CN107024672B - 一种sf6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法，利用备用标定口对在线监测***进行标定，并提出采用最小二乘法对运行后的在线监测***进行标定，可尽量降低传感器在长时间使用后带来的误差，保证后期***持续运行的可靠性，该方法适用于运行中的六氟化硫电气设备电流互感器和断路器的SO2含量和纯度在线监测***、能同时监测水分、SO2含量和纯度的在线监测***、GIS光声光谱分解组分在线监测***及SF6泄漏分布式在线监测***等，以克服现有技术的不足。

Description

一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法
技术领域
本发明涉及一种在线监测***的运行标定方法，特别是一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法。
背景技术
伴随技术的发展，SF6电气设备绝缘状态在线监测***已经越来越普及，各种类型的传感器用于监测SF6气体中分解物含量、SF6湿度及SF6气体纯度等，然而，所有在现场运行的在线监测***所使用的传感器(包含红外吸收、电化学传感器、阻容式传感器以及光声光谱传感器等)在使用一段时间(或长或短)后，由于传感器本身的特性和光路及电路等原因均会造成数据误差，部分传感器甚至造成很大的数据偏移，极有可能导致***报警过早或延迟报警。最初的标定不再能保证监测数据的准确性，由此需要对运行一段时间后的SF6电气设备绝缘状态在线监测***进行重新标定。
专利名称为：六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，发明人为：张英、李军卫等，申请号为：2012205856325，该专利公开了六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置，该装置不停电能实时监测SF6断路器中纯度和分解产物SO2含量，可实时监测充气式断路器的运行状况，但由于现场运行的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置均是在投运前进行一次标定，在六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置投入运行后却不再进行标定，难以保证后期监测数据的准确性。
发明内容
本发明的目的：在原有在线监测***设置备用标定口，利用备用标定口对在线监测***进行标定，并提出采用最小二乘法对运行后的在线监测***进行标定，可尽量降低传感器在长时间使用后带来的误差，保证后期***持续运行的可靠性，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法，包括以下几个步骤：
第一步、以SF6为底气的不同浓度的SO2气体作为标准气体参数；
第二步、断开在线监测***和主设备的连接，停止在线监测***运转，对在线监测***抽真空，通过在线监测***中设置的备用标定口对设备进行标定；
第三步、依次按照标准气体浓度由小到大的顺序，向在线监测***气路结构中充入标准气体，并记录***实际测得的数据；
第四步、以测量值作为横坐标和标准气体浓度作为纵坐标进行曲线拟合，得到测量值与标准气体浓度的函数关系；
第五步、在第四步获得的线性函数基础上，重复第三步，再次向***中充入由小到大浓度的标准气体，并得到测量值，再次进行曲线拟合，得到新的曲线关系表达式；
第六步、重复第五步，反复进行曲线拟合，使其线性关系达到最佳，且满足误差范围，即完成***的标定；
所述的曲线拟合包括以下步骤：
步骤1、根据已知的一组测量值，且测量值与标准气体浓度有误差，然后求出自变量X与因变量Y之间的函数关系，其函数的数学表达式为：
Y＝F(X)
式中：Y为标准气体浓度，X为测量值；
步骤2、求出浓度误差δ最小值，其计算的数学表达式为：
式中：δ为浓度误差，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值,yi为第i次所进标准气体浓度；
步骤3、利用传感器的输出是一种近似线性关系，在传感器标定中只需采用线性关系进行拟合，其线性关系拟合的数学表达式为：
Y＝KX+B
其中，Y为修正值，X为测量值，K为修正比例系数，B为修正偏差系数；
步骤4、根据步骤3和步骤2即可得出
式中：δ为浓度误差，K为修正比例系数，B为修正偏差系数，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值，yi为第i次所进标准气体浓度；
步骤5、把δ看成自变量K和B的一个二元函数，其函数的数学表达式为：
δ＝δ(K,B)；
步骤6、结合测试数据，求出修正系数K和B，其计算的数学表达式为：
