CN115184558A - 一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法及系统，其中方法包括依次执行下述步骤：步骤S11，采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；步骤S12，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；步骤S13，将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；步骤S14，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；步骤S15，将所述检测气体回充至所述设备气室。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备运维检测技术领域 ，更具体地，涉及一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法及系统。
背景技术
六氟化硫（SF6）气体具有优异的绝缘和灭弧性能，被广泛应用于电力设备中，但SF6气体具有强温室效应，全球变暖潜值（GWP）是CO2的23500倍，大气寿命长达3200年，被《京都议定书》列为严格限制使用的6种温室气体之一。为了响应国家“双碳”目标，我国电网正在推广应用SF6/N2混合气体电力设备，其中SF6体积占比30%，可大幅减少SF6气体用量，降低设备对环境的温室效应达60%以上。
与纯SF6电力设备相比，SF6/ N2混合气体电力设备运行中的气体混合比是否会发生变化，成为了这类新设备投运后运行人员较为关切的问题。SF6/ N2混合气体的混合比与设备绝缘性能直接相关，若运行中气体的混合比降低，可能引发设备故障，危及电网运行的安全可靠性，现行《额定电压72.5kV及以上SF6/ N2混合气体绝缘金属封闭开关设备第2部分：运维检修规范》要求SF6/ N2混合气体电力设备的气体混合比的偏差不得大于±1%，可见有必要对运行中设备的SF6/ N2气体混合比进行在线实时监测。
现有技术SF6/ N2气体混合比在线监测技术主要采用微热导传感器法，该类装置在使用过程中，由于环境温度、湿度等运行条件的影响，传感器会出现零点漂移、温漂和灵敏度降低等现象，导致监测结果出现较大偏差，由此需对在SF6/ N2气体混合比在线监测装置开展定期检验并校准。结合安装位置，利用设备气室内的SF6/ N2混合气体，亟需开发一种可在线自校准的SF6/ N2混合比检测方法及装置。
现有技术大多采用热导传感器法检测SF6/ N2混合比，如图1所示，混合气体中的某一组分的气体含量发生变化，必然会引起混合气体的导热系数发生变化，检测气体的导热系数变化便可准确计算出两种气体的混合比，由此实现对气体浓度的检测。
环境温度的变化直接影响被测气体温度的分布，从而改变了混合气体导热效率，从而使检测系统的输出发生变化，导致检测误差。同时，环境温度的变化直接改变了被测气体的散热条件，这也改变了热平衡时传感器的温度，从而影响系统的输出。设工作电流、气体的浓度不变，当环境温度上升(降低)，传感器的传导热和辐射热都降低(增加)，传感器的温度上升(降低)，其传感器的电阻值也增加(降低)，电桥失衡，系统输出会发生变化，这种输出的变化不是由于气体浓度的变化引起的，而是由环境温度变化所导致的，温度变化给检测带来了较大的影响。
环境温度的变化不仅会带来传感器温度的变化，还会导致传感器检测灵敏度的降低，这也给系统的输出带来了附加误差。由传感器的热平衡性能可知，环境温度对检测性能的影响与传感器温度的影响处于相同的地位，由于环境温度对检测系统中的其它元件(如电桥电阻等) 还有影响，因此环境温度对检测系统的影响更大，已成为影响传感器检测性能的一个重要因素。
现有技术在线监测装置安装在设备上，环境温度引起的偏差是热导传感器检测SF6/ N2混合比的较大缺陷，长期使用可能导致检测装置发生零点漂移和灵敏度降低的问题，使得检测结果与实际的混合比存在较大的误差。应对检测装置进行定期检验或校准，确保装置的检测精度。
因此，需要一种技术，以实现基于自校准的混合气体混合比在线监测。
发明内容
本发明技术方案提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法及系统，以解决如何基于自校准对混合气体的混合比进行在线监测的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，所述方法包括依次执行下述步骤：
步骤S11，采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S12，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
步骤S13，将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
步骤S14，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
步骤S15，将所述检测气体回充至所述设备气室。
本发明提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，所述方法包括依次执行下述步骤：
步骤S21，采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S22，将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
步骤S23，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
步骤S24，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
步骤S25，将所述检测气体回充至所述设备气室。
优选地，对设备气室中的检测气体进行采集，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，还包括：
采集设备气室中的检测气体，对采集到的所述检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的所述检测气体经由所述混合比检测单元充入第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度；
