CN116794196A - 变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述配置装置包括精确配制槽系统、弹簧活塞压力平衡器、特征气体精确输入系统和控制模块，精确配制槽系统包括与气体精确输入系统相连的配制槽；所述配制槽系统与特征气体精确输入系统的运行数据互相校对验证；在配置油样时，配制槽注入精确计量的空白变压器油，特征气体精确输入系统计量所需组分的待溶解特征气体的气体量，并将计量后的组分特征气体输入配制槽，溶解于配制槽内的空白变压器油中，配制成含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油样；本发明能自动快速大量精确配制含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油。

Description

变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置及方法

技术领域

本发明涉及电网变电站大型充油电力变压器油中溶解气体在线监测装置设备技术领域，尤其是变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置及方法。

背景技术

对于电网电力高压充油电力变压器设备，油中溶解气体的在线监测技术已成为当前运行状态监测、故障诊断及潜伏性故障预诊断最重要的手段之一，并被广泛应用，特别是油中溶解气体在线监测技术对充油电力变压器发生的过热故障和放电故障，均能灵敏且可靠地反映出来，油中溶解气体在线监测装置为避免此类设备事故的发生发挥了重要的作用，但现有油中溶解气体在线监测装置，存在可靠性低和误告警多的突出问题，装置异常率达到40-55%，极大影响了油中溶解气体在线监测装置的实用化应用。

为解决这个问题，现采取的方法主要有以下两种：1）使用标准混合组分特征气体，每隔一段时间对油中溶解气体在线监测装置进行校对；2）采用预先精确配制好含有已知准确浓度特征气体组分的标准变压器油样，每隔一段时间对油中溶解气体在线监测装置进行校对；通过以上两种方式对油中溶解气体在线监测装置进行校对试验，如发现检测数据超过设置值，则马上对该油中溶解气体在线监测装置进行检查和调校，直至检测数据偏差在允许值范围，以保证检测数据的准确性，但以上两种方法均存在缺点，第一种方法缺点是将油中溶解气体在线监测装置直接对标准混合组分特征气体进行校对检测，而油中溶解气体在线监测装置正常运行中是对变压器油液体内所溶解的特征气体，进行脱气后，再进行检测，这里存在差异，往往导致试验误差；第二种方式缺点：虽然是将标准浓度变压器油样进行脱气后，再进行检测，但由于电力系统数目庞大用于对变电站电力变压器进行油中溶解气体在线监测的装置，目前是使用各配各的标准浓度变压器油样进行校对，标准浓度变压器油样量少，往往只有几毫升、几十毫升，多的不过几升，且各配制厂家良莠不一，配制的浓度也相差较大，有些厂家甚至提供不合格产品，使用不合格标准浓度变压器油样，或浓度相差较大时进行的校对试验，都会造成误差。

如能发明一种能快速大量精确配制含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油，满足大量油中溶解气体在线监测装置频繁校对试验要求，而且还可以作为配套油中溶解气体在线监测装置的加速老化试验装置使用，保证变压器油中溶解气体检测装置检测的持久准确性，就显得很有意义。

本发明装置能自动快速大量精确配制含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油，满足大量油中溶解气体在线监测装置频繁校对试验要求，而且还可以作为配套油中溶解气体在线监测装置的加速老化试验装置使用，与传统以上二种方式相比有着显著优势，为保障电力变压器的安全经济运行起到积极作用。

发明内容

本发明提出变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置及方法，能自动快速大量精确配制含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油。

本发明采用以下技术方案。

变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，所述配置装置包括精确配制槽系统、弹簧活塞压力平衡器、特征气体精确输入系统和控制模块，精确配制槽系统包括与气体精确输入系统相连的配制槽；所述配制槽系统与特征气体精确输入系统的运行数据互相校对验证；在配置油样时，配制槽注入精确计量的空白变压器油，特征气体精确输入系统计量所需组分的待溶解特征气体的气体量，并将计量后的组分特征气体输入配制槽，溶解于配制槽内的空白变压器油中，配制成含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油样。

所述弹簧活塞压力平衡器竖直安装于配制槽顶部中央，弹簧活塞压力平衡器包括两根对称设置的平衡弹簧、活塞筒、活塞柱和底部的出口管，出口管安装于活塞筒底部中央；活塞筒底部出口管与配制槽顶部中央进口管通过法兰连接并伸入配制槽内部；

