓度参考油样，只是浓度不同，系统的结构及组成相同，故在图1中表示了一个油缸，它可以是高浓度油缸、中浓度油缸或低浓度油缸。
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸共用一套定值子系统10，所述的定值子系统10采用取样管路与油缸连接，用于检测相应油缸内参考油样中的气体浓度；所述的取样管路还用于并联被测的在线监测装置，使油缸内参考油样进入在线监测装置内。
所述油缸15的底部设有用于加热油缸的加热膜26。
所述的油循环管路中依次设有除油器8、第十二电磁阀3和循环泵9，该除油器8还连接一排气支路，所述的除油器8内置液位传感器。
所述的排气支路中设有第三电磁阀4、第四电磁阀5、六通切换阀6和实验室用色谱分析仪7，第三电磁阀4的输出端、第四电磁阀5的输入端和实验室用色谱分析仪7的输入端与六通切换阀6连接，通过六通切换阀6的切换来实现取样和排气；第三电磁阀4的输入端与除油器8的输出端连接。
所述的标气管路包括依次连接的标准气体瓶24、第一减压阀25、第五电磁阀33、微型气缸28和第十一电磁阀27。
所述的载气管路包括依次连接的氮气瓶22、第二减压阀23、稳流阀21和第六电磁阀20。
所述的进油管路上设有进油泵19和第十三电磁阀18。
所述定值子系统的前、后分别设有第七电磁阀2和第八电磁阀16，所述取样管路靠近被测在线监测装置处设有第九电磁阀1和第十电磁阀17。
对某一参考油样，在线监测装置和定值子系统同时检测绝缘油中溶解气体某组分的含量，得到一组检测结果xi、yi，其中xi为在线监测装置检测结果，yi为定值子系统检测结果，利用计算模块计算被校仪器在线监测装置检测值的均值、重复性标准差、重复性相对标准差，计算参考值均值、绝对误差、相对误差，并用等级评定模块(内置评估原则，见表1)进行A、B、C、D(不合格)等级评定。
计算模块采用的公式如下：
均值：
重复性标准差：
重复性相对标准差：
参考值均值：
绝对误差：
相对误差：
表1：多组分在线监测装置测量误差要求
在线监测装置和定值子系统测试一组参考油样，得到某气体组分含量的一组均值
为在线监测装置的检测均值，
为定值子系统的检测均值，如果通过前面的评估，检测误差大，达不到A级，甚至不合格，但在线监测装置的性能稳定，并且与定值检测结果的线性较好以及参考数据如果相关性较好，即相关系数
大于0.99，可通过校准模块进行校准；所述的校准模块采用过原点或不过原点的最小二乘法进行曲线拟合，得到校准曲线
并在监控系统中同时显示原生检测结果
以及再校准后的检测结果
实现减小误差，提高准确度的目的。
如图2所示，所述的定值子系统包括脱气模块和用于检测油样中气体含量的检测器模块；所述的脱气模块包括脱气缸和用于带动脱气缸活塞移动的电机；通过电机动作使脱气缸中的气体与油样分离，并通过定量管定量传输至色谱柱箱模块，并传输至检测器模块；所述的色谱柱箱模块包含色谱恒温柱箱和TCD检测器，将接收气体样品通过内部并联的双色谱柱进行色谱分离，并输送给检测器模块；检测器模块包含FID检测器和Ni催化转化炉，通过FID检测器和Ni催化转化炉将色谱分离后组分浓度转换为电信号反馈给控制器，控制器对电信号进行放大和模数转换处理后传输至色谱分析工作站，进行数据处理，得到最终色谱分析数据。热导检测器TCD检测H2、氢焰检测器FID1检测CH4、C2H4、C2H6、C2H2，氢焰检测器FID2检测CO、CO2。
本发明的参考油样配制方法，本方法是基于顶空色谱法原理(分配定律)。即在一恒温恒压条件下的油样与洗脱气体构成的密闭系统内，使油中溶解气体在气、液两相达的分配平衡。根据分配定律和物料平衡原理计算配置参考油样所需标气体积。
Cil＝Ki×Cig
Cis×Vs+Cil0×Vl＝Vl×Cil+Vg×Cig
式中，
Ki—试验温度下，气、液平衡后溶解气体i组分的分配系数(或称气体溶解系数)，
Cil一平衡条件下，溶解气体i组分在液体中的浓度，uL/L，
Cig—平衡条件下，溶解气体i组分在气体中的浓度，uL/L，
Cis—七组分混合标气中i组分的浓度，uL/L，
Cil0—油中i组分的初始浓度，uL/L，
Vg—平衡条件下，气体的体积，ml，
Vl—平衡条件下，绝缘油的体积，ml，
Vs—标准气压下，标准气体的体积，ml，
其绝缘油中溶解气体组分含量的定值方法有理论计算法、平衡气体计算法、在线色谱定值法、离线取样定值法。
(1)理论计算法
依据公式
计算绝缘油中溶解气体组分含量。
(2)平衡气体计算法
在一恒温恒压条件下的油样与洗脱气体构成的密闭系统内，使油中溶解气体在气、液两相达到分配平衡。根据分配定律公式Cil＝Ki×Cig，通过检测平衡后气相浓度，计算得到油中气体浓度。
