技术领域本发明涉及一种用于电力变压器在线色谱仪的校验装置。
背景技术：
变压器等充油电气设备在运行中，不同的故障状态会产生不同的特征气体（主要包括CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2、H2等），并溶解于绝缘油中。准确分析绝缘油中溶解气体的特征气体组分和含量，可以判断设备的安全状态，发现早期潜伏性故障，是监视充油电气设备安全运行最有效的措施之一。变压器在线色谱仪安装于变压器上，能够动态连续监测变压器油中各种特征气体的浓度，为及时发现潜伏性故障、保障变压器的长期稳定运行发挥重要作用。目前，在实际生产过程中，变压器在线色谱仪存在的主要问题是准确性差，难于准确检测变压器油中的特征气体含量，经常漏报、误报警。因此，必须要定期用足够体积、能够连续恒压供应、已知确值溶解气体浓度的变压器油样品进行校验，保证其示值的准确性。但因为变压器油中溶解气体含量会随着油的温度、压力和密封状态而变化，因此，配制特征气体浓度准确、并且连续、恒压输出的变压器油确值样品的难度很大。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是一种用于电力变压器在线色谱仪的校验装置，可以方便地配制准确特征气体浓度的变压器油样品，并且能够连续、恒压输出，进行变压器在线色谱仪校验。为了解决上述问题，本发明所提供一种用于电力变压器在线色谱仪的校验装置的技术方案如下：一种用于电力变压器在线色谱仪的校验装置，包括：主油箱，内部设恒压排油装置，用于配制和保存定值油样品，主油箱与调节油箱连通，油温变化时油体积变化量通过调节油箱储存和补充；调节油箱，设有排空阀和进油阀，能够储存变压器油，位于主油箱上端，并且与主油箱连通；副油箱，与主油箱连通，外部设有循环泵和真空泵，并且设有雾化系统，用于净化回用油，除去回用油中残余水分和各种溶解气体杂质至基础油；混油管路，包括控制与主油箱连通的混油阀门和排油泵、控制与副油箱连通的副油箱进油阀；净化循环系统，副油箱顶部设有雾化器，净化循环管路包括连接副油箱底部的循环泵，所述循环泵通过双向阀与换热器连接，所述换热器通过混油管路与主油箱和副油箱连接；气体控制装置，包括标准气体气瓶、平衡气气瓶和相应的标气进样定量阀、平衡气进样定量阀，还包括用于改变气体浓度的手动进样定量器和相应的手动进样阀，所述标准气体气瓶、平衡气气瓶和手动进样定量器通过四通连接件与进气管连通，所述进气管与主油箱连通；回收油容器，通过净化循环管路与主油箱和副油箱连通；变压器油确值样品输出系统：包括变压器在线色谱仪,所述变压器在线色谱仪一端通过确值变压器油输出阀与主油箱连接，另一端连接回收油容器。进一步的，所述主油箱为橄榄球型耐压容器，所述排油装置包括可充分填充主油箱内腔的球囊、控制球囊压力的恒压装置、压力传感器和双向气泵，所述球囊的底部与主油箱底部密闭连接，球囊球体为耐油橡胶材料。进一步的，所述调节油箱内设有高油位液位传感器，主油箱下部设有低油位液位传感器。进一步的，所述副油箱体积为主油箱的两倍，并且所述副油箱底部为倒锥形。进一步的，所述进气管与主油箱设有辅助气体溶解装置，所述辅助气体溶解装置包括分别连接进气管、进油管路、出油管路的三通套管,所述进气管上设有筛分器,所述筛分器为海绵状结构，所述筛分器微孔孔径为10～20微米，可以将待溶气体细化成微气泡，迅速完全地溶解到变压器油中。本发明提供变压器在线色谱仪校验的方法，具体步骤如下：（1）系统真空：将用于变压器在线色谱仪校验装置的真空度维持在550Pa～850Pa，静置10～20分钟。（2）系统注油：将变压器油通过净化装置进行过滤后，注入副油箱中。（3）回用油净化：将过滤后的变压器油加热到70～80℃，通过雾化装置，将加热后的变压器油雾化成0.05mm的液滴，在负压状态下，溶解于变压器油中水分气化成水蒸汽，杂质气体的溶解度降低，都从油中逸散出来，随真空泵排出副油箱，变压器油落入副油箱底部，继续进行加热、雾化、除杂质的循环，此步骤持续进行90min～120min。（4）确值溶解气体变压器油样品配制：根据预设特征气体浓度，包括特征气体浓度和平衡气浓度，计算需要加入的各种气体体积，将副油箱中变压器油注入主油箱中，使净化后的变压器油在主油箱和混油管路在50℃、10～20kPa的条件下密闭循环。