在平衡弹簧的弹力作用下，活塞柱初始位置在活塞筒中部，当配制槽内压力增大或减少时，活塞柱在活塞筒内分别做相应的向上或向下运动，以平衡配制槽内部压力在一定范围内的稳定；

活塞筒、活塞柱均为优质透明有机玻璃材料制造，其中活塞筒的内壁与活塞柱外表面为类似医用玻璃注射器的镜面光滑动密封接触，所述活塞柱用于精确称重，活塞柱重量与平衡弹簧的弹力相匹配以使得活塞柱底部初始位置位于活塞筒中部，当压力变化时，配制槽内的压力变化通过活塞筒连接管传递至活塞筒内，通过活塞柱的伸缩运动来平衡配制槽内阈值范围内的压力变化，两根平衡弹簧分别固定安装在活塞筒上部外延的两侧和活塞柱上部外延的两侧之间。

所述精确配制槽系统还包括磁力搅拌器和第八重量传感器；所述配制槽安装固定于第八重量传感器上；

所述配制槽的顶部安装有用于加入空白变压器油的第一电磁阀，配制槽侧壁的一侧下部安装有用于精确配制好的标准特征组分油样出口的第二电磁阀，配制槽侧壁的另外一侧下部上安装有一分别连接第三电磁阀和第四电磁阀的三通管；

第三电磁阀与特征气体精确输入系统的特征气体总管的输出端相连，特征气体总管设有多个输入端，

第四电磁阀用于排出管道冲洗过程的冲洗废油和废气。

所述特征气体总管设有七个输入端；七个输入端分别通过各自减压电磁阀连接用于存放七种纯净特征气体的七个高压气瓶，七个高压气瓶分别安放在第一重量传感器、第二重量传感器、第三重量传感器、第四重量传感器、第五重量传感器、第六重量传感器、第七重量传感器上；各高压气瓶分别为甲烷高压气瓶、乙烷高压气瓶、乙烯高压气瓶、乙炔高压气瓶、氢气高压气瓶、一氧化碳高压气瓶、二氧化碳高压气瓶，分别与对应的重量传感器组合为甲烷气瓶第一重量传感器组合体、乙烷气瓶第二重量传感器组合体、乙烯气瓶第三重量传感器组合体、乙炔气瓶第四重量传感器组合体、氢气气瓶第五重量传感器组合体、一氧化碳气瓶第六重量传感器组合体、二氧化碳气瓶第七重量传感器组合体；

甲烷高压气瓶出气管通过甲烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烷高压气瓶出气管通过乙烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烯高压气瓶出气管通过乙烯减压电磁阀连接特征气体总管，乙炔高压气瓶出气管通过乙炔减压电磁阀连接特征气体总管，氢气高压气瓶出气管通过氢气减压电磁阀连接特征气体总管，一氧化碳高压气瓶出气管通过一氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管，二氧化碳高压气瓶出气管通过二氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管；

所述控制模块预先设置有用于配制各种特征气体浓度、体积的大体积标准油样自动控制程序，控制模块的输入端分别电性连接于第一重量传感器至第八重量传感器的输出端，控制模块的输出端分别电性连接于报警器、磁力搅拌器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，以及甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，氢气、一氧化碳、二氧化碳等这七种特征气体高压气瓶减压电磁阀的输入端；

所述磁力搅拌器的主体安装在配制槽底部相应位置的外壁，配制槽、磁力搅拌器安装在第八重量传感器处，组合为配制槽重量传感器组合体。

所述第四电磁阀与收集罐连接，所述收集罐内装有吸收冲洗废油废气的吸附材料，用于收集排出的冲洗废油和废气；

所述磁力搅拌器的磁力搅拌棒放置于配制槽内底部中央处；磁力搅拌棒包裹四氟材料。

所述配制槽为以优质不锈钢材料制作成型的长方体，所述收集罐为不锈钢制作的圆筒形罐体。

变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制方法，采用以上所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：当精确配制饱和浓度以下的特定组分浓度的大体积变压器油样时，所需加入纯净特征气体的重量按下式计算：