将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将所述纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到所述第二收集罐的预设位置；将所述第二收集罐设置为第一预设温度。
优选地，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值，包括：
将所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到100%，所述纯气态第一气体经由所述混合比检测单元充入所述第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度。
优选地，将所述检测气体回充至所述设备气室，包括：
将所述第一收集罐和所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将所述检测气体回充至所述设备气室。
优选地，所述混合气体中包括SF6和N2，所述第一气体为SF6。
优选地，所述第一预设温度为-60oC；所述第二预设温度为15 oC至30 oC。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法的步骤。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种电子设备，其特征在于，包括：
上述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测系统，所述系统包括：
采集单元，用于采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
检测单元，用于通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
分离单元，用于将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
校准单元，用于将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
回收单元，用于将所述检测气体回充至所述设备气室。
优选地，
所述检测单元还用于：对采集到的所述检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的所述检测气体经由所述混合比检测单元充入第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度；
所述分离单元还用于：将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将所述纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到所述第二收集罐的预设位置；将所述第二收集罐设置为第一预设温度。
优选地，
所述校准单元还用于：将所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到100%，所述纯气态第一气体经由所述混合比检测单元充入所述第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度。
优选地，
所述回收单元还用于：将所述第一收集罐和所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将所述检测气体回充至所述设备气室。
优选地，所述混合气体中包括SF6和N2，所述第一气体为SF6。
优选地，所述第一预设温度为-60oC；所述第二预设温度为15 oC至30 oC。
本发明技术方案提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法及系统，其中方法包括依次执行下述步骤：步骤S11，采集设备气室中的检测气体；检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；步骤S12，通过混合比检测单元对采集到的检测气体进行混合比检测；步骤S13，将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；步骤S14，将纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到阈值；步骤S15，将检测气体回充至设备气室。本发明提出一种可在线自校准的混合气体混合比监测方法及系统，能实时获得运行设备的气体混合比，还能利用气室中的气体自动对混合比检测单元进行校准，并不改变设备运行气体的关键状态，确保检测结果的准确和有效性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据现有技术的热导传感器法检测SF6/ N2的混合比方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法流程图；
图3为根据本发明优选实施方式的一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法流程图；
图4为根据本发明优选实施方式的自校准的SF6/N2混合比在线监测装置示意图；
图5为根据本发明优选实施方式的一种基于自校准的混合气体混合比在线监测系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图2为根据本发明优选实施方式的一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法流程图。本发明提出一种自校准的SF6/N2混合比在线监测方法，在对设备气室中的SF6/N2混合比进行检测的同时，提取混合气体中的SF6气体对在线监测装置的混合比检测单元进行校准，使校准后的气体回充到设备中，全程密封良好，确保了装置的检测精度且不对气室内混合气体的密度和混合比等关键参量产生影响，适用于在线监测。本发明基于SF6/N2两种气体液化温度的不同，通过首先对SF6进行液化，并利用液态纯SF6对混合比检测单元进行校准，实现了对混合比检测单元进行自校准。本发明可以应用于监测多种不同液化温度的混合气体的混合比，本发明实施方式仅以监测SF6/N2混合比进行举例说明，但本发明实施方式不仅限于此。
如图2所示，本发明提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，方法包括依次执行下述步骤：
步骤S11，采集设备气室中的检测气体；检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S12，通过混合比检测单元对采集到的检测气体进行混合比检测；
