变压器在线色谱仪校验装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变压器在线色谱仪校验装置，本发明还涉及使用所述装置配制确值溶 解气体浓度的变压器油样品的方法及变压器在线色谱仪校验方法。
【背景技术】
[0002] 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、〇2出、0)、0)2、112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。
[0003] 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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的问题是提供变压器在线色谱仪校验的装置及方法，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。
[0006] 为了解决上述问题，本发明所提供变压器在线色谱仪校验的装置以及方法的技术 方案如下： 变压器在线色谱仪校验的装置，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，外部设有循环栗和真空栗，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栗、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栗， 所述循环栗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。
[0007] 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栗，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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] (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。
[0013] (3)回用油净化:将过滤后的变压器油加热到70~80°C，通过雾化装置，将加热后 的变压器油雾化成0. 〇5_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，随真空栗排出副油箱，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90 min~120min。
[0014] (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°C、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. 〇5L/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。
[0015] (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。
[0016] 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，通过双向气栗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，通过循环栗将副油箱中的运行变压器油排出至回收油 容器中。
[0017]进一步的，所述平衡气为氮气。
[0018] 进一步的，溶解气体包括需校准的特征气体CH4、C2H6、C2H4、（：出2、0)、0) 2、!12中的 或几种。
[0019] 进一步的，所述待溶解气体包括CH4、C2H6、C 2H4、&出、0)、0)2、!12中的或几种。
[0020] 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。
[0021]
【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。
[0022] 图中：1_真空栗，2-雾化器，3-副油箱，4-排油阀，5-进油阀，6-循环栗，7-双向阀， 8-换热器，9-副油箱进油阀，10-排油栗，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-双向气栗，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】
[0023]下面结合附图和具体是实施方式对本发明进行进一步说明。
[0024]变压器在线色谱仪校验装置，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，外部设有循环栗6和真空栗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和排油栗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底部的循环栗6,所述循环栗通过双向阀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。
[0025]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栗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。
[0026]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。
[0027]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。 [0028]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