变压器油中溶解气体标准油样配制装置

胡雪

摘要：在国家技术监督局JJG700-1999《气相色谱仪》标准中规定：“气相色谱仪”的检定周期为2年，也就是2年左右要对色谱仪进行标定，以确定仪器的准确性。而作为具有同样功能能够用在现场实时监测充油电气设备的在线监测装置，在初次投入使用和使用一定周期之后，同样也要对其性能进行检验。

关键词：变压器油；标定；检测；装置

电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之一，而且也是导致电力系统事故最多的设备之一，大型充油电气设备状态好坏，直接影响着电网的安全运行。绝缘油中溶解气体分析，通过检测绝缘油过热、电弧放电等故障分解出来的特征气体，判断设备的运行状态，是非常有效的检测方法。然而，变压器色谱分析大都是由各地市的色谱实验室完成，试验人员一般不具备专业的色谱分析技术和变压器故障诊断经验，操作各环节容易出现误差，不能有效的利用故障诊断工具和方法，难免会出现错误的判断。

由于国内外各在线监测装置的原理、性能不尽相同，所以多年来常用的检验方法是用户模拟变压器中各种油样情况来自配标油以检验其监测装置性能。而由于目前尚没有一种简易的自配标油专用装置，配制方法也不尽相同，所以经常出现配制的标油误差大，配油量少、不易保存等问题。因此要解决的技术问题是：提供一种便携、简单实用的标准油样配制装置，能够根据实际需要的标油浓度由该装置自动配制，方便的用来对各种变压器油在线监测装置进行连接和标定。

变压器油中溶解气体标准油样配制装置，主要由一个具有一定体积的油罐、循环泵、各种电磁阀和标气瓶等组成。其中油罐内置密闭气缸和活塞，气缸内可以通过外部循环泵和电磁阀加入一定比例的空白油和标准气，再通过循环泵循环使油气充分混合得到需要的标油；通过气缸内活塞的运动达到气缸内清洗、排出废油和排出配好的标油的目的；油罐内油的体积依靠带有位移传感器的活塞移动的行程进行计算，在油罐的外部缠绕一定功率的热板带进行加热，温度传感器放置在油路循环的管道中，保证配制标油时温度的恒定；在配制装置上安装有标准的全密封取样接口和适宜在线循环式取油的法兰接口（出油口、回油口），既方便实验室色谱取油，又方便在线监测装置连接。

解决本问题所采用的技术方案可以考虑设计一种标定装置，主要由一个具有一定体积的油罐、循环泵、各种电磁阀和标气瓶等组成。其中油罐内置密闭气缸和活塞，气缸内可以通过外部循环泵和电磁阀加入一定比例的空白油和标准气，再通过循环泵循环使油气充分混合得到需要的标油；通过气缸内活塞的运动达到气缸内清洗、排出废油和排出配好的标油的目的；油罐内油的体积依靠带有位移传感器的活塞移动的行程进行计算，而活塞的移动可采用2中方式：一是依靠具有一定压力的空气压缩活塞尾部密封空腔来实现；二是通过电机带动活塞轴径向运动实现；在油罐的外部缠绕一定功率的热板带进行加热，温度传感器放置在油路循环的管道中，保证配制标油时温度的恒定；在配制装置上安装有标准的全密封取样接口和适宜在线循环式取油的法兰接口（出油口、回油口），既方便实验室色谱取油，又方便在线监测装置连接。

图1

图1是本装置的原理示意图。

图中1.废油罐，2.标气瓶，3、标油，4.位移传感器，5.气缸，6.活塞连杆，7.温度传感器，8.常开二位两通电磁阀，9.循环泵，10.常闭二位两通电磁阀，11.油在线监测装置，12.二位三通电磁阀，13.压力控制器。

基本工作流程为：经过处理后的一定量的新油通过循环泵进入油罐中，根据需要配制的标油浓度向油罐中通入一定量的标气，然后油气通过循环泵充分混合得到均匀的标油，从取油口取出一定的油在实验室色谱上标定出标油的浓度，由此就配出了具有一定体积、一定浓度的标油。在需要校准自带回油功能的在线监测装置时，将在线监测装置的取油口分别接在标定装置上的出油口和回油口即可，循环时靠在线装置自身油泵循环；在需要校准不带回油功能的在线监测装置时，将在线监测装置接在标定装置上的出油口，同时标定装置的循环泵进行循环，保证所取的标油准确。

标定装置具体工作流程为：

1、排废油（气）：电磁阀6上电，排气口打开；电磁阀2上电，压缩空气进入油缸下部，推动活塞上移，将油缸上部空气或者废油排到废油箱，达到最高点后所有电磁阀断电。

2、清洗油路和油罐：电磁阀1、电磁阀3、电磁阀5、电磁阀7上电，循环泵上电，空白油样注入油缸上部，一定时间后，电磁阀3、电磁阀5、电磁阀7和循环泵继续上电，电磁阀1断电，油路切换到内部循环状态，清洗油缸和油路；一定时间后重复“排废油（气）”流程，将废油气排出。

3、油罐注油：电磁阀1、电磁阀3、电磁阀5、电磁阀7上电，循环泵上电，空白油样注入油缸上部，位移传感器计算到需要注入的油体积后所有电磁阀断电，循环泵断电。

4、加标气：电磁阀4、电磁阀5上电，加入一定量标准气；所有电磁阀断电。

5、油气混合：电磁阀3、电磁阀5上电，循环泵上电，进行内部循环，同时油罐加热元件进行加热，一定时间后，所有电磁阀断电，循环泵断电，停止油样循环。

6、油缸上部排气：电磁阀2、电磁阀5、电磁阀6上电进行排气，当一定时间后，所有电磁阀断电，排气多少可以使用位移传感器控制，也可通过油气传感器监控进行。

7、色谱取样：电磁阀2上电，油缸下部注入空气，推动活塞向上运动，打开取油口阀门，将标油通过取样口取入注射器，取样后送实验室色谱进行标定。

8、连接色谱在线监测装置：将在线装置连接到标定装置“出油口”上，打开取样口阀门，如果在线监测装置有回油功能，将在线回油口连接到标定装置“回油口”上，打开出油口和回油口阀门开始试验。工作结束，关闭出油口和回油口阀门。

标定装置标油配制原理是通过循环泵循环，使气缸内一定比例的空白油和标准气充分混合得到需要的标油；油罐内油的体积依靠带有位移传感器的活塞移动的行程进行计算；活塞的移动可采用2中方式：一是依靠具有一定压力的空气压缩活塞尾部密封空腔来实现；二是通过电机带动活塞轴径向运动实现；在配制装置上安装有标准的全密封取样接口和适宜在线循环式取油的出油口、回油口。

变压器是电力生产与输送的重要核心设备，其安全运行至关重要，一旦设备出现严重故障，将造成重大经济损失，并严重影响人民生活和工农业生产正常供电。因此，及时发现变压器内潜伏性故障，可防止重大恶性事故的发生，保障电网的安全稳定运行。该变压器油中溶解气体标准油样配制装置，不但解决了电力系统不能自动配制标准油样的难题，保证了标油配制结果的准确性、提高了试验人员的工作效率，而且本装置能够方便的用于现场对多台在线装置进行标定，可以作为以后各地实验室校准充油电气设备在线监测装置的标定装置，具有很广的推广价值。

参考文献：

[1]《变压器油中溶解气体分析和判断导则》GBT_7252-2001

[2]《气相色谱仪检定规程》JJG700-1999

[3]王海坤气相色谱仪的改进及应用研究与发展【J】.化学通报