式中，M ：所需加入纯净特征气体的重量；V：变压器油体积；d：变压器油比重；B%：所需配制特征气体的重量百分数；

配置方法包括以下步骤；

步骤一、根据上述公式计算配置过程的理论值，将计量的空白变压器油加入配制槽内；

步骤二、根据理论计算值，将各组合体气瓶内纯净特征气体经重量传感器计量后加入配制槽内，并充分搅拌溶解，同时竖直安装于配制槽顶部的弹簧活塞压力平衡器根据配制槽内部压力变化，以及环境温度变化引起配制槽内部油品热胀冷缩时，进行顶升或下降运动，在阈值范围内平衡配制槽内部压力的变化，弹簧活塞压力平衡器通过自身的伸缩运动平衡配制槽内部压力变化；；

步骤三、以磁力搅拌器的搅拌来快速使配制槽内大体积组分浓度油样的浓度均匀，第一重量传感器至第八重量传感器分别将称重数据传输给控制模块，当第八重量传感器增加的重量与第一至第七重量传感器减少的重量相差超过设置值时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是否存在渗漏点，或其它操作失误，直至查到原因，以预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，来避免操作失误和系统泄漏造成的误差，保证变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制。

当特征气体包括甲烷时，油样配置方法的自动配置包括以下步骤；

步骤S1、首先将所需配制饱和浓度以下特定浓度的标准组分油样量参数，输入控制模块，控制模块自动计算出所需加入的空白变压器油重量和特征气体重量，并进行自动控制；

步骤S2、开启第一电磁阀（5），第一次开启第八重量传感器（7），将所需配制特定浓度特征气体组分的空白变压器油（2）计量加入配制槽（1）内，达到设置计量值时关闭第一电磁阀（5）；

步骤S3、第一次关闭第八重量传感器（7）；

步骤S4、依次开启第四电磁阀（11）、甲烷气瓶第一重量传感器组合体的高纯甲烷高压气瓶减压电磁阀（18）、甲烷高纯高压气瓶阀门（32），此时高纯甲烷高压气瓶（31）内的高纯甲烷气体缓缓流经减压电磁阀（18）、第四电磁阀（11）并排至收集罐（41）内由吸附材料吸收，用高纯甲烷高压气瓶（31）内的少量甲烷气体冲洗管道；

步骤S5、冲洗管道后关闭第四电磁阀（11）；

步骤S6、开启磁力搅拌器（4），以磁力搅拌棒搅拌空白变压器油；

步骤S7、第二次开启第八重量传感器（7）；

步骤S8、开启第一重量传感器（34）；

步骤S9、开启第三电磁阀（10），高纯甲烷高压气瓶（31）内甲烷气体缓缓经过减压电磁阀（18）、第三电磁阀（10），不断注入配制槽内的变压器油中，经过磁力搅拌器持续搅拌，甲烷气体充分均匀的溶解于变压器油内；

步骤S10、当达到进甲烷气体重量设置值时，依次关闭第三电磁阀（10）、甲烷高压气瓶减压电磁阀（18）、甲烷高压气瓶阀门（32），关闭磁力搅拌器；

步骤S11、此时第一重量传感器（34）的重量减少值应等于第八重量传感器（7）重量的增加值，当误差超过设置范围时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是那个地方是否渗漏，或其它操作失误，直至查到原因，这种预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，保证了变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制；

步骤S12、第二次关闭第八重量传感器，关闭第一重量传感器；

步骤S13、按以上步骤依次进行第二至第七瓶特征气体高压气瓶的特征气体，注入并溶解于精确配制槽内变压器油中的操作；

步骤S14、当精确配制槽内压力增大时，弹簧活塞压力平衡器（8）的活塞柱（13）向上延升，反之亦然，始终保持配制槽内压力的稳定；

步骤S15、全部配制工作完成后，关闭磁力搅拌器，依次关闭第三电磁阀、减压电磁阀、高压气瓶阀门；

步骤S16、关闭第八重量传感器，关闭第N重量传感器；

步骤S17、拆卸高压气瓶、减压电磁阀，以及连接管道，清理现场，恢复初始状态；

步骤S18、通过第二电磁阀（6），使用专用取油工具，无气泡地抽取配制槽内已经精确配制好含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油。

