本发明涉及一种变压器油中溶解气体检测数据的修正方法。
背景技术：
变压器是电力系统中的重要电气设备之一，它一旦发生故障，将会带来严重后果。变压器油中溶解气体组分含量分析是国内外在带电状态下监测变压器运行状况的最有效手段，因此变压器油中溶解气体组分含量数据的准确性直接决定了变压器状态评价的准确性。
变压器油中溶解气体组分含量分析普遍采用气相色谱法，首先采集变压器中的油样，然后脱出油中的溶解气体，再使用气相色谱仪分离、检测脱出气体中的各组分含量，通过数据计算得出油中各溶解气体组分的浓度。在样品分析过程中需要先对使用的气相色谱仪进行标定，现有标准中采用标准气体外标法，即每次试验前使用已知各组分浓度的一种标准混合气体对仪器进行标定，从得到的色谱图上量取各组分的峰面积或峰高进行后续样品分析时的结果计算。该方法中使用的标准混合气体浓度只有一种，而待测样品中气体组分浓度不定，这就出现了单一浓度标准混合气体外标法不能很好的适用各种浓度范围的待测油样的问题。因此，需要一种更好的标定和数据计算方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种变压器油中溶解气体检测数据的修正方法，在测试前分别选取变压器正常运行时和故障时变压器油的样本，根据其中特征气体的种类和浓度制成标准气体，对气相色谱仪进行两点标定，然后对待测变压器油样品的气相色谱图数据通过内插法计算得出待测变压器油样品中各气体组分的含量，结果准确性高，可对变压器油中多种溶解气体的含量进行测试。
为实现上述目的，包括以下步骤，（1）标准气体的配制：选取变压器正常运行时变压器油的样本，为正常油样本，选取变压器故障时变压器油的样本，为故障油样本，分别按正常油样本和故障油样本内溶解的气体浓度配制成标准气体，正常油标准气体中各组分的浓度为cis1，故障油标准气体中各组分的浓度为cis2；
其中：cis1—正常油标准气体中i组分的浓度，uL/L；
cis2—故障油标准气体中i组分的浓度，uL/L；
（2）确定标准气体的峰面积：使用步骤（1）配制的正常油标准气体和故障油标准气体，按照国家标准GB/T17623-1998中外标定量法使用气相色谱仪分别进行标定，然后分别量取各气体组分峰面积，正常油标准气体中各气体组分的峰面积为Ais1，故障油标准各气体组分的峰面积为Ais2，在仪器工况稳定的条件下重复操作两次，重复性在平均值的±2%以内，取其平均值、；
其中，Ais1—正常油标准气体中i组分的峰面积，mm2；
Ais2—故障油标准气体中i组分的峰面积，mm2；
—正常油标准气体中i组分的平均峰面积，mm2；
—故障油标准气体中i组分的平均峰面积，mm2；
（3）对待测变压器油进行检测：按照国家标准GB/T17623-1998，采用机械振荡法对待测变压器油的样品进行脱气，使用气相色谱仪对脱出气体进行分析，得到色谱图，并从色谱图中量取各气体组分的峰面积Ai，平行样品检测两次，取各气体组分峰面积算术平均值；
其中，Ai—待测变压器油样品中i组分的峰面积，mm2；
—待测变压器油样品中i组分的平均峰面积，mm2；
（4）确定待测变压器油样品脱出气中各气体组分的浓度：根据步骤（1）-（3）得出的参数，按照下述公式（1）计算出待测变压器油样品脱出气中各气体组分的浓度：
（1）
其中：ci—待测变压器油样品脱出气中i组分浓度，uL/L；
（5）确定待测变压器油样品中各气体组分的含量：根据步骤（4）得出的参数，按照下述公式（2）-（4）计算出待测变压器油样品中溶解的各气体组分的含量Xi：
其中：Xi—待测变压器油样品中溶解的i组分的气体浓度，uL/L；
P —检测时的大气压力，kPa；
Ki—50℃时国产矿物绝缘油中溶解气体i组分的分配系数；
