變壓器特征氣體標準油樣的配制和評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣設備絕緣監(jiān)測領域，特別涉及一種變壓器特征氣體標準油樣的配 制方法和評價方法。
【背景技術】
[0002] 隨著堅強智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的不斷推進，變壓器作為智能變電環(huán)節(jié)的核心電力設備， 在電力系統(tǒng)中起著連接不同電壓等級電網(wǎng)的樞紐作用，其運行可靠性與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及 安全緊密相關，我國電力部門已投入大量的人力、資金和設備對220KV以上電壓等級的變 壓器加裝了在線監(jiān)測裝置。伴隨新技術、新設備的出現(xiàn)以及監(jiān)測裝置的大規(guī)模投入運行，舊 的檢測方法不能滿足新設備的檢測需求，與新設備相適應的性能檢測手段也亟需建立，以 此提高變壓器監(jiān)測裝置性能的把關力度。
[0003] 目前，我國110KV以上等級的電力變壓器仍以油浸式變壓器為主，當變壓器內部 發(fā)生熱故障或者放電性故障或者油、紙老化時均會產生各種微量氣體。變壓器油中溶解的 各種氣體成分的相對數(shù)量和形成速度與故障點的能量釋放形式及故障類型有明顯的對應 關系，根據(jù)各種氣體成分含量多少可以進一步判斷設備內部是否存在異常，進而推斷故障 類型及故障能量等，實現(xiàn)狀態(tài)檢修。通過在線色譜監(jiān)測裝置對變壓器油進行連續(xù)或實時監(jiān) 測，能夠隨時掌握設備的運行狀況，判斷其運行是否正常，診斷設備內部存在的故障性質、 類型、部位和嚴重程度并預測故障的發(fā)展趨勢。隨著國內外色譜技術的發(fā)展，已研制出可檢 測H 2、C0、C02、CH4、C2H4、C 2H6、C2H2等7種組分含量的色譜監(jiān)測裝置。但由于色譜儀本身或 其他因素的影響，可能造成測量結果偏差或數(shù)據(jù)不靈敏等問題。因此需掌握本地區(qū)色譜裝 置設備質量及運行中存在的問題，規(guī)范在線裝置選用、驗收，現(xiàn)場監(jiān)督檢測運行中設備，確 保監(jiān)測設備發(fā)揮應有作用。
[0004] 對運行中的色譜儀使用一組或多組濃度的標準氣體檢測色譜儀的數(shù)據(jù)與標準氣 體的差異性，從而實現(xiàn)在線色譜儀的評價工作，這與計量部門檢定實驗室內的色譜儀所用 方法雷同。不同廠家的在線色譜儀，由于分析原理和分析過程的差異性，導致了檢測結果的 差別，其使用的色譜組分檢測器差別不大，數(shù)據(jù)偏差主要集中在油樣脫氣處理方式方面。因 此，僅靠標準氣體對在線色譜儀進行校驗工作時，只是校驗了設備的檢測器，而沒有兼顧到 設備脫氣方面的整個過程，從而導致校驗工作失效。解決這一問題的途徑是利用溶解有變 壓器特征氣體的標準油樣標定色譜裝置，且需要對變壓器特征氣體標準油樣進行全面評價 以提高色譜檢測裝置質量。

【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種變壓器特征氣體標準油樣的配制和評價方 法。
[0006] 本申請變壓器特征氣體標準油樣的配制和評價方法是通過以下技術方案來實現(xiàn) 的：
[0007] -種變壓器特征氣體標準油樣的配制方法，其特征在于，所述配制方法包括以下 步驟：
[0008] (1)配制設定濃度的標準氣體：根據(jù)標準油樣建議濃度，通過氣體質量流量控制 器MFC依次將變壓器故障特征氣體導入到氣室中，所述故障特征氣體為H2、C0、C02、CH4、 C2H4、C2H6、C2H2，從而配制出所述建議濃度的標準混合氣體；