本发明解决了变压器油中溶解气体在线监测装置频繁校对试验中，所需要大量统一稳定含有标准浓度特征气体变压器油样的要求，为配制标准变压器油中溶解特征气体含量装置设备和方法的首创。

本发明装置能自动快速大量精确配制含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油，能满足大量油中溶解气体在线监测装置频繁校对试验要求，而且还可以作为配套设备，供油中溶解气体在线监测装置的加速老化试验装置使用，与传统以上二种方式相比有着显著优势，为保障电力变压器的安全经济运行起到积极作用。

本发明创造性地设计了配制槽重量传感器组合体、弹簧活塞压力平衡器，以及使各特征气体高压气瓶与相应配套重量传感器组成气瓶重量传感器组合体，使配置过程的相关数据能与与配制槽重量传感器组合体互相应证、互相校对，从而能精确配制变压器油中溶解气体分析用大体积油样。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明所述装置的示意图；

附图2是弹簧活塞压力平衡器的工作示意图；

附图3是特征气体精确输入系统的示意图；

附图4是控制模块的控制原理示意图；

图中：1-配制槽；2-空白变压器油；3-磁力搅拌棒；4-磁力搅拌器；5-第一电磁阀；6-第二电磁阀；7-第八重量传感器；8-弹簧活塞压力平衡器；9-三通管；

10-第三电磁阀；11-第四电磁阀；12-特征气体精确输入系统；13-活塞；14-弹簧活塞压力平衡器固定件；15-平衡弹簧；16-特征气体总管；17-特征气体总管底座；18-甲烷减压电磁阀；19-乙烷减压电磁阀；

20-乙烯减压电磁阀；2-1乙炔减压电磁阀；22-氢气减压电磁阀；23-一氧化碳减压电磁阀；24-二氧化碳减压电磁阀；25-二氧化碳高压气瓶；26-一氧化碳高压气瓶；27-氢气高压气瓶；28-乙炔高压气瓶；29-乙烯高压气瓶；

30-乙烷高压气瓶；31-甲烷高压气瓶；32-甲烷高压气瓶阀门；33-高压气瓶固定架；34-第一重量传感器；35-第二重量传感器；36-第三重量传感器；37-第四重量传感器；38-第五重量传感器；39-第六重量传感器；40-第七重量传感器；

41-收集罐。

具体实施方式

如图所示，变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，所述配置装置包括精确配制槽系统、弹簧活塞压力平衡器、特征气体精确输入系统和控制模块，精确配制槽系统包括与气体精确输入系统相连的配制槽；所述配制槽系统与特征气体精确输入系统的运行数据互相校对验证；在配置油样时，配制槽注入精确计量的空白变压器油，特征气体精确输入系统计量所需组分的待溶解特征气体的气体量，并将计量后的组分特征气体输入配制槽，溶解于配制槽内的空白变压器油中，配制成含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油样。

所述弹簧活塞压力平衡器竖直安装于配制槽顶部中央，弹簧活塞压力平衡器包括两根对称设置的平衡弹簧、活塞筒、活塞柱和底部的出口管，出口管安装于活塞筒底部中央；活塞筒底部出口管与配制槽顶部中央进口管通过法兰连接并伸入配制槽内部；

在平衡弹簧的弹力作用下，活塞柱初始位置在活塞筒中部，当配制槽内压力增大或减少时，活塞柱在活塞筒内分别做相应的向上或向下运动，以平衡配制槽内部压力在一定范围内的稳定；

活塞筒、活塞柱均为优质透明有机玻璃材料制造，其中活塞筒的内壁与活塞柱外表面为类似医用玻璃注射器的镜面光滑动密封接触，所述活塞柱用于精确称重，活塞柱重量与平衡弹簧的弹力相匹配以使得活塞柱底部初始位置位于活塞筒中部，当压力变化时，配制槽内的压力变化通过活塞筒连接管传递至活塞筒内，通过活塞柱的伸缩运动来平衡配制槽内阈值范围内的压力变化，两根平衡弹簧分别固定安装在活塞筒上部外延的两侧和活塞柱上部外延的两侧之间。