本实施例中，循环溶解过程中可以将缸内的气体通过六通阀切换到实验室用气相色谱仪中检测，判断是否油气达到平衡状态，若气相浓度不变则达到平衡状态，即可通过计算得到油中各组分的浓度。
(3)在线色谱定值法
本发明中油样接入定值子系统，通过在线检测，可准确分析油缸内油样浓度。
(4)取样实验室检测(离线取样定值法)
本发明中留有取样接口，可抽取油缸内油样，进行实验室离线测试，具体测试方法参照GB/T 17623-2008绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法，准确得出油样中各组分浓度。
本发明参考油样配制储存子系统的工作过程如下：
1)油样配制
根据配置的浓度计算出所需混合标气的体积，确定微型气缸28定量标气的次数；
控温开始，油缸的温度传感器13稳定在50℃左右，将空白油接入进油泵19，打开进油泵19，第十三电磁阀18，第一电磁阀29，开始进油，实时检测油缸行程传感器14的位置，当到达补油结束位置时，关闭进油泵19，第十三电磁阀18，第一电磁阀29。
打开正负压泵31，第一电磁阀29，拉动活塞向右移动，实时检测油缸行程传感器14的位置，当活塞到达最右端时，关闭正负压泵31，第一电磁阀29。
打开第五电磁阀33十秒，待微型气缸28内全部充满带压混合标气后，关闭第五电磁阀33，打开电磁阀32两秒，使混合标气恢复到常压，然后关闭电磁阀32，打开第十一电磁阀27，待微型气缸28内标气全部充入到油缸15内时，关闭第十一电磁阀27；根据定量标气次数循环重复以上动作直到结束。
标气定量结束后，打开第六电磁阀20，实时检测油压检测传感器11的值，待油缸内压力接近常压(压力可设置)时，关闭第六电磁阀20。
打开第十二电磁阀3，循环泵9，开始油气混合溶解(循环时间可设置)，循环结束后关闭第十二电磁阀3，循环泵9，静置一段时间(静置时间可设置)。静置时间到后，打开第三电磁阀4，第四电磁阀5，将平衡状态下的气体充入定量管中，经过六通切换阀6将气体切到实验室用色谱分析仪7中检测，将检测的结果通过设定的温度，压力下的奥斯特瓦尔德系数换算得到油中的浓度；
打开第三电磁阀4，第四电磁阀5，第二电磁阀30，正负压泵31，将油缸内的气体排出，待除油器8检测到气体已排完，关闭第三电磁阀4，第四电磁阀5，第二电磁阀30，正负压泵31，油缸内仅留有配好的油样，达到单相贮存的效果。
本实施例使用一瓶七组分混合标气配制三种参考油样，参考油样满足“DL/T1498.2-2016变电设备在线监测装置技术规范第2部分：变压器油中溶解气体在线监测装置”8.5b的规定，具体如下：
低浓度参考油样：总烃含量小于10μL/L，其中乙炔(C2H2)接近最低检测限值0.5μL/L(允许偏差≤0.5μL/L)；
中浓度参考油样：总烃含量介于10μL/L～150μL/L之间；
高浓度参考油样：总烃含量介于150μl/L和最高检测限值两者之间。
配制参数：油缸总体积15L，其中油相11L，气相4L，配制三种浓度定量标气体积分别为100ml；1000ml，2500ml。
表1：低浓度油样配制
表2：中浓度油样配制
表3：高浓度油样配制
从上面的数据可以看出：氢、烃类低浓度配制的绝对误差小于2.5μL/L；高、中浓度配制相对误差不超过17％。油气循环约120min，油气两相达到平衡。
本发明三个油缸同时可稳定存储参考工作油样，放置10天，中、高浓度的相对标准偏差不超过5％，低浓度的标准偏差不超过11％。
表4：低浓度的稳定性数据
| 检测日期 | H<sub>2</sub> | CH<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> | 总烃 | CO | CO<sub>2</sub> |
| 2019.11.13 | 5.74 | 1.85 | 2.12 | 1.97 | 0.37 | 6.31 | 7.33 | 471.8 |
| 2019.11.14 | 5.16 | 1.66 | 2.1 | 1.82 | 0.33 | 5.91 | 6.16 | 467.59 |
| 2019.11.15 | 5.44 | 1.73 | 2.29 | 1.92 | 0.36 | 6.3 | 6.7 | 460.18 |
| 2019.11.16 | 5.08 | 1.6 | 2.03 | 1.81 | 0.32 | 5.76 | 5.75 | 454.07 |
| 2019.11.17 | 6.16 | 1.76 | 2.63 | 2.15 | 0.39 | 6.93 | 7.01 | 467.02 |
| 2019.11.18 | 5.36 | 1.65 | 2.41 | 2.00 | 0.34 | 6.4 | 6.29 | 474.12 |
