一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法
【专利摘要】本发明涉及一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其步骤包括：将色谱检定仪上的出油口和回油口分别与在线监测装置的进油管和出油管连通，构成在线监测装置校验系统的基本回路，在色谱检定仪中配制出校验用标准油样，通过控制阀门开启所述在线监测装置校验系统的基本回路，启动在线监测装置检测色谱检定仪内配制的标准油样中的溶解气体浓度；在色谱仪中通入10分钟的载气，开启色谱仪，色谱仪的基线走稳后，在所述色谱检定仪中取一定量的标准油样，用所述色谱仪对所述的标准油样进行检测，分别统计在线监测装置和色谱仪的检测数据，并以色谱仪的检测数据为基准，分析在线监测装置的相对测量误差及重复性是否满足要求。
【专利说明】
一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，该装置可用作变电 站、发电厂等变压器油中溶解气体在线监测装置在不停机的状态下进行校验。
【背景技术】
[0002] 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。 通过对变压器油进行气相色谱法分析变压器油中溶解气体组分含量，来监测变压器的运行 健康状况已是一种公认的保障变压器安全运行的有效手段。目前市场上在线色谱分析系统 种类繁多、功能各异、良莠不齐，我国幅员辽阔，仅一个省的电力公司在运在线色谱监测装 置超过200套，超过一半的设备由于运行不稳定、故障率高、准确性差等原因处于停运状态。
[0003] 为了确保新入网及在运的在线色谱监测装置功能、准确性、稳定性等指标满足长 期稳定运行的要求，大量的在线色谱监测装置在变电站投运后，如何对其健康状况进行跟 踪和定期校验，确保其数据的准确性，防止以往设备误报、错报等情况发生，为变压器状态 评价和故障预警提供准确的数据支持，成为必须考虑的问题。随着输变电设备状态检修及 评价工作的深入开展，对变压器油色谱在线监测装置的配备率、投运率、准确率和稳定性提 出了更高的要求。因此开发一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，来保证新设备 入网及在运色谱的测量准确性很有必要。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方 法。
[0005] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是： 一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其关键技术在于:将色谱检定仪上的 出油口和回油口分别与在线监测装置的进油管和出油管连通，构成在线监测装置校验系统 的基本回路，在色谱检定仪中配制出校验用标准油样，通过控制阀门开启所述在线监测装 置校验系统的基本回路，启动在线监测装置检测色谱检定仪内配制的标准油样中的溶解气 体浓度;在色谱仪中通入10分钟的载气，开启色谱仪，色谱仪的基线走稳后，在所述色谱检 定仪中取一定量的标准油样，用所述色谱仪对所述的标准油样进行检测，分别统计在线监 测装置和色谱仪的检测数据，并以色谱仪的检测数据为基准，分析在线监测装置的相对测 量误差及重复性是否满足要求。
[0006] 进一步的，利用l〇〇ml的注射器在色谱检定仪中进行取样，开启振荡仪并将其升温 到50°C后，将取好的油样放置在振荡仪中开始振荡，20分钟后取出注射器将气体转移到5ml 的玻璃注射器中，然后在色谱仪中完成样品检测。
[0007] 进一步的，所述色谱检定仪分别与标准配气仪、空气栗和原油储罐连通，原油储罐 向色谱检定仪中注入变压器油，标准配气仪向色谱检定仪中注入一定量的标准七组分气 体，在色谱检定仪中经过充分的混合，配制出校验用标准油样。
[0008] 进一步的，所述色谱检定仪、色谱仪和标准配气仪均与校验系统工作站连接并通 过校验系统工作站控制。
[0009] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 采用本发明所提供的方法校验变电站在线色谱监测装置时不需要停机，避免了为校验 在线监测装置而专门列支的停电计划。
[0010] 采用本发明所提供的方法可快速完成在运变压器油中溶解气体在线监测装置校 验工作，现场即可评价检测的设备准确性、稳定性。
[0011] 采用本发明所提供的方法对在线监测装置进行校验后，防止以往对变压器运行状 况误判、漏判情况再次发生，实现对存在异常征兆的变压器做到早分析、早诊断、早处理、避 免发生电网事故，保证电网的安全稳定经济运行，避免经济损失和社会不良影响，带来十分 明显的社会效益。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0013] 图1是本发明的结构示意图。
