本發(fā)明涉及一種變壓器油中溶解氣體檢測數(shù)據(jù)的修正方法。

背景技術(shù)：

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備之一，它一旦發(fā)生故障，將會帶來嚴(yán)重后果。變壓器油中溶解氣體組分含量分析是國內(nèi)外在帶電狀態(tài)下監(jiān)測變壓器運(yùn)行狀況的最有效手段，因此變壓器油中溶解氣體組分含量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定了變壓器狀態(tài)評價(jià)的準(zhǔn)確性。

變壓器油中溶解氣體組分含量分析普遍采用氣相色譜法，首先采集變壓器中的油樣，然后脫出油中的溶解氣體，再使用氣相色譜儀分離、檢測脫出氣體中的各組分含量，通過數(shù)據(jù)計(jì)算得出油中各溶解氣體組分的濃度。在樣品分析過程中需要先對使用的氣相色譜儀進(jìn)行標(biāo)定，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中采用標(biāo)準(zhǔn)氣體外標(biāo)法，即每次試驗(yàn)前使用已知各組分濃度的一種標(biāo)準(zhǔn)混合氣體對儀器進(jìn)行標(biāo)定，從得到的色譜圖上量取各組分的峰面積或峰高進(jìn)行后續(xù)樣品分析時(shí)的結(jié)果計(jì)算。該方法中使用的標(biāo)準(zhǔn)混合氣體濃度只有一種，而待測樣品中氣體組分濃度不定，這就出現(xiàn)了單一濃度標(biāo)準(zhǔn)混合氣體外標(biāo)法不能很好的適用各種濃度范圍的待測油樣的問題。因此，需要一種更好的標(biāo)定和數(shù)據(jù)計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變壓器油中溶解氣體檢測數(shù)據(jù)的修正方法，在測試前分別選取變壓器正常運(yùn)行時(shí)和故障時(shí)變壓器油的樣本，根據(jù)其中特征氣體的種類和濃度制成標(biāo)準(zhǔn)氣體，對氣相色譜儀進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定，然后對待測變壓器油樣品的氣相色譜圖數(shù)據(jù)通過內(nèi)插法計(jì)算得出待測變壓器油樣品中各氣體組分的含量，結(jié)果準(zhǔn)確性高，可對變壓器油中多種溶解氣體的含量進(jìn)行測試。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，包括以下步驟，（1）標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制：選取變壓器正常運(yùn)行時(shí)變壓器油的樣本，為正常油樣本，選取變壓器故障時(shí)變壓器油的樣本，為故障油樣本，分別按正常油樣本和故障油樣本內(nèi)溶解的氣體濃度配制成標(biāo)準(zhǔn)氣體，正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的濃度為c_is1，故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的濃度為c_is2；

其中：c_is1—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的濃度，uL/L；

c_is2—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的濃度，uL/L；

（2）確定標(biāo)準(zhǔn)氣體的峰面積：使用步驟（1）配制的正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體和故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17623-1998中外標(biāo)定量法使用氣相色譜儀分別進(jìn)行標(biāo)定，然后分別量取各氣體組分峰面積，正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各氣體組分的峰面積為A_is1，故障油標(biāo)準(zhǔn)各氣體組分的峰面積為A_is2，在儀器工況穩(wěn)定的條件下重復(fù)操作兩次，重復(fù)性在平均值的±2%以內(nèi)，取其平均值、；

其中，A_is1—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的峰面積，mm²；

A_is2—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的峰面積，mm²；

—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的平均峰面積，mm²；

—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的平均峰面積，mm²；

（3）對待測變壓器油進(jìn)行檢測：按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17623-1998，采用機(jī)械振蕩法對待測變壓器油的樣品進(jìn)行脫氣，使用氣相色譜儀對脫出氣體進(jìn)行分析，得到色譜圖，并從色譜圖中量取各氣體組分的峰面積A_i，平行樣品檢測兩次，取各氣體組分峰面積算術(shù)平均值；

其中，A_i—待測變壓器油樣品中i組分的峰面積，mm²；

—待測變壓器油樣品中i組分的平均峰面積，mm²；

（4）確定待測變壓器油樣品脫出氣中各氣體組分的濃度：根據(jù)步驟（1）-（3）得出的參數(shù)，按照下述公式（1）計(jì)算出待測變壓器油樣品脫出氣中各氣體組分的濃度：

（1）

其中：c_i—待測變壓器油樣品脫出氣中i組分濃度，uL/L；

（5）確定待測變壓器油樣品中各氣體組分的含量：根據(jù)步驟（4）得出的參數(shù)，按照下述公式（2）-（4）計(jì)算出待測變壓器油樣品中溶解的各氣體組分的含量X_i：

