變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配制和評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配 制方法和評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，變壓器作為智能變電環(huán)節(jié)的核心電力設(shè)備， 在電力系統(tǒng)中起著連接不同電壓等級(jí)電網(wǎng)的樞紐作用，其運(yùn)行可靠性與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及 安全緊密相關(guān)，我國(guó)電力部門已投入大量的人力、資金和設(shè)備對(duì)220KV以上電壓等級(jí)的變 壓器加裝了在線監(jiān)測(cè)裝置。伴隨新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn)以及監(jiān)測(cè)裝置的大規(guī)模投入運(yùn)行，舊 的檢測(cè)方法不能滿足新設(shè)備的檢測(cè)需求，與新設(shè)備相適應(yīng)的性能檢測(cè)手段也亟需建立，以 此提高變壓器監(jiān)測(cè)裝置性能的把關(guān)力度。
[0003] 目前，我國(guó)110KV以上等級(jí)的電力變壓器仍以油浸式變壓器為主，當(dāng)變壓器內(nèi)部 發(fā)生熱故障或者放電性故障或者油、紙老化時(shí)均會(huì)產(chǎn)生各種微量氣體。變壓器油中溶解的 各種氣體成分的相對(duì)數(shù)量和形成速度與故障點(diǎn)的能量釋放形式及故障類型有明顯的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，根據(jù)各種氣體成分含量多少可以進(jìn)一步判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在異常，進(jìn)而推斷故障 類型及故障能量等，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。通過(guò)在線色譜監(jiān)測(cè)裝置對(duì)變壓器油進(jìn)行連續(xù)或?qū)崟r(shí)監(jiān) 測(cè)，能夠隨時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，判斷其運(yùn)行是否正常，診斷設(shè)備內(nèi)部存在的故障性質(zhì)、 類型、部位和嚴(yán)重程度并預(yù)測(cè)故障的發(fā)展趨勢(shì)。隨著國(guó)內(nèi)外色譜技術(shù)的發(fā)展，已研制出可檢 測(cè)H 2、C0、C02、CH4、C2H4、C 2H6、C2H2等7種組分含量的色譜監(jiān)測(cè)裝置。但由于色譜儀本身或 其他因素的影響，可能造成測(cè)量結(jié)果偏差或數(shù)據(jù)不靈敏等問(wèn)題。因此需掌握本地區(qū)色譜裝 置設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行中存在的問(wèn)題，規(guī)范在線裝置選用、驗(yàn)收，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢測(cè)運(yùn)行中設(shè)備，確 保監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有作用。
[0004] 對(duì)運(yùn)行中的色譜儀使用一組或多組濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體檢測(cè)色譜儀的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)氣 體的差異性，從而實(shí)現(xiàn)在線色譜儀的評(píng)價(jià)工作，這與計(jì)量部門檢定實(shí)驗(yàn)室內(nèi)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(guò)程的差異性，導(dǎo)致了檢測(cè)結(jié)果的 差別，其使用的色譜組分檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)在線色譜儀進(jìn)行校驗(yàn)工作時(shí)，只是校驗(yàn)了設(shè)備的檢測(cè)器，而沒(méi)有兼顧到 設(shè)備脫氣方面的整個(gè)過(guò)程，從而導(dǎo)致校驗(yàn)工作失效。解決這一問(wèn)題的途徑是利用溶解有變 壓器特征氣體的標(biāo)準(zhǔn)油樣標(biāo)定色譜裝置，且需要對(duì)變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣進(jìn)行全面評(píng)價(jià) 以提高色譜檢測(cè)裝置質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)油樣的配制和評(píng)價(jià)方 法。
[0006] 本申請(qǐng)變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配制和評(píng)價(jià)方法是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 的：
[0007] -種變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)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(shè)定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)油樣建議濃度，通過(guò)氣體質(zhì)量流量控制 器MFC依次將變壓器故障特征氣體導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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?dú)獠⑦M(jìn)行充分?jǐn)嚢?，采用真?脫氣法對(duì)油樣進(jìn)行脫氣，令油樣處于極度欠飽和狀態(tài)，在密閉容器內(nèi)充分循環(huán)，保持空白油 樣的均一性，所述鼓泡注入是指氮?dú)鈴娜萜鞯撞恳詺馀菪问骄徛ㄈ胱儔浩饔停?br>[0010] (3)充分混合標(biāo)準(zhǔn)氣體與空白油樣：將儲(chǔ)油室抽真空并通入定量的空白油樣，將 已配制好的標(biāo)準(zhǔn)氣體經(jīng)質(zhì)量流量控制器緩慢導(dǎo)入到儲(chǔ)油室中，氣體以氣泡形式在上升過(guò)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(chǔ)油室上層抽出再導(dǎo)入到 儲(chǔ)油室底部，與油樣進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)油樣建議濃度以IEEEC57. 104-2008《油浸式變壓器產(chǎn)生 氣體的描述指南》中使用變壓器油中溶解氣體濃度評(píng)判變壓器狀態(tài)為依據(jù)設(shè)定。
[0013] 特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣包括標(biāo)準(zhǔn)油樣1、標(biāo)準(zhǔn)油樣2和標(biāo)準(zhǔn)油樣3 ;
[0014] 其中，標(biāo)準(zhǔn)油樣1對(duì)應(yīng)變壓器故障預(yù)警值，若變壓器油中溶解氣體各組分濃度低 于故障預(yù)警值即標(biāo)準(zhǔn)油樣1中各氣體組分濃度，則說(shuō)明變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)；
[0015] 標(biāo)準(zhǔn)油樣2對(duì)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)油樣2中各氣體組分濃度，則判斷變壓器已發(fā)生故障，應(yīng)立即進(jìn)行檢修；
