变压器特征气体标准油样的配制和评价方法技术

一种变压器特征气体标准油样的配制方法和评价方法，该配制方法通过配制不同浓度的标准气体、配制空白油样以及充分混合标准气体与空白油样等步骤，实现变压器特征气体标准油样的配制，该评价方法利用上述方法配制的不同浓度的标准油样，通过对气相色谱性能包括最小检测浓度、数据的重复性和准确性、以及评价气相色谱仪，从而实现对变压器特征气体标准油样的全面评价。本发明专利技术可一次性配制溶解有设定特征气体浓度的标准油样，且可提高气相色谱仪质量，以保证装置运行可靠性及数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气设备绝缘监测领域，特别涉及一种变压器特征气体标准油样的配 制方法和评价方法。
技术介绍
随着坚强智能电网战略的不断推进，变压器作为智能变电环节的核心电力设备， 在电力系统中起着连接不同电压等级电网的枢纽作用，其运行可靠性与电力系统的稳定及 安全紧密相关，我国电力部门已投入大量的人力、资金和设备对220KV以上电压等级的变 压器加装了在线监测装置。伴随新技术、新设备的出现以及监测装置的大规模投入运行，旧 的检测方法不能满足新设备的检测需求，与新设备相适应的性能检测手段也亟需建立，以 此提高变压器监测装置性能的把关力度。 目前，我国110KV以上等级的电力变压器仍以油浸式变压器为主，当变压器内部 发生热故障或者放电性故障或者油、纸老化时均会产生各种微量气体。变压器油中溶解的 各种气体成分的相对数量和形成速度与故障点的能量释放形式及故障类型有明显的对应 关系，根据各种气体成分含量多少可以进一步判断设备内部是否存在异常，进而推断故障 类型及故障能量等，实现状态检修。通过在线色谱监测装置对变压器油进行连续或实时监 测，能够随时掌握设备的运行状况，判断其运行是否正常，诊断设备内部存在的故障性质、 类型、部位和严重程度并预测故障的发展趋势。随着国内外色谱技术的发展，已研制出可检 测H 2、C0、C02、CH4、C2H4、C 2H6、C2H2等7种组分含量的色谱监测装置。但由于色谱仪本身或 其他因素的影响，可能造成测量结果偏差或数据不灵敏等问题。因此需掌握本地区色谱装 置设备质量及运行中存在的问题，规范在线装置选用、验收，现场监督检测运行中设备，确 保监测设备发挥应有作用。 对运行中的色谱仪使用一组或多组浓度的标准气体检测色谱仪的数据与标准气 体的差异性，从而实现在线色谱仪的评价工作，这与计量部门检定实验室内的色谱仪所用 方法雷同。不同厂家的在线色谱仪，由于分析原理和分析过程的差异性，导致了检测结果的 差别，其使用的色谱组分检测器差别不大，数据偏差主要集中在油样脱气处理方式方面。因 此，仅靠标准气体对在线色谱仪进行校验工作时，只是校验了设备的检测器，而没有兼顾到 设备脱气方面的整个过程，从而导致校验工作失效。解决这一问题的途径是利用溶解有变 压器特征气体的标准油样标定色谱装置，且需要对变压器特征气体标准油样进行全面评价 以提高色谱检测装置质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种变压器特征气体标准油样的配制和评价方 法。 本申请是通过以下技术方案来实现 的： -种变压器特征气体标准油样的配制方法，其特征在于，所述配制方法包括以下 步骤： (1)配制设定浓度的标准气体：根据标准油样建议浓度，通过气体质量流量控制 器MFC依次将变压器故障特征气体导入到气室中，所述故障特征气体为H2、C0、C02、CH4、 C2H4、C2H6、C2H2，从而配制出所述建议浓度的标准混合气体； (2)配制空白油样：向变压器油中鼓泡注入高纯氮气并进行充分搅拌，采用真空 脱气法对油样进行脱气，令油样处于极度欠饱和状态，在密闭容器内充分循环，保持空白油 样的均一性，所述鼓泡注入是指氮气从容器底部以气泡形式缓慢通入变压器油； (3)充分混合标准气体与空白油样：将储油室抽真空并通入定量的空白油样，将 已配制好的标准气体经质量流量控制器缓慢导入到储油室中，气体以气泡形式在上升过程 中与空白油接触并溶解，未能溶解到油中的气体由真空抽气栗从储油室上层抽出再导入到 储油室底部，与油样进行二次混合，依此循环，直至气体充分溶解到油样中，从而配制出溶 解有所需气体浓度的标准油样。 本专利技术还优选包括以下方案： 在步骤（1)中，所述标准油样建议浓度以IEEEC57. 104-2008《油浸式变压器产生 气体的描述指南》中使用变压器油中溶解气体浓度评判变压器状态为依据设定。 