其中：X_i—待測變壓器油樣品中溶解的i組分的氣體濃度，uL/L；

P —檢測時(shí)的大氣壓力，kPa；

K_i—50℃時(shí)國產(chǎn)礦物絕緣油中溶解氣體i組分的分配系數(shù)；

V_g′—50℃、試驗(yàn)壓力下平衡氣體體積，mL；

V_l′—50℃時(shí)所抽取的待測變壓器樣品的體積，mL；

t—檢測時(shí)的室溫，℃；

V_g—室溫t、檢測壓力下平衡氣體體積，mL；

V_l—室溫t時(shí)所抽取的待測變壓器樣品的體積，mL；

較佳地，步驟（1）中，將正常油樣本和故障油樣本委托具有國家標(biāo)準(zhǔn)氣體配制資質(zhì)的機(jī)構(gòu)分別按正常油樣本和故障油樣本內(nèi)溶解的特征氣體種類和濃度配制成標(biāo)準(zhǔn)氣體。

較佳地，所述正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體的組分為氫氣c_H2s1150μL/L、乙炔c_C2H2s11μL/L、甲烷c_CH4s120μL/L、乙烯c_C2H4s110μL/L、乙烷c_C2H6s110μL/L、一氧化碳c_COs11000μL/L和二氧化碳c_CO2s1300μL/L，所述故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體的組分為氫氣c_H2s2750μL/L、乙炔c_C2H2s25μL/L、甲烷c_CH4s2100μL/L、乙烯c_C2H4s250μL/L、乙烷c_C2H6s250μL/L、一氧化碳c_COs24000μL/L、二氧化碳c_CO2s21000μL/L 。

較佳地，所述步驟（2）中的氣相色譜儀應(yīng)經(jīng)過國家計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定并在有效期內(nèi)。

本發(fā)明積極效果如下：

本發(fā)明公開了一種變壓器油中溶解氣體檢測數(shù)據(jù)的修正方法，在測試前分別選取變壓器正常運(yùn)行時(shí)和故障時(shí)變壓器油的樣本，根據(jù)其中特征氣體的種類和濃度制成標(biāo)準(zhǔn)氣體，對氣相色譜儀進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定，然后對待測變壓器油樣品的氣相色譜圖數(shù)據(jù)通過內(nèi)插法計(jì)算得出待測變壓器油樣品中各氣體組分的含量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中單一濃度標(biāo)準(zhǔn)混合氣體外標(biāo)法不能很好的適用各種氣體濃度范圍的待測油樣的問題。

本發(fā)明使用正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體和故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體兩種濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體對氣相色譜儀進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定，然后對待測變壓器油樣品脫出氣的氣相色譜圖數(shù)據(jù)通過內(nèi)插法即公式（1）計(jì)算得出各氣體組分濃度，最終利用公式（2）-（4）得出待測變壓器油樣品中各氣體組分的含量，本發(fā)明的兩點(diǎn)標(biāo)定和內(nèi)插法計(jì)算比現(xiàn)有技術(shù)中的單點(diǎn)標(biāo)定和正比例計(jì)算具有更廣泛的樣品適用性，對未知濃度樣品檢測數(shù)據(jù)的計(jì)算準(zhǔn)確性有了有效的提高。

本發(fā)明方法檢測準(zhǔn)確，使用方便。適用于變壓器油中溶解氣體的在線檢測。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)敘述。

本實(shí)施例對河北電網(wǎng)某個(gè)變壓器油樣品進(jìn)行評估，具體實(shí)施如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制：選取變壓器正常運(yùn)行時(shí)變壓器油的樣本，為正常油樣本，選取變壓器故障時(shí)變壓器油的樣本，為故障油樣本，分別按正常油樣本和故障油樣本內(nèi)溶解的氣體濃度配制成標(biāo)準(zhǔn)氣體，正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的濃度為c_is1，故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的濃度為c_is2；將正常油樣本和故障油樣本委托具有國家標(biāo)準(zhǔn)氣體配制資質(zhì)的機(jī)構(gòu)分別按正常油樣本和故障油樣本內(nèi)溶解的特征氣體種類和濃度配制成標(biāo)準(zhǔn)氣體；

其中：c_is1—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的濃度，uL/L；

c_is2—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的濃度，uL/L；

本實(shí)施例中正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中：氫氣c_H2s1150μL/L、乙炔c_C2H2s11μL/L、甲烷c_CH4s120μL/L、乙烯c_C2H4s110μL/L、乙烷c_C2H6s110μL/L、一氧化碳c_COs11000μL/L和二氧化碳c_CO2s1300μL/L。

故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各組分的濃度為：氫氣c_H2s2750μL/L、乙炔c_C2H2s25μL/L、甲烷c_CH4s2100μL/L、乙烯c_C2H4s250μL/L、乙烷c_C2H6s250μL/L、一氧化碳c_COs24000μL/L、二氧化碳c_CO2s21000μL/L。