| 2019.11.19 | 5.44 | 1.65 | 1.93 | 1.71 | 0.29 | 5.58 | 5.58 | 493.4 |
| 2019.11.20 | 5.52 | 1.62 | 2.06 | 1.79 | 0.32 | 5.79 | 6.19 | 475.58 |
| 2019.11.21 | 5.71 | 1.67 | 1.96 | 1.72 | 0.32 | 5.67 | 6.55 | 488.74 |
| 2019.11.22 | 6.06 | 1.73 | 2.4 | 2 | 0.35 | 6.48 | 7.31 | 490.16 |
| 均值 | 5.57 | 1.69 | 2.19 | 1.89 | 0.34 | 6.11 | 6.49 | 474.27 |
| 标准偏差 | 0.35 | 0.08 | 0.23 | 0.14 | 0.03 | 0.44 | 0.61 | 13.08 |
| 相对标准偏差 | 6.35 | 4.46 | 10.44 | 7.52 | 8.62 | 7.13 | 9.35 | 2.76 |
表5：中浓度的稳定数据
| 检测日期 | H<sub>2</sub> | CH<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> | 总烃 | CO | CO<sub>2</sub> |
| 2019.11.13 | 61.21 | 23.25 | 29.13 | 29.95 | 6.11 | 88.44 | 116.42 | 771.34 |
| 2019.11.14 | 59.5 | 22.81 | 28.64 | 29.52 | 6.04 | 87.01 | 112.73 | 765.24 |
| 2019.11.15 | 55.64 | 22.24 | 27.41 | 28.26 | 5.72 | 83.63 | 109.94 | 756.47 |
| 2019.11.16 | 57.75 | 22.56 | 28.54 | 29.4 | 6.01 | 86.51 | 110.81 | 758.8 |
| 2019.11.17 | 56.99 | 22.16 | 27.44 | 28.59 | 5.81 | 84 | 111.38 | 769.96 |
| 2019.11.18 | 53.58 | 20.96 | 26.04 | 27.19 | 5.51 | 79.7 | 103.13 | 766.58 |
| 2019.11.19 | 54.82 | 21.85 | 27.02 | 28.18 | 5.8 | 82.85 | 105.95 | 772.2 |
| 2019.11.20 | 53.88 | 21.66 | 27.19 | 28.22 | 5.82 | 82.89 | 103.5 | 762.82 |
| 2019.11.21 | 53.04 | 22.6 | 28.43 | 29.26 | 5.99 | 86.28 | 105.75 | 773.56 |
| 2019.11.22 | 53.23 | 22.39 | 27.3 | 28.39 | 5.84 | 83.92 | 106.98 | 788.66 |
| 均值 | 56.27 | 22.23 | 27.76 | 28.73 | 5.87 | 84.59 | 108.85 | 766.33 |
| 标准偏差 | 2.82 | 0.68 | 0.99 | 0.87 | 0.19 | 2.70 | 4.52 | 6.05 |
| 相对标准偏差 | 5.00 | 3.06 | 3.55 | 3.02 | 3.21 | 3.19 | 4.15 | 0.79 |
表6：高浓度的稳定数据
| 检测日期 | H<sub>2</sub> | CH<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> | C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> | 总烃 | CO | CO<sub>2</sub> |
| 2019.11.13 | 174.62 | 64.61 | 95.33 | 97.68 | 19.28 | 276.9 | 329.91 | 1,674.88 |
| 2019.11.14 | 174.99 | 64.18 | 99.3 | 98.47 | 19.38 | 281.33 | 326.77 | 1,665.29 |