Vg′—50℃、试验压力下平衡气体体积，mL；
Vl′—50℃时所抽取的待测变压器样品的体积，mL；
t—检测时的室温，℃；
Vg—室温t、检测压力下平衡气体体积，mL；
Vl—室温t时所抽取的待测变压器样品的体积，mL；
较佳地，步骤（1）中，将正常油样本和故障油样本委托具有国家标准气体配制资质的机构分别按正常油样本和故障油样本内溶解的特征气体种类和浓度配制成标准气体。
较佳地，所述正常油标准气体的组分为氢气cH2s1150μL/L、乙炔cC2H2s11μL/L、甲烷cCH4s120μL/L、乙烯cC2H4s110μL/L、乙烷cC2H6s110μL/L、一氧化碳cCOs11000μL/L和二氧化碳cCO2s1300μL/L，所述故障油标准气体的组分为氢气cH2s2750μL/L、乙炔cC2H2s25μL/L、甲烷cCH4s2100μL/L、乙烯cC2H4s250μL/L、乙烷cC2H6s250μL/L、一氧化碳cCOs24000μL/L、二氧化碳cCO2s21000μL/L 。
较佳地，所述步骤（2）中的气相色谱仪应经过国家计量机构检定并在有效期内。
本发明积极效果如下：
本发明公开了一种变压器油中溶解气体检测数据的修正方法，在测试前分别选取变压器正常运行时和故障时变压器油的样本，根据其中特征气体的种类和浓度制成标准气体，对气相色谱仪进行两点标定，然后对待测变压器油样品的气相色谱图数据通过内插法计算得出待测变压器油样品中各气体组分的含量，解决了现有技术中单一浓度标准混合气体外标法不能很好的适用各种气体浓度范围的待测油样的问题。
本发明使用正常油标准气体和故障油标准气体两种浓度标准气体对气相色谱仪进行两点标定，然后对待测变压器油样品脱出气的气相色谱图数据通过内插法即公式（1）计算得出各气体组分浓度，最终利用公式（2）-（4）得出待测变压器油样品中各气体组分的含量，本发明的两点标定和内插法计算比现有技术中的单点标定和正比例计算具有更广泛的样品适用性，对未知浓度样品检测数据的计算准确性有了有效的提高。
本发明方法检测准确，使用方便。适用于变压器油中溶解气体的在线检测。
具体实施方式
下面将对本发明的实施例作进一步的详细叙述。
本实施例对河北电网某个变压器油样品进行评估，具体实施如下：
（1）标准气体的配制：选取变压器正常运行时变压器油的样本，为正常油样本，选取变压器故障时变压器油的样本，为故障油样本，分别按正常油样本和故障油样本内溶解的气体浓度配制成标准气体，正常油标准气体中各组分的浓度为cis1，故障油标准气体中各组分的浓度为cis2；将正常油样本和故障油样本委托具有国家标准气体配制资质的机构分别按正常油样本和故障油样本内溶解的特征气体种类和浓度配制成标准气体；
其中：cis1—正常油标准气体中i组分的浓度，uL/L；
cis2—故障油标准气体中i组分的浓度，uL/L；
本实施例中正常油标准气体中：氢气cH2s1150μL/L、乙炔cC2H2s11μL/L、甲烷cCH4s120μL/L、乙烯cC2H4s110μL/L、乙烷cC2H6s110μL/L、一氧化碳cCOs11000μL/L和二氧化碳cCO2s1300μL/L。
故障油标准气体中各组分的浓度为：氢气cH2s2750μL/L、乙炔cC2H2s25μL/L、甲烷cCH4s2100μL/L、乙烯cC2H4s250μL/L、乙烷cC2H6s250μL/L、一氧化碳cCOs24000μL/L、二氧化碳cCO2s21000μL/L。
（2）确定标准气体的峰面积：使用步骤（1）配制的正常油标准气体和故障油标准气体，按照国家标准GB/T17623-1998中外标定量法使用气相色谱仪分别进行标定，所使用的气相色谱仪应经过国家计量机构检定并在有效期内，然后分别量取各气体组分峰面积，正常油标准气体中各气体组分的峰面积为Ais1，故障油标准各气体组分的峰面积为Ais2，在仪器工况稳定的条件下重复操作两次，重复性在平均值的±2%以内，取其平均值、；