待溶解标准气体经二次减压后调整压力为25～30kPa，然后将精确定量的待溶解气体经由辅助气体溶解装置注入油中，加气速度为0.05L/min，循环15min，然后定量注入平衡气，可以设定10～90%饱和度，循环，使油与待溶解气体充分混合。（5）变压器在线色谱仪校验：连接变压器油样品输出接口与变压器在线色谱仪进油接口，连接变压器在线色谱仪出油接口与排油管路。对球囊充气加压并恒压至130kPa，打开变压器油输出阀即可提供连续、恒压输出的变压器油确值样品，进行变压器在线色谱仪校验，使用过的油排至回收油容器。进一步的，在步骤（1）之前对变压器在线色谱仪校验装置排空：将调节油箱内残余的运行变压器油排入主油箱中，通过双向气泵对球囊加压并恒压至130kPa，将主油箱中残余的变压器油排出至回收油容器中，通过循环泵将副油箱中的运行变压器油排出至回收油容器中。进一步的，所述平衡气为氮气。进一步的，溶解气体包括需校准的特征气体CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2、H2中的或几种。进一步的，所述待溶解气体包括CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2、H2中的或几种。本发明的有益效果为：可以精确制作出大容量的任意特征气体浓度的变压器油，油中各种特征气体成分和含量准确可控，并且可以常温下长时间恒值保存。配制出的变压器油能够连续、恒压输出，可方便地用于变压器在线色谱仪的校验，有效保障电力变压器的安全运行。操作安全，快捷方便，使用成本低。变压器油采用回用净化、循环使用的方式，经济环保。附图说明：图1为本发明结构示意图；图2为本发明中辅助气体溶解装置结构示意图。图中：1-真空泵，2-雾化器，3-副油箱，4-排油阀，5-进油阀，6-循环泵，7-双向阀，8-换热器，9-副油箱进油阀，10-排油泵，11-低油位液位计，12-球囊，13-主油箱，14-主油箱混合油阀，15-净化装置，16-恒压装置，17-双向气泵，18-回收油容器，19-确值变压器油输出阀，20-标准气体气瓶，21-平衡气气瓶，22-标气进样定量阀，23-平衡气进样定量阀，24-手动进样定量器，25-手动进样阀，26-进气阀，27-调节油箱，28-高油位液位计，29-排空阀，30-辅助气体溶解装置，31-进油阀，32-进气管，33-变压器在线色谱仪，34-三通套管，35-筛分器，36-进油管路，37-出油管路。具体实施方式下面结合附图和具体是实施方式对本实用新型进行进一步说明。一种用于电力变压器在线色谱仪的校验装置，包括：调节油箱27，设有排空阀29，进油阀31，能够储存变压器油，位于主油箱13上端，并且与主油箱13连通；主油箱13，内部设恒压排油装置，用于配制和保存定值油样品。主油箱13与调节油箱27连通，油温变化时油体积变化量通过调节油箱27储存和补充；副油箱3，与主油箱13连通，外部设有循环泵6和真空泵1，内部设有雾化系统，用于净化回用油，除去回用油中残余水分和各种溶解气体杂质至基础油；混油管路，包括控制与主油箱13连通的混油阀门14和排油泵10、控制与副油箱连通的副油箱进油阀9；净化循环管路，回用油通过净化装置15进入副油箱3，所述副油箱3顶部设有雾化器2，净化循环管路包括连接副油箱3底部的循环泵6，所述循环泵通过双向阀7与换热器8连接，所述换热器8通过混油管路与主油箱13和副油箱3连接；气体控制装置，包括标准气体气瓶20、平衡气气瓶21和相应的标气进样定量阀22、平衡气进样定量阀23，还包括用于改变气体浓度的手动进样定量器24和相应的手动进样阀25，所述标准气体气瓶20、平衡气气瓶21和手动进样定量器24通过四通连接件与进气管32连通，所述进气管32与主油箱13连通；回收油容器18，通过净化循环管路与主油箱13和副油箱3连通；变压器在线色谱仪校验，变压器油确值样品经输出口19，与待校验变压器在线色谱仪连接，恒压、连续输入变压器在线色谱仪，进行校验，用过的变压器油排入回收油容器18。