[0014] 其中：1色谱检定仪、2空气栗、3原油储罐、4标准配气仪、5校验系统工作站、6色谱 仪用载气、7色谱仪、8振荡仪、9在线监测装置、10空气入口阀、11手动标气入口阀、12自动标 气入口阀、13原油入口阀、14取样阀、15第一回油阀、16第一出油阀、17排废阀、18第二进油 阀、19第二出油阀。
【具体实施方式】
[0015] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发 明进行清楚、完整的描述。
[0016] 按照图1所示的连接关系连接好校验所用的装置，其具体包括色谱检定仪1、标准 配气仪4、校验系统工作站5、色谱仪7空气栗2和原油储罐3,所述色谱检定仪1用于配制一定 浓度的标准油样，标准配气仪4给色谱检定仪1供应相应的标准气体，原油储罐3给色谱检定 仪1供应变压器油。
[0017] 所述标准配气仪4、空气栗2、原油储罐3分别与色谱检定仪1上的自动标气入口阀 12、空气入口阀10、原油入口阀13连通。
[0018] 所述标准配气仪4、色谱检定仪1和色谱仪7分别与所述校验系统工作站5连接，校 验系统工作站5为整个装置的控制器，所述色谱仪7连接有色谱仪用载气6,所述色谱检定仪 1上的出油口和回油口分别与在线监测装置9的进油管和出油管连通，色谱检定仪1上的出 油口和回油口上分别设置有第一出油阀16和第一回油阀15,所述在线监测装置9的进油管 和出油管上分别设置有第二进油阀18和第二出油阀19。第一回油阀15和第二出油阀19相连 接后构成变压器油中溶解气体在线监测装置校验系统的基本回路。
[0019]所述色谱检定仪1上还设置有取样口、排废口和手动标气入口，所述取样口、排废 口和手动标气入口上分别设置有取样阀14、排废阀17和手动标气入口阀11。所述的各阀门 可采用电磁阀，通过校验系统工作站5连接控制。
[0020] 本装置是利用便携式色谱仪与变电站变压器油中溶解气体在线监测装置进行比 对，从而实现对在线监测装置进行校验的目的。
[0021] 可在实验室先模拟变压器的运行状况，利用已有的检定系统配置现场校验用标准 油样，通过实验室色谱仪对标准油样进行标定，用于判断检定系统配置的标准油样是否符 合使用情况。
[0022] 现场按顺序将检定系统与变压器油中溶解气体在线监测装置连接，启动检定系统 对在线监测装置进行校验;取变压器、检定系统油样利用便携式的色谱仪7进行检测，同时 以色谱仪7的检测数据为基准来评价变压器油中溶解气体在线监测装置检测数据的可靠 性。
[0023] 工作时，通过校验系统工作站5控制原油入口阀13开启，原油储罐3通过原油入口 阀13向色谱检定仪1中注入一定量的变压器油，色谱检定仪1中注入变压器油后，校验系统 工作站5控制色谱检定仪1上的自动标气入口阀12开启，标准配气仪4通过自动标气入口阀 12向色谱检定仪1中注入一定量的标准七组分气体(氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化 碳，二氧化碳），配制出想要的组分气体浓度(组分气体浓度由校验系统工作站5计算，按比 例计算出配制该浓度所需的标准气体量），在色谱检定仪1中经过充分的混合，配制出校验 用标准油样。
[0024] 手动开启检定仪第一出油阀16、第一回油阀15、在线监测装置9上的第二进油阀 18、第二出油阀19,启动在线监测装置9开始检测检定仪1内配制的标准油样中的溶解气体 浓度。
[0025] 将连接在便携式的色谱仪7上的色谱仪用载气6的阀门开启，在色谱仪7中通入10 分钟的载气后，开启色谱仪7,色谱仪7的基线走稳后，准备对校验用标准油样进行检测。手 动开启空气栗2的电源，校验系统工作站5控制色谱检定仪1上的空气入口阀门10开启对色 谱检定仪1进行加压;色谱检定仪1的压力达到设定值后，手动开启色谱检定仪1上的取样阀 14,利用100ml的注射器进行取样，同时开启振荡仪8的电源，升温到50°C后，将取好的油样 放置在振荡仪8中开始振荡，20min后取出注射器将气体转移到5ml的玻璃注射器中，并在色 谱仪7中完成样品检测。
[0026] 分别统计在线监测装置9和色谱仪7的检测数据，并以色谱仪7的检测数据为基准， 校验系统工作站5分析变压器油中溶解气体在线监测装置9的相对测量误差及重复性是否 满足要求。
[0027] 本发明采用现场配置标准油样的方法，使检测结果更加准确可靠。如果由实验室 预先配置好标准油样，在转运过程中经过颠簸，会导致标准油样中气体含量的变化，导致校 验结果的不准确。在实际校验过程中，标准油样为两种，一是故障油，具体是指油中组分含 量超过标准值的油样;二是运行油，具体是指配制油中组分含量较小的油样，采用两种不同 的油样进行对比，能够进一步保证校验结果的准确性和可靠性。
