CN103293417A

CN103293417A - 变压器老化程度的检测方法

Info

Publication number: CN103293417A
Application number: CN2013102039444A
Authority: CN
Inventors: 梁轩伟; 安晨光; 杜小琴; 欧林军; 邢升; 陆思伊; 曹建
Original assignee: Beijing Huadian Yuntong Power Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Huadian Yuntong Power Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: CN103293417B

Abstract

本发明公开了一种变压器老化程度的检测方法，该方法包括如下步骤：1）对体积为V_oil-sample的变压器绝缘油油样进行抽真空，使溶解在绝缘油中的混合气体与油分离，分离后混合气体所在气室的总体积为V_gas；2）从分离出的混合气体中提取一定体积的样气；3）将所述样气中混合的气体进行分离，分离出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体；4）由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect；5）按照公式

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，其中，η为脱气系数；6）根据气体组分i的浓度C_i-in-oil，按照已知方法分析和判断变压器老化程度和故障类型。

Description

变压器老化程度的检测方法

技术领域

本发明涉及一种变压器老化程度的检测方法，尤其是利用溶解在变压器绝缘油中的气体含量来判断变压器老化程度的方法。

背景技术

分析油中溶解气体的组分和含量是监视充油电气设备安全运行最有效的措施之一，利用气相色谱法分析油中溶解气体监视充油电气设备安全运行在我国已经有40多年的使用经验。根据《GB/7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则》的规定，这种测量方法需要经过取样、从油中脱出溶解气体、气体进样、气体分离、气体检测、识峰算峰、定量计算等七个环节，每个环节都要人为参与，容易造成误差，给测试重复性和准确性带来极大影响。

变压器油溶解气体在线监测方法的推出不过几年时间，从电力***运行部门反馈得到消息，在国内安装的几千台变压器油中溶解气体在线监测装置的运行情况并不乐观，问题主要是测量误差偏大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明变压器老化程度的检测方法在进行了大量的实际测量，积累了大量的运行经验基础上，研究出了一整套从油气分离环节、混合气体定量进样环节、混合气体分离环节和被测气体定量计算环节等综合研究分析，得到了一种基于色谱技术对运行变压器绝缘油溶解气体的在线定量检测和计算，进而得出变压器老化程度的方法。

为了实现上述目的，本发明变压器老化程度的检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1），对体积为V_oil-sample的变压器绝缘油油样进行抽真空，使溶解在绝缘油中的混合气体与油分离，分离后混合气体所在气室的总体积为V_gas；

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气；

步骤3），将所述样气中混合的气体进行分离，分离出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体；

步骤4），由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect；

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，其中，η为脱气系数；

步骤5），根据气体组分i的浓度C_i-in-oil，按照已知方法分析和判断变压器老化程度和故障类型。

进一步，所述步骤4）中所述气体敏感器按如下步骤测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect：

步骤①，使用若干种不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂标准气体对气体传感器进行C_i-x浓度标定，其中，i为气体组分，x为第x种浓度中；

步骤②，标定后不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体对应的峰高为H_i-x；

步骤③，用拉格朗日方法分别对各个组分的气体进行数学拟合：C_gas-i-detect=f（H_i），并计算得出气体i的浓度值C_gas-i-detect；

其中，i为气体组分，x为第x种浓度。

进一步，对所述C_i-x和所述H_i-x分别建立ID表，每组标准分气体的按浓度分为10级，在所述ID表中由低到高依次排列。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作详细说明。

本发明绝缘油溶解气体在线检测计量方法，该方法包括如下步骤：

步骤1），对体积为V_oil-sample的变压器绝缘油油样进行抽真空，使溶解在绝缘油中的混合气体与油分离，分离后混合气体所在气室的总体积为V_gas。

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气。

步骤3），将所述样气中混合的气体进行分离，分离出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体。

步骤4），由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect，具体检测步骤是：①使用10种不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂标准气体对气体传感器进行C_i-x浓度标定，建立浓度由低到高的ID表，见表1；②标定后不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体对应的峰高为H_i-x，建立H_i-x的ID表，见表2，其中，i为气体组分，x为第x种浓度中；③用拉格朗日方法分别对各个组分的气体进行数学拟合：C_gas-i-detect=f（H_i），并计算得出气体i的浓度值C_gas-i-detect。

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，其中，η为脱气系数。

步骤5），根据气体组分i的浓度C_i-in-oil，按照国家电力标准GBT7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的提出的故障类型判断方法，分析和判断变压器老化程度和故障类型。

表1不同气体组分所对应的浓度(单位：ppm)