所述精确配制槽系统还包括磁力搅拌器和第八重量传感器；所述配制槽安装固定于第八重量传感器上；

所述配制槽的顶部安装有用于加入空白变压器油的第一电磁阀，配制槽侧壁的一侧下部安装有用于精确配制好的标准特征组分油样出口的第二电磁阀，配制槽侧壁的另外一侧下部上安装有一分别连接第三电磁阀和第四电磁阀的三通管；

第三电磁阀与特征气体精确输入系统的特征气体总管的输出端相连，特征气体总管设有多个输入端，

第四电磁阀用于排出管道冲洗过程的冲洗废油和废气。

所述特征气体总管设有七个输入端；七个输入端分别通过各自减压电磁阀连接用于存放七种纯净特征气体的七个高压气瓶，七个高压气瓶分别安放在第一重量传感器、第二重量传感器、第三重量传感器、第四重量传感器、第五重量传感器、第六重量传感器、第七重量传感器上；各高压气瓶分别为甲烷高压气瓶、乙烷高压气瓶、乙烯高压气瓶、乙炔高压气瓶、氢气高压气瓶、一氧化碳高压气瓶、二氧化碳高压气瓶，分别与对应的重量传感器组合为甲烷气瓶第一重量传感器组合体、乙烷气瓶第二重量传感器组合体、乙烯气瓶第三重量传感器组合体、乙炔气瓶第四重量传感器组合体、氢气气瓶第五重量传感器组合体、一氧化碳气瓶第六重量传感器组合体、二氧化碳气瓶第七重量传感器组合体；

甲烷高压气瓶出气管通过甲烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烷高压气瓶出气管通过乙烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烯高压气瓶出气管通过乙烯减压电磁阀连接特征气体总管，乙炔高压气瓶出气管通过乙炔减压电磁阀连接特征气体总管，氢气高压气瓶出气管通过氢气减压电磁阀连接特征气体总管，一氧化碳高压气瓶出气管通过一氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管，二氧化碳高压气瓶出气管通过二氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管；

所述控制模块预先设置有用于配制各种特征气体浓度、体积的大体积标准油样自动控制程序，控制模块的输入端分别电性连接于第一重量传感器至第八重量传感器的输出端，控制模块的输出端分别电性连接于报警器、磁力搅拌器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，以及甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，氢气、一氧化碳、二氧化碳等这七种特征气体高压气瓶减压电磁阀的输入端；

所述磁力搅拌器的主体安装在配制槽底部相应位置的外壁，配制槽、磁力搅拌器安装在第八重量传感器处，组合为配制槽重量传感器组合体。

所述第四电磁阀与收集罐连接，所述收集罐内装有吸收冲洗废油废气的吸附材料，用于收集排出的冲洗废油和废气；

所述磁力搅拌器的磁力搅拌棒放置于配制槽内底部中央处；磁力搅拌棒包裹四氟材料。

所述配制槽为以优质不锈钢材料制作成型的长方体，所述收集罐为不锈钢制作的圆筒形罐体。

变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制方法，采用以上所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：当精确配制饱和浓度以下的特定组分浓度的大体积变压器油样时，所需加入纯净特征气体的重量按下式计算：

式中，M ：所需加入纯净特征气体的重量；V：变压器油体积；d：变压器油比重；B%：所需配制特征气体的重量百分数；

配置方法包括以下步骤；

步骤一、根据上述公式计算配置过程的理论值，将计量的空白变压器油加入配制槽内；

步骤二、根据理论计算值，将各组合体气瓶内纯净特征气体经重量传感器计量后加入配制槽内，并充分搅拌溶解，同时竖直安装于配制槽顶部的弹簧活塞压力平衡器根据配制槽内部压力变化，以及环境温度变化引起配制槽内部油品热胀冷缩时，进行顶升或下降运动，在阈值范围内平衡配制槽内部压力的变化，弹簧活塞压力平衡器通过自身的伸缩运动平衡配制槽内部压力变化；；

步骤三、以磁力搅拌器的搅拌来快速使配制槽内大体积组分浓度油样的浓度均匀，第一重量传感器至第八重量传感器分别将称重数据传输给控制模块，当第八重量传感器增加的重量与第一至第七重量传感器减少的重量相差超过设置值时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是否存在渗漏点，或其它操作失误，直至查到原因，以预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，来避免操作失误和系统泄漏造成的误差，保证变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制。