[0028] 实施例一 本实施例为某站点主变在线色谱仪校验报告的部分内容，具体如下： 1.校验内容及要求 1.1测量误差试验 1.1.1标准油样制备 1.1.1.1向检定仪中注入新变压器油后，并利用标准配气装置分别通入一定量的标准 单组分气体(H2、CO、C〇2、CH4、C2H6、C2H4、C 2H2)，在检定仪60°C条件下与变压器油充分混合，配 制出一定浓度的"含七种组分的标准油样"。制备的标准油样中各气体成分浓度由实验室气 相色谱仪确定。
[0029] 1.1.1.2标准油样中所组分成分浓度参照下列要求： 1.1.1.2.1最低检测限值（允许偏差-10%~30%)、最高检测限值（允许偏差-30%~ 10%)； 1.1.1.2.2烃类气体小于lOyL/L油样1个，lOyL/L至150yL/L油样1个； 1.1.1.2.3介于150yL/L和最高检测限值两者之间的气体含量油样1个。
[0030] 1.1.1.3标准油样主要包括多组分气体成分，必要时也可以配制单组分气体成 分。
[0031] 1.1.2油样分析 1.1.2.1将油样接入变压器油中溶解气体在线监测装置进行分析测试，另取100 ml油 样用便携式气相色谱仪进行分析测试，且便携式测量数据的重复性满足GB/T 17623中9.1 的要求，以便携式气相色谱仪测量结果为基准。
[0032] 1.1.2.2合格判据:按下式计算测量误差，偏差值应满足表1、表2的要求。
[0033] 1.1.2.3油样采集、脱出油样中的溶解气体、用便携式气相色谱仪分离、检测气体 组分等各步骤，应严格按照《GB/T 17623-1998绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测 定法》的有关规定执行。
[0034] 表1多组分在线监测装置技术指标
表2少组分在线监测装置技术指标
1.2测量重复性检验 1.2.1针对同一油样（以单一组分乙烯C2H4,浓度50yL/L配制），连续进行3次在线监 测装置油中气体组分分析，比较3次测量结果。
[0035] 1.2.2合格判据:最大与最小测量结果之差不超过3次平均值的10%，且各次测量结 果的测量误差均符合表1、表2的要求。
[0036]测量重复性计算公式如下：
要求：1)当油中溶解气体含量大于10yL/L时，测量重复性〈10%。
[0037] 2)当油中溶解气体含量不大于lOyL/L时，测量重复性〈20%。
[0038] 2现场校验过程 2.1取样 利用采样注射器等工具，技术人员在变压器本体及变压器油校验检定仪中采样，现场 变压器油中需采集平行样品3个，变压器油在线校验装置中，不同时间段取油样3次。取样容 器和方法参照中华人民共和国电力行业标准GB/T 7597-2007或中华人民共和国国家标准 GB/T 7252-2001 中6.1执行。
[0039] 2 · 1 · 1取样方法及部位 从设备中取油样的全过程应在全密封状态下进行，油样不得与空气接触。取样部位应 注意所取的油样能代表设备本体油的含气状况，一般应在设备的下部取样阀门处取油样。 在特殊情况下，可在不同的取样部位取样。设备的取样阀门应配上带油小嘴的连接器，在小 嘴上接软管。取样前应排除变压器管道、取样管路中及取样阀门内的空气和"死油"，所用胶 管应尽可能的短，同时用设备本体的油冲洗管路。取油样时油流应平缓。
[0040] 2.1.2取样工具 使用标准100 ml医用注射器，以三通阀密封采样。采样前要求先检查针管密封性，再用 试油冲洗湿润针管，以保证注射器滑润和密封。整个操作过程中，避免针管中出现气泡。当 注射器充有油样时，芯子能按油体积随温度的变化自由滑动，使内外压力平衡。
[0041 ] 2.1.3取样量 使用标准100 ml医用注射器，取样量在50~80 ml。
[0042] 2.2脱气 变压器油中溶解气体在线监测装置脱气方式普遍采用的是溶解平衡法一机械振荡法。 混合气体经过恒温振荡自油中脱出后，应尽快转移到玻璃注射器中去，以避免气体与脱过 气的油接触时，因各组分有选择性地回溶而改变其组成。对脱出的气样应尽快进行色谱分 析，避免长时间地储存而造成气体逸散。
[0043] 2.3气体分析 在线色谱仪现场比对试验是对油中溶解气体8个组分(氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、 乙烷、乙烯、乙炔、总烃）的含量分析和比对。现场在线气相色谱仪应能满足电力行业标准 DL/T 722-2000或国家标准GB/T 7252-2001中8.2对气相色谱仪的要求。