[0009] (2)配制空白油樣：向變壓器油中鼓泡注入高純氮氣并進行充分攪拌，采用真空 脫氣法對油樣進行脫氣，令油樣處于極度欠飽和狀態(tài)，在密閉容器內充分循環(huán)，保持空白油 樣的均一性，所述鼓泡注入是指氮氣從容器底部以氣泡形式緩慢通入變壓器油；
[0010] (3)充分混合標準氣體與空白油樣：將儲油室抽真空并通入定量的空白油樣，將 已配制好的標準氣體經(jīng)質量流量控制器緩慢導入到儲油室中，氣體以氣泡形式在上升過程 中與空白油接觸并溶解，未能溶解到油中的氣體由真空抽氣栗從儲油室上層抽出再導入到 儲油室底部，與油樣進行二次混合，依此循環(huán)，直至氣體充分溶解到油樣中，從而配制出溶 解有所需氣體濃度的標準油樣。
[0011] 本發(fā)明還優(yōu)選包括以下方案：
[0012] 在步驟（1)中，所述標準油樣建議濃度以IEEEC57. 104-2008《油浸式變壓器產生 氣體的描述指南》中使用變壓器油中溶解氣體濃度評判變壓器狀態(tài)為依據(jù)設定。
[0013] 特征氣體標準油樣包括標準油樣1、標準油樣2和標準油樣3 ;
[0014] 其中，標準油樣1對應變壓器故障預警值，若變壓器油中溶解氣體各組分濃度低 于故障預警值即標準油樣1中各氣體組分濃度，則說明變壓器處于正常運行狀態(tài)；
[0015] 標準油樣2對應變壓器檢修臨界值，若變壓器油中溶解氣體濃度高于檢修臨界值 即標準油樣2中各氣體組分濃度，則判斷變壓器已發(fā)生故障，應立即進行檢修；
[0016] 標準油樣3對應變壓器失效預警值，若變壓器油中溶解氣體組分濃度高于失效預 警值即標準油樣3中各氣體組分濃度，則判斷變壓器油已發(fā)生過度分解，繼續(xù)運行會導致 變壓器失效。
[0017] 其中，所述標準油樣1的建議濃度如下：氏、0)、0)2、014、(： 2114、(：2116、(：211 2的建議濃度 分別為 100ppm、350ppm、2500ppm、120ppm、50ppm、65ppm、Ippm;
[0018] 所述標準油樣2的建議濃度如下：H2、C0、C02、CH4、C2H4、C2H6、C2H2的建議濃度分別 為 700ppm、570ppm、4000ppm、400ppm、lOOppm、lOOppm、IOppm;
[0019] 所述標準油樣3的建議濃度如下：H2、C0、C02、CH4、C2H4、C2H6、C2H2的建議濃度分別 為 1800ppm、1400ppm、lOOOOppm、lOOOppm、200ppm、150ppm、35ppm。
[0020] 在步驟（I)中，所配制的變壓器特征氣體標準油樣中各故障特征氣體組分的濃度 數(shù)據(jù)與依據(jù)GT/B17623-1998《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》計算所得 理論濃度的偏差符合規(guī)定要求，即相對偏差小于10%。
[0021] 在步驟（2)中，所述高純氮氣是指其純度大于等于99. 999%，所述空白油樣極度 欠飽和狀態(tài)是指空白油樣的真空度為0. 0907-0. 0933MPa。
[0022] 密閉容器由硅鋼材料制成，并設置有用于密封的橡膠注氣墊；
[0023] 所述均勻性是指符合GB/T17623-1998中規(guī)定的范圍要求，即標準油樣不同部位 的濃度測偏差在10%內。
[0024] 本申請還公開了一種對上述述變壓器特征氣體標準油樣的評價方法，其特征在 于，所述評價方法包括以下步驟：