[0016] 標(biāo)準(zhǔn)油樣3對(duì)應(yīng)變壓器失效預(yù)警值，若變壓器油中溶解氣體組分濃度高于失效預(yù) 警值即標(biāo)準(zhǔn)油樣3中各氣體組分濃度，則判斷變壓器油已發(fā)生過(guò)度分解，繼續(xù)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致 變壓器失效。
[0017] 其中，所述標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)定法》計(jì)算所得 理論濃度的偏差符合規(guī)定要求，即相對(duì)偏差小于10%。
[0021] 在步驟（2)中，所述高純氮?dú)馐侵钙浼兌却笥诘扔?9. 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(shè)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(biāo)準(zhǔn)油樣不同部位 的濃度測(cè)偏差在10%內(nèi)。
[0024] 本申請(qǐng)還公開了一種對(duì)上述述變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的評(píng)價(jià)方法，其特征在 于，所述評(píng)價(jià)方法包括以下步驟：
[0025] (1)依據(jù)IEEEC57. 104-2008提出標(biāo)準(zhǔn)油樣建議濃度，配制3種不同濃度的變壓器 特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣，包括標(biāo)準(zhǔn)油樣1、標(biāo)準(zhǔn)油樣2、標(biāo)準(zhǔn)油樣3 ;
[0026] (2)針對(duì)上述3種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)油樣，每個(gè)濃度下均按照GB/T7597-2007規(guī)定 的方法從儲(chǔ)油室的取油口采集兩次標(biāo)準(zhǔn)油樣，按照GB/T17623-1998所述方法，用實(shí)驗(yàn)室 高精度色譜儀器分析，取兩次標(biāo)準(zhǔn)油樣中各特征氣體含量的平均值作為各待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn) 濃度；
[0027] (3)將待評(píng)價(jià)的氣相色譜儀分別與標(biāo)準(zhǔn)油樣1、2、3相連接，對(duì)每一種濃度的標(biāo)準(zhǔn) 油樣重復(fù)測(cè)試6次，獲取每一種標(biāo)準(zhǔn)油樣中的各待測(cè)組分的峰高信號(hào)和噪聲信號(hào)，計(jì)算待 評(píng)價(jià)的氣相色譜儀的各組分的最小檢測(cè)濃度；根據(jù)通過(guò)氣相色譜儀測(cè)試得到的待測(cè)特征氣 體組分單次測(cè)試濃度，計(jì)算每一種標(biāo)準(zhǔn)油樣中的待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)偏差；
[0028] (4)計(jì)算由氣相色譜儀測(cè)試得到的每一標(biāo)準(zhǔn)油樣中待測(cè)特征氣體組分與該標(biāo)準(zhǔn)油 樣的建議濃度絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差，如果3種不同濃度的變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣中的任 意一氣體組分與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)油樣中該氣體組分建議濃度的相對(duì)誤差超過(guò)了 ±30%，則需對(duì)氣 相色譜儀進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0029] 本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)在于：該變壓器標(biāo)準(zhǔn)油樣配制方法可一次性得到溶解有已知?dú)怏w濃 度的變壓器標(biāo)準(zhǔn)油樣，且可長(zhǎng)時(shí)間貯存。通過(guò)對(duì)變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的全面評(píng)價(jià)，可達(dá) 到提高電網(wǎng)檢測(cè)裝置質(zhì)量，保證裝置運(yùn)行可靠性及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1所示為本發(fā)明公開的變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配制方法流程圖；
[0031] 圖2所示為本發(fā)明對(duì)變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的評(píng)價(jià)方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配制方法和評(píng)價(jià)方法 依次進(jìn)行詳細(xì)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(biāo)準(zhǔn)油樣的配制方法流程圖。
[0034] 變壓器特征氣體標(biāo)準(zhǔn)油樣的配制方法包括以下步驟：
[0035] (1)配制設(shè)定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體：以IEEEC57. 104-2008《油浸式變壓器產(chǎn)生氣體 的描述指南》中使用變壓器油中溶解氣體濃度評(píng)判變壓器狀態(tài)為依據(jù)提出標(biāo)準(zhǔn)油樣建議濃 度：采用標(biāo)準(zhǔn)油樣1對(duì)應(yīng)變壓器故障預(yù)警值，若變壓器油中溶解氣體各組分濃度普遍低于 故障預(yù)警值，則說(shuō)明變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)；采用標(biāo)準(zhǔn)油樣2對(duì)應(yīng)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(yù)警值與檢修臨界值范圍，則說(shuō)明變壓器開始出現(xiàn) 不正?，F(xiàn)象，若繼續(xù)運(yùn)行且氣體組分濃度普遍高于檢修臨界值，則說(shuō)明變壓器油已大量分 解，變壓器可能已發(fā)生故障，應(yīng)立即進(jìn)行檢修；采用標(biāo)準(zhǔn)油樣3對(duì)應(yīng)變壓器失效預(yù)警值，若 變壓器油中溶解氣體組分濃度普遍高于失效預(yù)警值，則說(shuō)明變壓器油已發(fā)生過(guò)度分解，繼 續(xù)運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致變壓器失效。
[0036] 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)油樣建議濃度，通過(guò)氣體質(zhì)量流量控制器MFC依次將7種變壓器故障特 征氣體導(dǎo)入到氣室中，從而配制出設(shè)定濃度的標(biāo)準(zhǔn)混合氣體；所配制的變壓器特征氣體標(biāo) 準(zhǔn)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(cè)定法》計(jì)算所得理論濃度的偏差符合規(guī)定要求，即相對(duì)偏差小于10%。
[0037] 表1 :標(biāo)準(zhǔn)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?dú)鈴娜萜鞯撞恳詺馀菪问骄徛ㄈ胱?壓器油，并進(jìn)行充