[0044] 2.4进样 使用1 ml注射器进样，应选择气密性好并经校准的注射器，以保证良好的进样体积的 准确性。样品分析与仪器标定必须使用同一注射器，进样体积相同，均取0.5 ml，以减少误 差。
[0045] 2.5校验数据 利用现场在线监测装置的分析数据与便携式色谱仪分析现场变压器本体油及检定装 置油样的数据进行比对，并记录在线监测装置的数据及便携式色谱仪的测量数据，根据二 者的数据计算在线色谱仪的测量误差和重复性。
[0046] 3在线色谱仪校验结果
4在线色谱仪的校验结论 利用变压器油中溶解气体在线检定系统对石家庄局常山站1号主变变压器油中溶解气 体在线监测装置进行现场校验，确定该站点主变变压器油在线监测装置校验结论如下： 4.1经过现场实测，变压器油中溶解气体在线监测装置的最小检测周期为2小时。
[0047] 4.2依据"Q/GDW 540.2-2010变电设备在线监测装置检验规范第2部分:变压器油 中溶解气体在线监测装置"中相对测量误差超标范围（最低检测限值或±30%之间，测量误 差取二者最大值）、测量重复性超标范围（当油中溶解气体含量大于lOyL/L时，测量重复性〈 10%;当油中溶解气体含量不大于l〇yL/L时，测量重复性〈20%。）的要求。在现场利用变压器 本体油、检定仪低浓度油、检定仪高浓度油三种不同浓度的标准油样，对河南中分的变压器 油中溶解气体在线监测装置进行比对，发现在线监测装置相对测量误差中有3项超出了标 准要求，具体超标项目如下。
[0048] 4.2.1利用1号主变变压器本体油，通过检定系统对在线监测装置比对时发现，在 线监测装置乙烷、乙炔二项未检出，氢气的测量误差为55.77%，乙烯的测量误差为48.68%。 在线监测装置的测量重复性均满足要求。
[0049] 4.3常山站的变压器油中溶解气体在线监测装置需要厂家及时调整仪器设备的测 量精确度。
[0050] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可 以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而 这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范 围。
【主权项】
1. 一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其特征在于:将色谱检定仪上的出 油口和回油口分别与在线监测装置的进油管和出油管连通，构成在线监测装置校验系统的 基本回路，在色谱检定仪中配制出校验用标准油样，通过控制阀门开启所述在线监测装置 校验系统的基本回路，启动在线监测装置检测色谱检定仪内配制的标准油样中的溶解气体 浓度;在色谱仪中通入10分钟的载气，开启色谱仪，色谱仪的基线走稳后，在所述色谱检定 仪中取一定量的标准油样，用所述色谱仪对所述的标准油样进行检测，分别统计在线监测 装置和色谱仪的检测数据，并以色谱仪的检测数据为基准，分析在线监测装置的相对测量 误差及重复性是否满足要求。2. 根据权利要求1所述的一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其特征在于： 利用l〇〇ml的注射器在色谱检定仪中进行取样，开启振荡仪并将其升温到50°C后，将取好的 油样放置在振荡仪中开始振荡，20分钟后取出注射器将气体转移到5ml的玻璃注射器中，然 后在色谱仪中完成样品检测。3. 根据权利要求1所述的一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其特征在于： 所述色谱检定仪分别与标准配气仪、空气栗和原油储罐连通，原油储罐向色谱检定仪中注 入变压器油，标准配气仪向色谱检定仪中注入一定量的标准七组分气体，在色谱检定仪中 经过充分的混合，配制出校验用标准油样。4. 根据权利要求2所述的一种变电站在线色谱监测装置不停机校验方法，其特征在于： 所述色谱检定仪、色谱仪和标准配气仪均与校验系统工作站连接并通过校验系统工作站控 制。
【文档编号】G01N30/02GK106093228SQ201610381891
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日 公开号201610381891.9, CN 106093228 A, CN 106093228A, CN 201610381891, CN-A-106093228, CN106093228 A, CN106093228A, CN201610381891, CN201610381891.9
【发明人】刘克成, 马慧芳, 张立军, 王娟怡, 王艳
【申请人】国网河北省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 河北省电力建设调整试验所