步骤S13，将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
优选地，对设备气室中的检测气体进行采集，通过混合比检测单元对采集到的检测气体进行混合比检测；将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，还包括：
采集设备气室中的检测气体，对采集到的检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的检测气体经由混合比检测单元充入第一收集罐；将第一收集罐设置为第一预设温度；
将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到第二收集罐的预设位置；将第二收集罐设置为第一预设温度。
优选地，混合气体中包括SF6和N2，第一气体为SF6。
步骤S14，将纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到阈值；
优选地，将纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到阈值，包括：
将第二收集罐设置为第二预设温度，使得纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到100%，纯气态第一气体经由混合比检测单元充入第一收集罐；将第一收集罐设置为第一预设温度。
优选地，第一预设温度为-60oC；第二预设温度为15 oC至30 oC。
步骤S15，将检测气体回充至设备气室。
优选地，将检测气体回充至设备气室，包括：将第一收集罐和第二收集罐设置为第二预设温度，使得纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将检测气体回充至设备气室。
以下对本发明实施方式进行举例说明。
本发明提供一种自校准的SF6/N2混合比在线监测方法，包括以下步骤：
（1）将气室采集的检测气体先进行降压，通过流量计检测流量大小并反馈控制调节阀将流量调至设定数值，进行混合比检测。
（2）采用深冷低温的方法将检测用气体收集在罐体内并从SF6/N2混合气体中分离得到纯SF6液体。
（3）收集得到的纯SF6液体转换为气态，对混合比检测传感器进行自动校准，使检测结果与气体实际状态相符。
（4）检测和自校准后，对气体进行升温，使用压缩机将收集的气体回充到设备气室中，确保气室内绝缘气体状态不变。
本发明提供的一种自校准的SF6/N2混合比在线监测基于监测装置实现，如图4所示，监测装置包括进气口1、第一电磁阀2、压缩机3、减压阀4、流量计5、混合比检测单元6、电动调节阀7、第二电磁阀8、第一收集罐11、液位计12、第三电磁阀13、第二收集罐15依次串联；压缩机3前端与减压阀4后端连通，另一端与减压阀4前端连通；第四电磁阀17一端与减压阀4前端连通，另一端与第三电磁阀13后端连通；第一温度传感器9、压力传感器10安装在第一收集罐11上；第二温度传感器14安装在第二收集罐15上。
本发明的第一温度传感器9、第二温度传感器14分别检测第一收集罐11、第二收集罐15内气体温度，并将数据传输给电路板，电路板控制第一温控单元16、第二温控单元18以调节第一制冷罐11、第二收集罐15的温度；压力传感器10用于检测第一收集罐11内气体压力。
流量计5用于检测通过气体的流量，并将数据传输给电路板，电路板控制电动调节阀7以达到调节流量的目的。
液位计12安装在第三电磁阀13上端，用于检测安装处是否有液体存在。
压缩机3为无油压缩机，并在不启动时可实现自封。
电动调节阀7为双向电动调节阀。
第一温控单元16、第二温控单元18可选择制冷机组。
本发明减压阀4的调节如下：进气口连接0.2MPa（绝对压力）以上的高压气体，打开第一电磁阀2、第二电磁阀8，缓慢调节减压阀4，直至压力传感器10检测到压力为0.3MPa。
（1）准备阶段
本发明在准备阶段时，进气口1连接抽真空装置，打开所有电磁阀，启动抽真空装置对装置进行抽真空，直至压力传感器10检测到的压力低于设定数值后，关闭所有电磁阀，停止抽真空。
启动第一温控单元16对第一收集罐11进行制冷，直至第一温度传感器9检测到第一收集罐11内气体温度为-60 oC。同样启动第二温控单元18将第二收集罐15制冷至-60 oC。
（2）检测阶段
本发明在检测阶段时，进气口1连接气室，打开第一电磁阀2、电动调节阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀13，气室内待测气体流经第一电磁阀2被减压阀4降至0.3MPa。此时收集罐15内为-60 oC，根据公式（1）饱和蒸气压曲线计算该温度下SF6的饱和蒸气压为0.152MPa。一次气体检测所用气体约1L，本发明可设计第一收集罐11容积为5L，第二收集罐15容积为20ml。可知第一收集罐11内气体压力低于0.3MPa。因此，在压力差的作用下，待测气体流经混合比检测单元6、电动调节阀7、第二电磁阀8进入第一收集罐11、第二收集罐15内。
式中：P为SF6气体的液化压力，MPa；T为SF6气体的温度，K。
混合比检测单元6对待测气体的混合比进行检测。随着不断的检测，待测气体不断流入收集罐内，且其中的SF6气体液化顺着管路向下流动积累在第二收集罐15内，当液位计12检测到液态SF6达到安装位置时，关闭第三电磁阀13，当检测完成后，关闭第一电磁阀2、电动调节阀7、第二电磁阀8。
（3）自校准阶段
本发明在自校准时，打开第二电磁阀8、第四电磁阀17、电动调节阀7，启动第二温控单元18将第二收集罐15回温至常温，第二收集罐内液态SF6转换成气态后流经第四电磁阀17、减压阀4、流量计5、混合比检测单元6、电动调节阀7、第二电磁阀8进入第一收集罐11内重新降温液化进行收集。此过程中，混合比检测单元对流经的纯SF6进行检测，记录稳定后数值并将混合比传感器检测结果自校准为100%。
（4）回充阶段
本发明完成自校准后进入回收阶段，启动压缩机3，启动第一温控单元16将第一收集罐11回温至常温，收集罐内液态SF6部转换成气态。压缩机3同时对第一收集罐11、第二收集罐15内气体进行增压抽出回充入气室中。当压力传感器10检测到压力数值低于设定数值（如1kPa），停止压缩机3，关闭电动调节阀7、第二电磁阀8、第四电磁阀17。
本发明对设备气室的SF6/N2混合比检测的同时采集混合气体中的SF6气体，用于混合比在线监测装置的自校准。
本发明采用深冷低温的方法收集气室中的纯SF6液体，并在检测和自校准后将气体进行升温回充到设备气室内，不改变设备中气体的密度和混合比等关键参量。