| 2019.11.15 | 171.29 | 65.89 | 97.01 | 97.08 | 19.21 | 279.19 | 344.81 | 1,650.91 |
| 2019.11.16 | 172.39 | 62.77 | 91.21 | 92.66 | 18.77 | 265.41 | 318.91 | 1,604.71 |
| 2019.11.17 | 183.07 | 59.46 | 91.8 | 92.65 | 18.42 | 262.33 | 319.65 | 1,610.18 |
| 2019.11.18 | 172.98 | 62.43 | 90.07 | 92.14 | 18.18 | 262.82 | 323.66 | 1,597.78 |
| 2019.11.19 | 182.37 | 62.49 | 93.73 | 93.99 | 18.83 | 269.04 | 327.04 | 1,646.55 |
| 2019.11.20 | 171.7 | 59.46 | 93.26 | 92.36 | 17.58 | 262.66 | 304.85 | 1,544.53 |
| 2019.11.21 | 174.35 | 66.51 | 96.17 | 96.81 | 19.13 | 278.62 | 343.73 | 1,661.12 |
| 2019.11.22 | 181.9 | 65.95 | 94.36 | 96.2 | 19.35 | 275.86 | 337.85 | 1,683.58 |
| 均值 | 175.31 | 63.09 | 94.21 | 94.87 | 18.75 | 270.92 | 326.59 | 1628.44 |
| 标准偏差 | 4.40 | 2.51 | 3.00 | 2.59 | 0.60 | 8.01 | 12.38 | 42.27 |
| 相对标准偏差 | 2.51 | 3.97 | 3.18 | 2.73 | 3.18 | 2.96 | 3.79 | 2.60 |
2)参考油样浓度定值检测
打开第七电磁阀2，第八电磁阀16，第二电磁阀30，实时检测气压检测传感器12的值，使气压传感器12的值稳定在130Kpa-170Kpa之间(可设置)，低于130Kpa，打开正负压泵31，高于170Kpa关闭正负压泵31。启动定值子系统10或人工采取油样，准确分析油缸15内油样的浓度。
3)在线监测装置接入
打开第九电磁阀1，第十电磁阀17，第二电磁阀30，实时检测气压检测传感器12的值，使气压传感器12的值稳定在130Kpa-170Kpa之间(可设置)，低于130Kpa，打开正负压泵31，高于170Kpa关闭正负压泵31。在线监测装置可接入开始工作。
应用例
依据上述方法，安兰1线高抗A相的现场校验结果评估如表7所示：
表7：安兰1线高抗A相评估表
从上表的结果看：准确度评估等级不理想，相当多的B、C级，甚至有D级的。
依据低、中、高三组数据进行曲线拟合，校准的结果如表8所示：
表8：安兰1线高抗A相再评估结果(三点曲线拟合)
从表8看，三组数据的相关系数R0.99以上，相关性较好，重新校准后，中高浓度的绝对误差不超过13％，全部为A级，低浓度的误差也减少了，准确度提高了，没有D级了。
依据低、中、高三组校准数据和原点(0，0)四组数据进行曲线拟合，校准的结果如表9所示：
表9：安兰1线高抗A相再评估结果(四点曲线拟合)
四对数据的相关系数R0.99以上，相关性好，经四点校准后，除氢气低浓度的准确度为B级，其余为A级。
综合表7-9：如果在线监测装置的校准误差大，评估等级低，如果仪器检测器的线性较好，可以采取过原点或不过原点的最小二乘法进行曲线拟合，将在线监测装置的直接测试结果经校准曲线(公式)校准至精密度高的检测数据。如上例中氢气采用不过原点的三点回归直线，其他组分采用过原点的三点回归曲线，经校准后都可以达到A级。
从上述表格可以看出，仪器性能稳定，成线性关系，可以采取三点或四点进行曲线拟合，可以实现减小误差，提高准确度等级。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，包括参考油样配制储存子系统、用于在线精确检测参考油样中溶解气体组分含量的定值子系统、计算模块、等级评定模块和校准模块；其特征在于，
所述参考油样配制储存子系统包括高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸，所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均连接一标气管路、一油循环管路、一进油管路和一载气管路，分别用于配制高浓度、中浓度和低浓度参考油样；所述高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸的标气管路连接标准气瓶，通过载气通入对应的油缸中；所述的油循环管路用于油缸中油的循环，进油管路用于向油缸提供油样；所述的载气管路提供载气；