式中：δ为浓度误差，K为修正比例系数，B为修正偏差系数，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值，yi为第i次所进标准气体浓度；
第七步、标定完毕后与主设备再次连接，恢复***运行。
所述的以SF6为底气的SO2气体作为标准气体参数为SO2气体浓度分别为2.45 μL/L、4.5μL/L、4.87μL/L、8.97μL/L、10.76μL/L、46.4μL/L和62.3 μL/L。
与现有技术比较，通过备用标定口不定期对在线监测装置进行标定，同时利用本发明提供的方法进行标定，该方法适用于运行中的六氟化硫电气设备电流互感器和断路器的SO2含量和纯度在线监测***、能同时监测水分、SO2含量和纯度的在线监测***、GIS光声光谱分解组分在线监测***等，可以克服现有技术的。
附图说明
图1为本发明气路结构原理图；
图2为本发明的拟合曲线图1；
图3为本发明的拟合曲线图2；
图4为本发明的拟合曲线图3；
图中：6、开关电磁阀，7、测量气室,8、数字式压力表,10、开关电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明
如附图1-4所示，以早期运行的六氟化硫充气式断路器绝缘状态在线监测装置(专利ZL201220585632.5)为例，在运行1年半后，SO2传感器测试的数据出现了较大的误差。最初仪器的标定曲线不再满足监测数据准确性的需要，由于电化学传感器的衰减特性，无法校准，那么必须重新标定。
以SF6为底气的SO2气体作为标准气体，其铭牌标注的SO2气体浓度分别是 2.45μL/L、4.5μL/L、4.87μL/L、8.97μL/L、10.76μL/L、46.4μL/L 和62.3μL/L这7种不同浓度气体。接下来的标定实验以该标准气体浓度为基准进行。
断开***和主设备的连接，停止***运转，对***抽真空，通过装置中预留的标定口标定1#机。
为了节省气体，减少气体流动空间，故标定气路采用图1所示的结构图，标准气体从开关电磁阀6的标准气体接口充入，经过测量气室7(SO2电化学传感器)，从开关电磁阀10的排放口排出，从数字式压力表8可观看管路中气体实际压力。
(1)向标定气路结构中充气
I、依次按照标准气体浓度由小到大的顺序，向气路结构中充入气体，并记录实验数据。实验数据如表1所示：
表1 1#机实验结果1
序号 标准气体 实验数据
0 0μL/L 4.7μL/L
1 2.45μL/L 4.8μL/L
2 4.5μL/L 5.2μL/L
3 4.87μL/L 5.4μL/L
4 8.97μL/L 6.0μL/L
5 10.16μL/L 6.4μL/L
6 46.4μL/L 13.6μL/L
7 62.3μL/L 17.4μL/L
将标准气体与实验数据进行曲线拟合，拟合的曲线如图2所示。
图2中，以实验数据作为横坐标，标准气体参数作为纵坐标，所拟合的曲线为“系列1”，标准的线性关系曲线为“线性(系列1)”。所拟合的曲线关系表达式为 y＝4.858x-21.104。
II、在曲线拟合y＝4.858x-21.104的基础上，依次按照标准气体浓度由大到小的顺序，向气路结构中充入气体，并记录实验数据。实验数据如表2所示：
表2 1#机实验结果2
序号 标准气体 实验数据
0 0μL/L 3.1μL/L
1 2.45μL/L 3.5μL/L
2 4.5μL/L 6.4μL/L
3 4.87μL/L 6.8μL/L
4 8.97μL/L 11.3μL/L
5 10.16μL/L 12.6μL/L
6 46.4μL/L 48.8μL/L
7 62.3μL/L 63.6μL/L
将标准气体与实验数据进行曲线拟合，拟合的曲线如图3所示。
图3中，所拟合的曲线关系表达式为y＝1.0068x-2.1882。
III、在曲线拟合y＝1.0068x-2.1882的基础上，依次按照标准气体浓度由小到大的顺序，向气路结构中充入气体，并记录实验数据。实验数据如表3所示：
表3 1#机实验结果3
序号 标准气体 实验数据
0 0μL/L 0.1μL/L
1 2.45μL/L 0.7μL/L
2 4.5μL/L 3.4μL/L
3 4.87μL/L 3.7μL/L
4 8.97μL/L 7.7μL/L
5 10.16μL/L 8.6μL/L
6 46.4μL/L 43.6μL/L
7 62.3μL/L 61.1μL/L
将标准气体与实验数据进行曲线拟合，拟合的曲线如图4所示。
图4中，所拟合的曲线关系表达式为y＝1.0147x+1.1067。
在第3次曲线拟合中，我们发现所拟合的曲线最接近直线，并且满足误差范围，即小浓度误差为(-1，1)，大浓度误差为(-10％，10％)。1#机标定完毕。可以再次满足运行中SF6在线监测***检测数据的准确性。标定完毕后与主设备再次连接，恢复***运行。
该方法适用于运行中的六氟化硫电气设备电流互感器和断路器的SO2含量和纯度在线监测***、能同时监测水分、SO2含量和纯度的在线监测***、GIS光声光谱分解组分在线监测***等。