其中，Ais1—正常油标准气体中i组分的峰面积，mm2；
Ais2—故障油标准气体中i组分的峰面积，mm2；
—正常油标准气体中i组分的平均峰面积，mm2；
—故障油标准气体中i组分的平均峰面积，mm2；
本实施例中，按照步骤（2）的方法得到谱图上各气体组分峰面积。
正常油标准气体中：在仪器工况稳定的条件下重复操作两次，满足重复性在平均值的±2%以内，平均值为氢气1867mm2、乙炔1159mm2、甲烷12423mm2、乙烯11959mm2、乙烷11851mm2、一氧化碳65055mm2、二氧化碳36590mm2。
故障油标准气体中：在仪器工况稳定的条件下重复操作两次，满足重复性在平均值的±2%以内，平均值为氢气9338mm2、乙炔5795mm2、甲烷62118mm2、乙烯59796mm2、乙烷255mm2、一氧化碳260220mm2、二氧化碳121969mm2。
（3）对待测变压器油进行检测：按照国家标准GB/T17623-1998，采用机械振荡法对待测变压器油的样品进行脱气，使用气相色谱仪对脱出气体进行分析，得到色谱图，并从色谱图中量取各气体组分的峰面积Ai，平行样品检测两次，取各气体组分峰面积算术平均值；
其中，Ai—待测变压器油样品中i组分的峰面积，mm2；
—待测变压器油样品中i组分的平均峰面积，mm2；
本实施例中，待测变压器油样品检测时的环境条件为：P =101.3 kPa，t=20℃。Vl=40 mL，Vg=3.0 mL，从色谱图中量取各气体组分的峰面积，得出待测变压器油样品脱出气体色谱图中各组分峰面积为：氢气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）确定待测变压器油样品脱出气中各气体组分的浓度：根据步骤（1）-（3）得出的参数，按照下述公式（1）计算出待测变压器油样品脱出气中各气体组分的浓度：
（1）
其中：ci—待测变压器油样品脱出气中i组分浓度，uL/L；
本实施例中，以氢气组分为例：
；
其他组分的计算方法与氢气的计算方法相同，将相应参数带入公式（1）即可，在此不一一列举。
（5）确定待测变压器油样品中各气体组分的含量：根据步骤（4）得出的参数，按照下述公式（2）-（4）计算出待测变压器油样品中溶解的各气体组分的含量Xi：
其中：Xi—待测变压器油样品中溶解的i组分的气体浓度，uL/L；
P —检测时的大气压力，kPa；
Ki—50℃时国产矿物绝缘油中溶解气体i组分的分配系数，这个参数在GB/T17623-1998中有列表，可查阅相应列表得出；
Vg′—50℃、试验压力下平衡气体体积，mL；
Vl′—50℃时所抽取的待测变压器样品的体积，mL；
t—检测时的室温，℃；
Vg—室温t、检测压力下平衡气体体积，mL；
Vl—室温t时所抽取的待测变压器样品的体积，mL；
待测变压器油样品检测时的环境条件为：P =101.3 kPa，t=20℃。Vl=40 mL，Vg=3.0 mL；
以氢气为例，经计算得出：
。
本实施例其他组分的计算方法与氢气的计算方法相同，按照公式（2）-（4）分别计算可得出待测变压器油样品中各气体组分浓度为：氢气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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明专利的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。