本发明提出了检测前通过连接纯SF6钢瓶充入收集罐，对监测装置的混合比检测单位进行校准，并在回充阶段将气室在检测过程中采集的相同量气体回充到设备气室中，实现了气体混合比的无损在线监测。
如图3所示，本发明提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，方法包括依次执行下述步骤：
步骤S21，采集设备气室中的检测气体；检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S22，将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
步骤S23，将纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到阈值；
步骤S24，通过混合比检测单元对采集到的检测气体进行混合比检测；
步骤S25，将检测气体回充至设备气室。
以下对本发明实施方式2进行举例说明。
本发明提供一种面向大电网调控的人机混合增强智能调控方法，基于监测装置4实现。
本发明可在检测前进行自校准，主要包括以下操作：设计图2中的第二收集罐15可承受3MPa的压力，在使用前充满液态SF6。
（1）准备阶段
本发明在准备阶段中，进气口1连接抽真空装置，打开所有电磁阀，启动抽真空装置对装置进行抽真空，直至压力传感器10检测到的压力低于设定数值后，关闭所有电磁阀，停止抽真空。
启动第二温控单元18对第二收集罐15进行制冷，直至第二温度传感器14检测到第二收集罐15内气体温度为-60 oC。
进气口1连接纯SF6钢瓶，打开第一电磁阀2、第三电磁阀13、第四电磁阀17，纯SF6气体进入第二收集罐15内降温液化，当液位计12检测到液态SF6液面达到安装位置处时，关闭第三电磁阀13、第四电磁阀17。
进气口1重新连接抽真空装置，打开所有电磁阀，启动抽真空装置再次对装置进行抽真空，直至压力传感器10检测到的压力低于设定数值后，关闭所有电磁阀，停止抽真空。
在检测前，启动第一温控单元16对第一收集罐11进行制冷，直至第一温度传感器9检测到第一收集罐11内气体温度为-60 oC。同理启动第二温控单元18将第二收集罐15制冷至-40 oC（该温度下SF6的饱和蒸气压为0.3471MPa）。
（2）自校准阶段
本发明在自校准阶段中，打开第二电磁阀8、第四电磁阀17、电动调节阀7，第二收集罐内液态SF6转换成气态后流经第四电磁阀17、减压阀4、流量计5、混合比检测单元6、电动调节阀7、第二电磁阀8进入第一收集罐11内重新降温液化进行收集，其中第二收集罐15放出的高压SF6气体被减压阀减压至0.3MPa。此过程中，混合比检测单元对流经的纯SF6进行检测，记录稳定后数值并自动校准至100%。关闭第二电磁阀8、第四电磁阀17、电动调节阀7。
启动第二温控单元18将第二收集罐15制冷至-60 oC。
（3）检测阶段
在本发明在完成自校准后，进行检测阶段时，进气口1连接气室，打开第一电磁阀2、电动调节阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀13，气室内待测气体流经第一电磁阀2被减压阀4降至常压。此时收集罐内为-60 oC，根据公式（1）饱和蒸气压曲线计算该温度下SF6的饱和蒸气压为0.152MPa。一次气体检测所用气体约1L，可设计第一收集罐11容积为5L，第二收集罐15容积为20ml。可知第一收集罐11内气体压力低于0.3MPa。因此，在压力差的作用下，待测气体流经混合比检测单元6、电动调节阀7、第二电磁阀8进入第一收集罐11、第二收集罐15内。
混合比检测单元6对待测气体的混合比进行检测。随着不断的检测，待测气体不断流入收集罐内，且其中的SF6气体液化顺着管路向下流动积累在第二收集罐15内，当液位计12检测到液态SF6液面达到安装位置时，关闭第三电磁阀13。当检测完成后，关闭第一电磁阀2、电动调节阀7、第二电磁阀8。
（4）回充阶段
本发明在完成检测后，进入回充阶段，启动压缩机3，打开电动调节阀7、第二电磁阀8，控制第一温控单元16、第二温控单元18将第一收集罐11、第二收集罐15回温至常温。压缩机3对第一收集罐11内气体进行增压抽出回充入气室中。当压力传感器10检测到压力数值低于设定数值后，停止压缩机3，关闭电动调节阀7、第二电磁阀。
本发明在自校准、检测和回充阶段前后，第二收集罐15内均充满液态SF6，其对气室内SF6/N2的密度和混合比不会产生影响。
本发明实施方式提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法的步骤。
本发明实施方式提供一种电子设备，其特征在于，包括：
上述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
图5为根据本发明优选实施方式的一种基于自校准的混合气体混合比在线监测系统结构图。如图5所示，本发明提供一种基于自校准的混合气体混合比在线监测系统，系统包括：
采集单元501，用于采集设备气室中的检测气体；检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
检测单元502，用于通过混合比检测单元对采集到的检测气体进行混合比检测；
检测单元502还用于：对采集到的检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的检测气体经由混合比检测单元充入第一收集罐；将第一收集罐设置为第一预设温度；
分离单元503，用于将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；优选地，混合气体中包括SF6和N2，第一气体为SF6。
校准单元504，用于将纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到阈值；
分离单元503还用于：将检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到第二收集罐的预设位置；将第二收集罐设置为第一预设温度。
校准单元504还用于：将第二收集罐设置为第二预设温度，使得纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至混合比检测单元的检测结果达到100%，纯气态第一气体经由混合比检测单元充入第一收集罐；将第一收集罐设置为第一预设温度。
回收单元505，用于将检测气体回充至设备气室。
回收单元505还用于：将第一收集罐和第二收集罐设置为第二预设温度，使得纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将检测气体回充至设备气室。