[0025] (1)依據(jù)IEEEC57. 104-2008提出標準油樣建議濃度，配制3種不同濃度的變壓器 特征氣體標準油樣，包括標準油樣1、標準油樣2、標準油樣3 ;
[0026] (2)針對上述3種不同濃度的標準油樣，每個濃度下均按照GB/T7597-2007規(guī)定 的方法從儲油室的取油口采集兩次標準油樣，按照GB/T17623-1998所述方法，用實驗室 高精度色譜儀器分析，取兩次標準油樣中各特征氣體含量的平均值作為各待測組分的標準 濃度；
[0027] (3)將待評價的氣相色譜儀分別與標準油樣1、2、3相連接，對每一種濃度的標準 油樣重復測試6次，獲取每一種標準油樣中的各待測組分的峰高信號和噪聲信號，計算待 評價的氣相色譜儀的各組分的最小檢測濃度；根據(jù)通過氣相色譜儀測試得到的待測特征氣 體組分單次測試濃度，計算每一種標準油樣中的待測組分的標準偏差；
[0028] (4)計算由氣相色譜儀測試得到的每一標準油樣中待測特征氣體組分與該標準油 樣的建議濃度絕對誤差與相對誤差，如果3種不同濃度的變壓器特征氣體標準油樣中的任 意一氣體組分與對應標準油樣中該氣體組分建議濃度的相對誤差超過了 ±30%，則需對氣 相色譜儀進行校準。
[0029] 本申請的優(yōu)點在于：該變壓器標準油樣配制方法可一次性得到溶解有已知氣體濃 度的變壓器標準油樣，且可長時間貯存。通過對變壓器特征氣體標準油樣的全面評價，可達 到提高電網(wǎng)檢測裝置質量，保證裝置運行可靠性及數(shù)據(jù)準確性的目的。
【附圖說明】
[0030] 圖1所示為本發(fā)明公開的變壓器特征氣體標準油樣的配制方法流程圖；
[0031] 圖2所示為本發(fā)明對變壓器特征氣體標準油樣的評價方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合說明書附圖對本發(fā)明變壓器特征氣體標準油樣的配制方法和評價方法 依次進行詳細的描述。
[0033] 如附圖1所示為本發(fā)明公開的變壓器特征氣體標準油樣的配制方法流程圖。
[0034] 變壓器特征氣體標準油樣的配制方法包括以下步驟：
[0035] (1)配制設定濃度的標準氣體：以IEEEC57. 104-2008《油浸式變壓器產生氣體 的描述指南》中使用變壓器油中溶解氣體濃度評判變壓器狀態(tài)為依據(jù)提出標準油樣建議濃 度：采用標準油樣1對應變壓器故障預警值，若變壓器油中溶解氣體各組分濃度普遍低于 故障預警值，則說明變壓器處于正常運行狀態(tài)；采用標準油樣2對應變壓器檢修臨界值，若 變壓器油中溶解氣體濃度普遍處于故障預警值與檢修臨界值范圍，則說明變壓器開始出現(xiàn) 不正常現(xiàn)象，若繼續(xù)運行且氣體組分濃度普遍高于檢修臨界值，則說明變壓器油已大量分 解，變壓器可能已發(fā)生故障，應立即進行檢修；采用標準油樣3對應變壓器失效預警值，若 變壓器油中溶解氣體組分濃度普遍高于失效預警值，則說明變壓器油已發(fā)生過度分解，繼 續(xù)運行會導致變壓器失效。
[0036] 根據(jù)標準油樣建議濃度，通過氣體質量流量控制器MFC依次將7種變壓器故障特 征氣體導入到氣室中，從而配制出設定濃度的標準混合氣體；所配制的變壓器特征氣體標 準油樣中各組分的濃度數(shù)據(jù)與依據(jù)GT/B17623-1998《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相 色譜測定法》計算所得理論濃度的偏差符合規(guī)定要求，即相對偏差小于10%。
[0037] 表1 :標準油樣建議濃度（單位：y L/L)
[0038]
[0039] (2)配制空白油樣：將純度為99. 999 %的氮氣從容器底部以氣泡形式緩慢通入變 壓器油，并進行充