当特征气体包括甲烷时，油样配置方法的自动配置包括以下步骤；

步骤S1、首先将所需配制饱和浓度以下特定浓度的标准组分油样量参数，输入控制模块，控制模块自动计算出所需加入的空白变压器油重量和特征气体重量，并进行自动控制；

步骤S2、开启第一电磁阀5，第一次开启第八重量传感器7，将所需配制特定浓度特征气体组分的空白变压器油2计量加入配制槽1内，达到设置计量值时关闭第一电磁阀5；

步骤S3、第一次关闭第八重量传感器7；

步骤S4、依次开启第四电磁阀11、甲烷气瓶第一重量传感器组合体的高纯甲烷高压气瓶减压电磁阀18、甲烷高纯高压气瓶阀门32，此时高纯甲烷高压气瓶31内的高纯甲烷气体缓缓流经减压电磁阀18、第四电磁阀11并排至收集罐41内由吸附材料吸收，用高纯甲烷高压气瓶31内的少量甲烷气体冲洗管道；

步骤S5、冲洗管道后关闭第四电磁阀11；

步骤S6、开启磁力搅拌器4，以磁力搅拌棒搅拌空白变压器油；

步骤S7、第二次开启第八重量传感器7；

步骤S8、开启第一重量传感器34；

步骤S9、开启第三电磁阀10，高纯甲烷高压气瓶31内甲烷气体缓缓经过减压电磁阀18、第三电磁阀10，不断注入配制槽内的变压器油中，经过磁力搅拌器持续搅拌，甲烷气体充分均匀的溶解于变压器油内；

步骤S10、当达到进甲烷气体重量设置值时，依次关闭第三电磁阀10、甲烷高压气瓶减压电磁阀18、甲烷高压气瓶阀门32，关闭磁力搅拌器；

步骤S11、此时第一重量传感器34的重量减少值应等于第八重量传感器7重量的增加值，当误差超过设置范围时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是那个地方是否渗漏，或其它操作失误，直至查到原因，这种预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，保证了变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制；

步骤S12、第二次关闭第八重量传感器，关闭第一重量传感器；

步骤S13、按以上步骤依次进行第二至第七瓶特征气体高压气瓶的特征气体，注入并溶解于精确配制槽内变压器油中的操作；

步骤S14、当精确配制槽内压力增大时，弹簧活塞压力平衡器8的活塞柱13向上延升，反之亦然，始终保持配制槽内压力的稳定；

步骤S15、全部配制工作完成后，关闭磁力搅拌器，依次关闭第三电磁阀、减压电磁阀、高压气瓶阀门；

步骤S16、关闭第八重量传感器，关闭第N重量传感器；

步骤S17、拆卸高压气瓶、减压电磁阀，以及连接管道，清理现场，恢复初始状态；

步骤S18、通过第二电磁阀6，使用专用取油工具，无气泡地抽取配制槽内已经精确配制好含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油。

Claims (8)

1.变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述配置装置包括精确配制槽系统、弹簧活塞压力平衡器、特征气体精确输入系统和控制模块，精确配制槽系统包括与气体精确输入系统相连的配制槽；所述配制槽系统与特征气体精确输入系统的运行数据互相校对验证；在配置油样时，配制槽注入精确计量的空白变压器油，特征气体精确输入系统计量所需组分的待溶解特征气体的气体量，并将计量后的组分特征气体输入配制槽，溶解于配制槽内的空白变压器油中，配制成含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油样。

2.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述弹簧活塞压力平衡器竖直安装于配制槽顶部中央，弹簧活塞压力平衡器包括两根对称设置的平衡弹簧、活塞筒、活塞柱和底部的出口管，出口管安装于活塞筒底部中央；活塞筒底部出口管与配制槽顶部中央进口管通过法兰连接并伸入配制槽内部；

在平衡弹簧的弹力作用下，活塞柱初始位置在活塞筒中部，当配制槽内压力增大或减少时，活塞柱在活塞筒内分别做相应的向上或向下运动，以平衡配制槽内部压力在一定范围内的稳定；