优选地，第一预设温度为-60oC；第二预设温度为15 oC至30 oC。
本发明提出了一种自校准的SF6/N2混合比在线监测方法及装置，可收集设备气室中SF6/N2混合气体的SF6气体，检测SF6/N2混合气体的混合比的同时对监测装置的混合比检测单元实现了在线自校准，无需在使用过程中对装置进行额外的检验和校准；采用深冷低温的方法收集SF6气体，并在检测和校准后将气体进行升温回充到设备气室内，确保了设备正常可靠运行。或预先外接SF6钢瓶收集SF6气体，可在监测装置检测混合比前完成混合比检测单元的自校准，并可将气室在检测过程中采集的相同量气体回充到设备气室中，实现了气体混合比的无损在线监测和自校准。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (15)
1.一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，所述方法包括依次执行下述步骤：
步骤S11，采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S12，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
步骤S13，将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
步骤S14，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
步骤S15，将所述检测气体回充至所述设备气室。
2.一种基于自校准的混合气体混合比在线监测方法，所述方法包括依次执行下述步骤：
步骤S21，采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
步骤S22，将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
步骤S23，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
步骤S24，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
步骤S25，将所述检测气体回充至所述设备气室。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，对设备气室中的检测气体进行采集，通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，还包括：
采集设备气室中的检测气体，对采集到的所述检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的所述检测气体经由所述混合比检测单元充入第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度；
将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将所述纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到所述第二收集罐的预设位置；将所述第二收集罐设置为第一预设温度。
4.根据权利要求3所述的方法，将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值，包括：
将所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到100%，所述纯气态第一气体经由所述混合比检测单元充入所述第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度。
5.根据权利要求4所述的方法，将所述检测气体回充至所述设备气室，包括：
将所述第一收集罐和所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将所述检测气体回充至所述设备气室。
6.根据权利要求3所述的方法，所述混合气体中包括SF6和N2，所述第一气体为SF6。
7.根据权利要求4所述的方法，所述第一预设温度为-60oC；所述第二预设温度为15oC至30 oC。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
9. 一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求8中所述的计算机可读存储介质；以及
一个或多个处理器，用于执行所述计算机可读存储介质中的程序。
10.一种基于自校准的混合气体混合比在线监测系统，所述系统包括：
采集单元，用于采集设备气室中的检测气体；所述检测气体中包括至少两种气体，每种气体的液化温度不同；
检测单元，用于通过混合比检测单元对采集到的所述检测气体进行混合比检测；
分离单元，用于将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体；
校准单元，用于将所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到阈值；
回收单元，用于将所述检测气体回充至所述设备气室。
11.根据权利要求10所述的系统，
所述检测单元还用于：对采集到的所述检测气体基于混合比检测单元进行混合比检测，检测后的所述检测气体经由所述混合比检测单元充入第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度；
所述分离单元还用于：将所述检测气体进行分离，获取纯液态第一气体，将所述纯液态第一气体充入第二收集罐，直至液化后的纯液态第一气体达到所述第二收集罐的预设位置；将所述第二收集罐设置为第一预设温度。
12.根据权利要求11所述的系统，
所述校准单元还用于：将所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，基于所述纯气态第一气体对混合比检测单元进行校准，直至所述混合比检测单元的检测结果达到100%，所述纯气态第一气体经由所述混合比检测单元充入所述第一收集罐；将所述第一收集罐设置为第一预设温度。
13.根据权利要求12所述的系统，
所述回收单元还用于：将所述第一收集罐和所述第二收集罐设置为第二预设温度，使得所述纯液态第一气体转换为纯气态第一气体，将所述检测气体回充至所述设备气室。
14.根据权利要求11所述的系统，所述混合气体中包括SF6和N2，所述第一气体为SF6。