特征气体标准油样包括标准油样1、标准油样2和标准油样3 ; 其中，标准油样1对应变压器故障预警值，若变压器油中溶解气体各组分浓度低 于故障预警值即标准油样1中各气体组分浓度，则说明变压器处于正常运行状态； 标准油样2对应变压器检修临界值，若变压器油中溶解气体浓度高于检修临界值 即标准油样2中各气体组分浓度，则判断变压器已发生故障，应立即进行检修； 标准油样3对应变压器失效预警值，若变压器油中溶解气体组分浓度高于失效预 警值即标准油样3中各气体组分浓度，则判断变压器油已发生过度分解，继续运行会导致 变压器失效。 其中，所述标准油样1的建议浓度如下：氏、0)、0)2、014、(： 2114、(：2116、(：211 2的建议浓度 分别为 100ppm、350ppm、2500ppm、120ppm、50ppm、65ppm、Ippm; 所述标准油样2的建议浓度如下：H2、C0、C02、CH4、C2H4、C2H6、C2H2的建议浓度分别 为 700ppm、570ppm、4000ppm、400ppm、lOOppm、lOOppm、IOppm; 所述标准油样3的建议浓度如下：H2、C0、C02、CH4、C2H4、C2H6、C2H2的建议浓度分别 为 1800ppm、1400ppm、lOOOOppm、lOOOppm、200ppm、150ppm、35ppm。 在步骤（I)中，所配制的变压器特征气体标准油样中各故障特征气体组分的浓度 数据与依据GT/B17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》计算所得 理论浓度的偏差符合规定要求，即相对偏差小于10%。 在步骤（2)中，所述高纯氮气是指其纯度大于等于99. 999%，所述空白油样极度 欠饱和状态是指空白油样的真空度为0. 0907-0. 0933MPa。 密闭容器由硅钢材料制成，并设置有用于密封的橡胶注气垫； 所述均匀性是指符合GB/T17623-1998中规定的范围要求，即标准油样不同部位 的浓度测偏差在10%内。 本申请还公开了一种对上述述变压器特征气体标准油样的评价方法，其特征在 于，所述评价方法包括以下步骤： (1)依据IEEEC57. 104-2008提出标准油样建议浓度，配制3种不同浓度的变压器 特征气体标准油样，包括标准油样1、标准油样2、标准油样3 ; (2)针对上述3种不同浓度的标准油样，每个浓度下均按照GB/T7597-2007规定 的方法从储油室的取油口采集两次标准油样，按照GB/T17623-1998所述方法，用实验室 高精度色谱仪器分析，取两次标准油样中各特征气体含量的平均值作为各待测组分的标准 浓度； (3)将待评价的气相色谱仪分别与标准油样1、2、3相连接，对每一种浓度的标准 油样重复测试6次，获取每一种标准油样中的各待测组分的峰高信号和噪声信号，计算待 评价的气相色谱仪的各组分的最小检测浓度；根据通过气相色谱仪测试得到的待测特征气 体组分单次测试浓度，计算每一种标准油样中的待测组分的标准偏差； (4)计算由气相色谱仪测试得到的每一标准油样中待测特征气体组分与该标准油 样的建议浓度绝对误差与相对误差，如果3种不同浓度的变压器特征气体标准油样中的任 意一气体组分与对应标准油样中该气体组分建议浓度的相对误差超过了 ±30%，则需对气 相色谱仪进行校准。 本申请的优点在于：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器特征气体标准油样的配制方法，其特征在于，所述配制方法包括以下步骤：(1) 配制设定浓度的标准气体：根据标准油样建议浓度，通过气体质量流量控制器MFC依次将变压器故障特征气体导入到气室中，所述故障特征气体为H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2，从而配制出所述建议浓度的标准混合气体；(2) 配制空白油样：向变压器油中鼓泡注入高纯氮气并进行充分搅拌，采用真空脱气法对油样进行脱气，令油样处于极度欠饱和状态，在密闭容器内充分循环，保持空白油样的均一性，所述鼓泡注入是指氮气从容器底部以气泡形式缓慢通入变压器油；(3) 充分混合标准气体与空白油样：将储油室抽真空并通入定量的空白油样，将已配制好的标准气体经质量流量控制器缓慢导入到储油室中，气体以气泡形式在上升过程中与空白油接触并溶解，未能溶解到油中的气体由真空抽气泵从储油室上层抽出再导入到储油室底部，与油样进行二次混合，依此循环，直至气体充分溶解到油样中，从而配制出溶解有所需气体浓度的标准油样。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟根，王有元，李剑，杜林，崔鲁，王飞鹏，周湶，刘军，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85