活塞筒、活塞柱均为优质透明有机玻璃材料制造，其中活塞筒的内壁与活塞柱外表面为类似医用玻璃注射器的镜面光滑动密封接触，所述活塞柱用于精确称重，活塞柱重量与平衡弹簧的弹力相匹配以使得活塞柱底部初始位置位于活塞筒中部，当压力变化时，配制槽内的压力变化通过活塞筒连接管传递至活塞筒内，通过活塞柱的伸缩运动来平衡配制槽内阈值范围内的压力变化，两根平衡弹簧分别固定安装在活塞筒上部外延的两侧和活塞柱上部外延的两侧之间。

3.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述精确配制槽系统还包括磁力搅拌器和第八重量传感器；所述配制槽安装固定于第八重量传感器上；

所述配制槽的顶部安装有用于加入空白变压器油的第一电磁阀，配制槽侧壁的一侧下部安装有用于精确配制好的标准特征组分油样出口的第二电磁阀，配制槽侧壁的另外一侧下部上安装有一分别连接第三电磁阀和第四电磁阀的三通管；

第三电磁阀与特征气体精确输入系统的特征气体总管的输出端相连，特征气体总管设有多个输入端，

第四电磁阀用于排出管道冲洗过程的冲洗废油和废气。

4.根据权利要求3所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述特征气体总管设有七个输入端；七个输入端分别通过各自减压电磁阀连接用于存放七种纯净特征气体的七个高压气瓶，七个高压气瓶分别安放在第一重量传感器、第二重量传感器、第三重量传感器、第四重量传感器、第五重量传感器、第六重量传感器、第七重量传感器上；各高压气瓶分别为甲烷高压气瓶、乙烷高压气瓶、乙烯高压气瓶、乙炔高压气瓶、氢气高压气瓶、一氧化碳高压气瓶、二氧化碳高压气瓶，分别与对应的重量传感器组合为甲烷气瓶第一重量传感器组合体、乙烷气瓶第二重量传感器组合体、乙烯气瓶第三重量传感器组合体、乙炔气瓶第四重量传感器组合体、氢气气瓶第五重量传感器组合体、一氧化碳气瓶第六重量传感器组合体、二氧化碳气瓶第七重量传感器组合体；

甲烷高压气瓶出气管通过甲烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烷高压气瓶出气管通过乙烷减压电磁阀连接特征气体总管，乙烯高压气瓶出气管通过乙烯减压电磁阀连接特征气体总管，乙炔高压气瓶出气管通过乙炔减压电磁阀连接特征气体总管，氢气高压气瓶出气管通过氢气减压电磁阀连接特征气体总管，一氧化碳高压气瓶出气管通过一氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管，二氧化碳高压气瓶出气管通过二氧化碳减压电磁阀连接特征气体总管；

所述控制模块预先设置有用于配制各种特征气体浓度、体积的大体积标准油样自动控制程序，控制模块的输入端分别电性连接于第一重量传感器至第八重量传感器的输出端，控制模块的输出端分别电性连接于报警器、磁力搅拌器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，以及甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，氢气、一氧化碳、二氧化碳等这七种特征气体高压气瓶减压电磁阀的输入端；

所述磁力搅拌器的主体安装在配制槽底部相应位置的外壁，配制槽、磁力搅拌器安装在第八重量传感器处，组合为配制槽重量传感器组合体。

5.根据权利要求3所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述第四电磁阀与收集罐连接，所述收集罐内装有吸收冲洗废油废气的吸附材料，用于收集排出的冲洗废油和废气；

所述磁力搅拌器的磁力搅拌棒放置于配制槽内底部中央处；磁力搅拌棒包裹四氟材料。

6.根据权利要求3所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：所述配制槽为以优质不锈钢材料制作成型的长方体，所述收集罐为不锈钢制作的圆筒形罐体。

7.变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制方法，采用权利要求5所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制装置，其特征在于：当精确配制饱和浓度以下的特定组分浓度的大体积变压器油样时，所需加入纯净特征气体的重量按下式计算：