15.根据权利要求12所述的系统，所述第一预设温度为-60oC；所述第二预设温度为15 oC至30 oC。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116519889A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-08-01 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种气体混合比在线监测自校准装置及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062806A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Horiba Ltd | 流量センサの自己校正機構及び自己校正方法 |
| CN104713841A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种自校准分析仪的设计方法及装置 |
| CN106596326A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-04-26 | 河南省日立信股份有限公司 | 六氟化硫和氮气混合气体密度变化监测系统及监测方法 |
| JP2020067296A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 日本製鉄株式会社 | 気体状組成物の分析方法および分析システム |
| CN112870999A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-06-01 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种测量c4f7n/co2混气密度、混合比的在线监测方法与装置 |
| CN112924325A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-08 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于混合气体的气体绝缘变压器监测方法及装置 |
| US20210310986A1 (en) * | 2019-05-29 | 2021-10-07 | Sapiens Environmental Technology Co., Ltd. | Gas detection system with eliminating influence of ambient temperature and humidity changes and the method thereof |
| CN113720973A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-11-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | Gis设备内部sf6气体监测系统以及监测方法 |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014062806A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Horiba Ltd | 流量センサの自己校正機構及び自己校正方法 |
| CN104713841A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-06-17 | 中国石油大学(华东) | 一种自校准分析仪的设计方法及装置 |
| CN106596326A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-04-26 | 河南省日立信股份有限公司 | 六氟化硫和氮气混合气体密度变化监测系统及监测方法 |
| JP2020067296A (ja) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | 日本製鉄株式会社 | 気体状組成物の分析方法および分析システム |
| US20210310986A1 (en) * | 2019-05-29 | 2021-10-07 | Sapiens Environmental Technology Co., Ltd. | Gas detection system with eliminating influence of ambient temperature and humidity changes and the method thereof |
| CN112870999A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-06-01 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种测量c4f7n/co2混气密度、混合比的在线监测方法与装置 |
| CN112924325A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-06-08 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于混合气体的气体绝缘变压器监测方法及装置 |
| CN113720973A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-11-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | Gis设备内部sf6气体监测系统以及监测方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116519889A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-08-01 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种气体混合比在线监测自校准装置及方法 |
| CN116519889B (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种气体混合比在线监测自校准装置及方法 |
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