进一步的，所述主油箱3为橄榄球型耐压容器，所述排油装置包括可充分填充主油箱3内腔的球囊12、控制球囊12压力的恒压装置16、压力传感器和双向气泵17，所述球囊12的底部与主油箱13底部密闭连接，球囊12球体为耐油橡胶材料。进一步的，所述调节油箱27内设有高油位液位传感器29，主油箱13下部设有低油位液位传感器11，能精确控制进油量。进一步的，所述副油箱3体积为主油箱13的2倍，并且所述副油箱3底部为倒锥形。进一步的，所述进气管32与主油箱13进油管路上设有辅助气体溶解装置30，所述辅助气体溶解装置30包括分别连接进气管32、进油管路36、出油管路37的三通套管34,所述进气管32上设有筛分器35,所述筛分器35为海绵状结构，所述筛分器35微孔孔径为10～20微米，可以将待溶气体细化成微气泡，迅速完全地溶解到变压器油中。进一步的，所述副油箱3内部设有温度传感器，能够精确控制油温。进一步的，所述净化装置15包括去除较大粒径杂质的金属烧结过滤器和去除大部分水分和油泥的高分子吸附柱。配制变压器油特征溶解气体确值样品时，如果装置内残余有变压器油，首先将调节油箱27内残余的变压器油排入主油箱13中，然后通过双向气泵17对球囊12加压并恒压至130kPa，将变压器油排出至回收油容器18中，通过循环泵6将副油箱3中残余的变压器油排出至回收油容器18中；残余的变压器油排空后，通过双向气泵17排出球囊12内气体，关闭球囊进气阀门，打开真空泵1将装置内抽真空，维持真空度为550Pa～850Pa，静置10～20min。将回收油容器18中的变压器油通过净化装置15过滤后，去除大部分水分和所有机械杂质，注入主油箱13和调节油箱27中，到达高油位液位传感器29时停止进油，控制双向气泵17向球囊12加压并恒压至130kPa，将所有变压器油注入副油箱3中。然后进行副油箱3中的变压器油深度净化，首先开启循环泵6、真空泵1、双向泵7和恒温加热装置8，在恒温加热装置8中将变压器油加热到70～80℃，经副油箱3顶部设置的雾化器2，将变压器油雾化成0.1mm的液滴，油中所有的溶解气体和水分从油中逸散出来，随真空泵1排出副油箱3，此步骤持续进行90min～120min。对杂质含量较高的回收油进行深度净化处理后，检测油中溶解气体含量，考察油的净化脱气效果，结果如表1，净化效果良好。表1回收油的净化脱气效果试验将副油箱3中经过深度净化处理的变压器油通过副油箱3进油阀9注入主油箱13中，关闭副油箱进油阀9，通过排油泵10和混合油阀14在50℃、10～20kPa的条件下在混油管路和主油箱13中密闭循环，标准气体经二次减压后调整压力为25～30kPa，设定平衡气50%饱和度，然后将精确定量的待溶解气体通过进气管32和辅助气体溶解装置30注入油中，加气速度为0.05L/min，所述待溶解气体包括CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2、H2中的或几种，循环，使油与待溶解气体充分混合。将球囊12充气加压并恒压至130kPa，打开确值变压器油输出阀19采集配制好的油样，用已经通过计量检定的实验室安捷伦色谱仪检测变压器油中溶解气体的浓度值作为标准值。连接变压器在线色谱仪进口与确值变压器油输出阀19，实现连续、恒压输出变压器油确值样品，进行变压器在线色谱仪校验。检测配制好的变压器油样品，对比预设定值，考察两者吻合度。试验结果如表2，配制浓度与实际浓度的吻合度良好。表2配制浓度与实际浓度的吻合度试验由球囊12充氮气恒压并体积膨胀，将配制好的定值油样正压排出，排出油的体积由气囊膨胀填充，因此在整个变压器油输出期间，变压器油处于严格密封状态，为单一液相，无空腔产生，油中溶解气体量值稳定。检测本装置中变压器油贮存0h（原始含量）、24h、96h，各溶解气体组分量值，考察各溶解气体组分稳定性。试验结果如表3，稳定性良好。表3主油箱中油样品的稳定性试验对比校验后变压器在线色谱仪检测示值与实验室安捷伦色谱仪同一样品检测结果，考察校验后变压器在线色谱仪检测准确性，对比试验结果如表4，两者的检测结果吻合度良好，在线色谱仪示值准确。表4变压器在线色谱仪与实验室气相色谱仪检测对比试验结果本装置研发完成后，用于电力变压器在线色谱仪的校验。已经完成3地市31台变压器的油在线色谱仪校验，校验后油在线色谱仪的检测准确率全部达标，未发生误报警、漏报警。