式中，M ：所需加入纯净特征气体的重量；V：变压器油体积；d：变压器油比重；B%：所需配制特征气体的重量百分数；

配置方法包括以下步骤；

步骤一、根据上述公式计算配置过程的理论值，将计量的空白变压器油加入配制槽内；

步骤二、根据理论计算值，将各组合体气瓶内纯净特征气体经重量传感器计量后加入配制槽内，并充分搅拌溶解，同时竖直安装于配制槽顶部的弹簧活塞压力平衡器根据配制槽内部压力变化，以及环境温度变化引起配制槽内部油品热胀冷缩时，进行顶升或下降运动，在阈值范围内平衡配制槽内部压力的变化，弹簧活塞压力平衡器通过自身的伸缩运动平衡配制槽内部压力变化；；

步骤三、以磁力搅拌器的搅拌来快速使配制槽内大体积组分浓度油样的浓度均匀，第一重量传感器至第八重量传感器分别将称重数据传输给控制模块，当第八重量传感器增加的重量与第一至第七重量传感器减少的重量相差超过设置值时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是否存在渗漏点，或其它操作失误，直至查到原因，以预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，来避免操作失误和系统泄漏造成的误差，保证变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制。

8.根据权利要求7所述的变压器油中溶解气体分析用大体积油样的配制方法，其特征在于：当特征气体包括甲烷时，油样配置方法的自动配置包括以下步骤；

步骤S1、首先将所需配制饱和浓度以下特定浓度的标准组分油样量参数，输入控制模块，控制模块自动计算出所需加入的空白变压器油重量和特征气体重量，并进行自动控制；

步骤S2、开启第一电磁阀（5），第一次开启第八重量传感器（7），将所需配制特定浓度特征气体组分的空白变压器油（2）计量加入配制槽（1）内，达到设置计量值时关闭第一电磁阀（5）；

步骤S3、第一次关闭第八重量传感器（7）；

步骤S4、依次开启第四电磁阀（11）、甲烷气瓶第一重量传感器组合体的高纯甲烷高压气瓶减压电磁阀（18）、甲烷高纯高压气瓶阀门（32），此时高纯甲烷高压气瓶（31）内的高纯甲烷气体缓缓流经减压电磁阀（18）、第四电磁阀（11）并排至收集罐（41）内由吸附材料吸收，用高纯甲烷高压气瓶（31）内的少量甲烷气体冲洗管道；

步骤S5、冲洗管道后关闭第四电磁阀（11）；

步骤S6、开启磁力搅拌器（4），以磁力搅拌棒搅拌空白变压器油；

步骤S7、第二次开启第八重量传感器（7）；

步骤S8、开启第一重量传感器（34）；

步骤S9、开启第三电磁阀（10），高纯甲烷高压气瓶（31）内甲烷气体缓缓经过减压电磁阀（18）、第三电磁阀（10），不断注入配制槽内的变压器油中，经过磁力搅拌器持续搅拌，甲烷气体充分均匀的溶解于变压器油内；

步骤S10、当达到进甲烷气体重量设置值时，依次关闭第三电磁阀（10）、甲烷高压气瓶减压电磁阀（18）、甲烷高压气瓶阀门（32），关闭磁力搅拌器；

步骤S11、此时第一重量传感器（34）的重量减少值应等于第八重量传感器（7）重量的增加值，当误差超过设置范围时，控制模块控制报警器报警，提示工作人员尽快查找原因，检查是那个地方是否渗漏，或其它操作失误，直至查到原因，这种预先通过理论计算值进行的加入量，与实际加入增减量平衡的配制方式，保证了变压器油中溶解气体分析用大体积油样的精确配制；

步骤S12、第二次关闭第八重量传感器，关闭第一重量传感器；

步骤S13、按以上步骤依次进行第二至第七瓶特征气体高压气瓶的特征气体，注入并溶解于精确配制槽内变压器油中的操作；

步骤S14、当精确配制槽内压力增大时，弹簧活塞压力平衡器（8）的活塞柱（13）向上延升，反之亦然，始终保持配制槽内压力的稳定；

步骤S15、全部配制工作完成后，关闭磁力搅拌器，依次关闭第三电磁阀、减压电磁阀、高压气瓶阀门；

步骤S16、关闭第八重量传感器，关闭第N重量传感器；

步骤S17、拆卸高压气瓶、减压电磁阀，以及连接管道，清理现场，恢复初始状态；

步骤S18、通过第二电磁阀（6），使用专用取油工具，无气泡地抽取配制槽内已经精确配制好含有统一准确组分浓度特征气体的变压器油。