Claims (2)

1.一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
第一步、以SF6为底气的不同浓度的SO2气体作为标准气体参数；
第二步、断开在线监测***和主设备的连接，停止在线监测***运转，对在线监测***抽真空，通过在线监测***中设置的备用标定口对设备进行标定；
第三步、依次按照标准气体浓度由小到大的顺序，向在线监测***气路结构中充入标准气体，并记录***实际测得的数据；
第四步、以测量值作为横坐标和标准气体浓度作为纵坐标进行曲线拟合，得到测量值与标准气体浓度的函数关系；
第五步、在第四步获得的线性函数基础上，重复第三步，再次向***中充入由小到大浓度的标准气体，并得到测量值，再次进行曲线拟合，得到新的曲线关系表达式；
第六步、重复第五步，反复进行曲线拟合，使其线性关系达到最佳，且满足误差范围，即完成***的标定；
所述的曲线拟合包括以下步骤：
步骤1、根据已知的一组测量值，且测量值与标准气体浓度有误差，然后求出自变量X与因变量Y之间的函数关系，其函数的数学表达式为：
Y＝F(X)
式中：Y为标准气体浓度，X为测量值；
步骤2、求出浓度误差δ最小值，其计算的数学表达式为：
式中：δ为浓度误差，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值,yi为第i次所进标准气体浓度；
步骤3、利用传感器的输出是一种近似线性关系，在传感器标定中只需采用线性关系进行拟合，其线性关系拟合的数学表达式为：
Y＝KX+B
其中，Y为修正值，X为测量值，K为修正比例系数，B为修正偏差系数；
步骤4、根据步骤3和步骤2即可得出
式中：δ为浓度误差，K为修正比例系数，B为修正偏差系数，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值，yi为第i次所进标准气体浓度；
步骤5、把δ看成自变量K和B的一个二元函数，其函数的数学表达式为：
δ＝δ(K,B)；
步骤6、结合测试数据，求出修正系数K和B，其计算的数学表达式为：
式中：δ为浓度误差，K为修正比例系数，B为修正偏差系数，i为进样或测量次数,m为第m次进样或测量，xi为第i次的测量值，yi为第i次所进标准气体浓度；
第七步、标定完毕后与主设备再次连接，恢复***运行。
2.根据权利要求1所述的一种SF6电气设备绝缘状态在线监测***的运行标定方法，其特征在于：所述的以SF6为底气的SO2气体作为标准气体参数为SO2气体浓度分别为2.45μL/L、4.5μL/L、4.87μL/L、8.97μL/L、10.76μL/L、46.4μL/L和62.3μL/L。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113945329B (zh) * 2021-10-14 2024-01-23 西安西电开关电气有限公司 一种sf6气体泄漏缺陷研判方法及***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101763096A (zh) * 2009-12-18 2010-06-30 北京七星华创电子股份有限公司 自动标定检验***及其标定检验方法
CN105628752A (zh) * 2014-11-28 2016-06-01 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种电化学传感器的标定方法
CN105806898A (zh) * 2016-03-10 2016-07-27 电子科技大学 一种用于气体传感器的气体浓度标定方法
CN105938133A (zh) * 2016-04-07 2016-09-14 中国农业大学 一种无线气体传感器在线校准方法及***
CN105974062A (zh) * 2016-06-03 2016-09-28 中国矿业大学 一种气体传感器校准装置及其校准方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101763096A (zh) * 2009-12-18 2010-06-30 北京七星华创电子股份有限公司 自动标定检验***及其标定检验方法
CN105628752A (zh) * 2014-11-28 2016-06-01 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种电化学传感器的标定方法
CN105806898A (zh) * 2016-03-10 2016-07-27 电子科技大学 一种用于气体传感器的气体浓度标定方法
CN105938133A (zh) * 2016-04-07 2016-09-14 中国农业大学 一种无线气体传感器在线校准方法及***
CN105974062A (zh) * 2016-06-03 2016-09-28 中国矿业大学 一种气体传感器校准装置及其校准方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SF6气体纯度在线监测***的研究与设计;吴湘黔等;《电工技术》;20111231(第12期);摘要，第4节 *
地下空间空气质量检测仪的现场标定与校准方法研究;程涛等;《制冷与空调》;20101031;第24卷(第5期);第1-2、3.2节 *

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