（2）確定標(biāo)準(zhǔn)氣體的峰面積：使用步驟（1）配制的正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體和故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17623-1998中外標(biāo)定量法使用氣相色譜儀分別進(jìn)行標(biāo)定，所使用的氣相色譜儀應(yīng)經(jīng)過國家計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定并在有效期內(nèi)，然后分別量取各氣體組分峰面積，正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中各氣體組分的峰面積為A_is1，故障油標(biāo)準(zhǔn)各氣體組分的峰面積為A_is2，在儀器工況穩(wěn)定的條件下重復(fù)操作兩次，重復(fù)性在平均值的±2%以內(nèi)，取其平均值、；

其中，A_is1—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的峰面積，mm²；

A_is2—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的峰面積，mm²；

—正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的平均峰面積，mm²；

—故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中i組分的平均峰面積，mm²；

本實(shí)施例中，按照步驟（2）的方法得到譜圖上各氣體組分峰面積。

正常油標(biāo)準(zhǔn)氣體中：在儀器工況穩(wěn)定的條件下重復(fù)操作兩次，滿足重復(fù)性在平均值的±2%以內(nèi)，平均值為氫氣1867mm²、乙炔1159mm²、甲烷12423mm²、乙烯11959mm²、乙烷11851mm²、一氧化碳65055mm²、二氧化碳36590mm²。

故障油標(biāo)準(zhǔn)氣體中：在儀器工況穩(wěn)定的條件下重復(fù)操作兩次，滿足重復(fù)性在平均值的±2%以內(nèi)，平均值為氫氣9338mm²、乙炔5795mm²、甲烷62118mm²、乙烯59796mm²、乙烷255mm²、一氧化碳260220mm²、二氧化碳121969mm²。

（3）對待測變壓器油進(jìn)行檢測：按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17623-1998，采用機(jī)械振蕩法對待測變壓器油的樣品進(jìn)行脫氣，使用氣相色譜儀對脫出氣體進(jìn)行分析，得到色譜圖，并從色譜圖中量取各氣體組分的峰面積A_i，平行樣品檢測兩次，取各氣體組分峰面積算術(shù)平均值；

其中，A_i—待測變壓器油樣品中i組分的峰面積，mm²；

—待測變壓器油樣品中i組分的平均峰面積，mm²；

本實(shí)施例中，待測變壓器油樣品檢測時(shí)的環(huán)境條件為：P =101.3 kPa，t=20℃。V_l=40 mL，V_g=3.0 mL，從色譜圖中量取各氣體組分的峰面積，得出待測變壓器油樣品脫出氣體色譜圖中各組分峰面積為：氫氣334mm²、乙炔20mm²、甲烷84958mm²、乙烯4534mm²、乙烷119717mm²、一氧化碳175980 mm²、二氧化碳112101mm²。

（4）確定待測變壓器油樣品脫出氣中各氣體組分的濃度：根據(jù)步驟（1）-（3）得出的參數(shù)，按照下述公式（1）計(jì)算出待測變壓器油樣品脫出氣中各氣體組分的濃度：

（1）

其中：c_i—待測變壓器油樣品脫出氣中i組分濃度，uL/L；

本實(shí)施例中，以氫氣組分為例：

；

其他組分的計(jì)算方法與氫氣的計(jì)算方法相同，將相應(yīng)參數(shù)帶入公式（1）即可，在此不一一列舉。

（5）確定待測變壓器油樣品中各氣體組分的含量：根據(jù)步驟（4）得出的參數(shù)，按照下述公式（2）-（4）計(jì)算出待測變壓器油樣品中溶解的各氣體組分的含量X_i：

其中：X_i—待測變壓器油樣品中溶解的i組分的氣體濃度，uL/L；

P —檢測時(shí)的大氣壓力，kPa；

K_i—50℃時(shí)國產(chǎn)礦物絕緣油中溶解氣體i組分的分配系數(shù)，這個(gè)參數(shù)在GB/T17623-1998中有列表，可查閱相應(yīng)列表得出；

V_g′—50℃、試驗(yàn)壓力下平衡氣體體積，mL；

V_l′—50℃時(shí)所抽取的待測變壓器樣品的體積，mL；

t—檢測時(shí)的室溫，℃；

V_g—室溫t、檢測壓力下平衡氣體體積，mL；

V_l—室溫t時(shí)所抽取的待測變壓器樣品的體積，mL；

待測變壓器油樣品檢測時(shí)的環(huán)境條件為：P =101.3 kPa，t=20℃。V_l=40 mL，V_g=3.0 mL；

以氫氣為例，經(jīng)計(jì)算得出：

。

本實(shí)施例其他組分的計(jì)算方法與氫氣的計(jì)算方法相同，按照公式（2）-（4）分別計(jì)算可得出待測變壓器油樣品中各氣體組分濃度為：氫氣3.52μL/L、乙炔0.02μL/L、甲烷59.81μL/L、乙烯5.43μL/L、乙烷223.42μL/L、一氧化碳504.47μL/L和二氧化碳854.47μL/L。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明專利的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。