标气	H₂	CO	CH₄	C₂H₄	C₂H₆	C₂H₂
							1	2.07	4.78	0.5	0.5	0.51	0.51
2	8.28	19.10	2.00	2.00	2.02	20.2
							3	18.97	40.65	6.97	5.48	4.98	5.13
4	59.28	127.03	21.78	17.13	15.58	16.03
							5	128.03	274.37	47.03	36.99	33.64	34.61
6	237.10	508.10	87.10	68.50	62.30	64.10
							7	809.37	1502.24	289.70	229.11	208.83	256.36
8	1380.69	2562.64	494.19	390.83	356.24	437.32
							9	2332.89	4329.98	835.01	660.37	601.92	738.92
10	3856.41	7157.73	1380.32	1091.64	995.64	1221.48

表2不同浓度气体组分所对应的峰高(单位:uv)

实施例1

步骤1），对体积为45ml的变压器绝缘油油样进行抽真空，使溶解在绝缘油中的混合气体与油分离，分离后混合气体所在气室的总体积为18.47ml。

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气。

步骤4），由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect具体检测步骤是：①使用10种不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂标准气体对气体传感器进行C_i-x浓度标定，建立浓度由低到高的ID表，见表1；②标定后不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体对应的峰高为H_i-x，建立H_i-x的ID表，见表2，其中，i为气体组分，x为第x种浓度中；③用拉格朗日方法分别对各个组分的气体进行数学拟合：C_gas-i-detect=f（H_i），并计算得出气体i的浓度值C_gas-i-detect，见表3。

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，见表3，其中，η为脱气系数。

表3

步骤5），将气体组分i的浓度C_i-in-oil按照国家电力标准GBT7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的提出的故障类型判断方法，知C₂H₂/C₂H₄，CH₄/H₂，C₂H₄/C₂H₆的比值为0.48，0.13，7.33，编码为1，0，2，可以判断出被测对象即变压器的老化程度和故障类型为低能放电。

实施例2

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气。

步骤4），由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_{gas-H2-detect}-具体检测步骤是：①使用10种不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂标准气体对气体传感器进行C_i-x浓度标定，建立浓度由低到高的ID表，见表1；②标定后不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体对应的峰高为H_i-x，建立H_i-x的ID表，见表2，其中，i为气体组分，x为第x种浓度中；③用拉格朗日方法分别对各个组分的气体进行数学拟合：C_gas-i-detect=f（H_i），并计算得出气体i的浓度值C_gas-i-detect，见表4。

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，如表4示，其中，η为脱气系数。

表4

步骤5），将气体组分i的浓度C_i-in-oil按照国家电力标准GBT7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的提出的故障类型判断方法，知C₂H₂/C₂H₄，CH₄/H₂，C₂H₄/C₂H₆的比值为0.20，3.63，9.85，编码为1，2，2，可以判断出被测对象即变压器的老化程度和故障类型为低能放电兼过热。

实施例3

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气。

步骤4），由气体敏感器分别测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_{gas-H2-detect}-具体检测步骤是：①使用10种不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂标准气体对气体传感器进行C_i-x浓度标定，建立浓度由低到高的ID表，见表1；②标定后不同浓度的H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体对应的峰高为H_i-x，建立H_i-x的ID表，见表2，其中，i为气体组分，x为第x种浓度中；③用拉格朗日方法分别对各个组分的气体进行数学拟合：C_gas-i-detect=f（H_i），并计算得出气体i的浓度值C_gas-i-detect，见表5。

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

计算得出被测油样中气体组分i的浓度C_i-in-oil，如表5示，其中，η为脱气系数。

表5

步骤5），将气体组分i的浓度C_i-in-oil按照国家电力标准GBT7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的提出的故障类型判断方法，知C₂H₂/C₂H₄，CH₄/H₂，C₂H₄/C₂H₆的比值为0.49，6.21，0.82，编码为1，2，0，可以判断出被测对象即变压器的老化程度和故障类型为低能放电兼过热。

上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.变压器老化程度的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤2），从分离出的混合气体中提取一定体积的样气；

步骤5），按照公式

C_{i - in - oil} = \frac{C_{gas - i - \det ect} * V_{gas}}{(1 - η) * V_{oil - sample}}

2.如权利要求1所述的变压器老化程度的检测方法，其特征在于，所述步骤4）中所述气体敏感器按如下步骤测出H₂、CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂气体的浓度C_gas-i-detect：

其中，i为气体组分，x为第x种浓度。

3.如权利要求2所述的变压器老化程度的检测方法，其特征在于，对所述C_i-x和所述H_i-x分别建立ID表，每组标准分气体的按浓度分为10级，在所述ID表中由低到高依次排列。