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸均包括油缸，所述油缸内设有活塞、油压检测传感器、气压检测传感器和温度传感器，活塞的外端部上设有油缸行程传感器；油压检测传感器和温度传感器位于油缸有油的一侧，气压检测传感器位于油缸无油的一侧，油缸无油的一侧还通过第一电磁阀和第二电磁阀与一正负压泵连接，第一电磁阀与第二电磁阀并联；
所述的高浓度油缸、中浓度油缸和低浓度油缸共用一套定值子系统，所述的定值子系统采用取样管路与油缸连接，用于检测相应油缸内参考油样中的气体浓度；所述的取样管路还用于并联被校准的在线监测装置，使油缸内参考油样进入在线监测装置内；
对某一参考油样，在线监测装置和定值子系统同时检测绝缘油中溶解气体某组分的含量，得到一组检测值x i 、y i ，其中x i 为在线监测装置的检测结果，y i 为定值子系统的检测结果，在线监测装置得到的数据作为检测值，定值子系统得到的数据作为参考值，利用计算模块计算被校仪器在线监测装置的检测值均值、重复性标准差、重复性相对标准差，计算参考值均值、绝对误差、相对误差，并用等级评定模块进行等级评定；
所述的校准模块基于检测值x i 、y i ，采取过原点或不过原点的最小二乘法进行曲线拟合得到校准曲线，如果在线监测装置的评估等级低于A级，且校准曲线的相关系数在0.99以上，通过校准模块进行校准；将在线监测装置的直接测试结果经校准曲线校准至精密度符合要求的检测数据。
2.根据权利要求1所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的定值子系统包括脱气模块和用于检测油样中气体含量的检测器模块；
所述的脱气模块包括脱气缸和用于带动脱气缸活塞移动的电机；通过电机动作使脱气缸中的气体与油样分离，并通过定量管定量传输至色谱柱箱模块，并传输至检测器模块；所述的色谱柱箱模块包含色谱恒温柱箱和TCD检测器，将接收气体样品通过内部并联的双色谱柱进行色谱分离，并输送给检测器模块；检测器模块包含FID检测器和Ni催化转化炉，通过FID检测器和Ni催化转化炉将色谱分离后组分浓度转换为电信号反馈给控制器，控制器对电信号进行放大和模数转换处理后传输至色谱分析工作站，进行数据处理，得到最终色谱分析数据。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述油缸的底部设有用于加热油缸的加热膜。
4.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的油循环管路中设有一除油器和一循环泵，该除油器还连接一排气支路，所述的除油器内置液位传感器。
5.根据权利要求4所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的排气支路中设有第三电磁阀、第四电磁阀、六通切换阀和实验室用色谱分析仪，第三电磁阀的输出端、第四电磁阀的输入端和实验室用色谱分析仪的输入端与六通切换阀连接，通过六通切换阀的切换来实现取样和排气；第三电磁阀的输入端与除油器的输出端连接。
6.根据权利要求4所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的排气支路中设有第三电磁阀，第三电磁阀的输入端与除油器的输出端连接。
7.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的标气管路包括依次连接的第一减压阀、第五电磁阀和微型气缸。
8.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述的载气管路包括依次连接的氮气瓶、第二减压阀、稳流阀和第六电磁阀。
9.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述定值子系统的前、后分别设有第七电磁阀和第八电磁阀。
10.根据权利要求1或2所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置现场校准系统，其特征在于，所述取样管路靠近被测在线监测装置处设有第九电磁阀和第十电磁阀。
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