本發(fā)明涉及檢測(cè)用標(biāo)準(zhǔn)油樣配制，尤其是涉及一種變壓器油溶解氣校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)油樣混合方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、油浸式電氣設(shè)備(變壓器、高抗、換流變等)的內(nèi)部缺陷主要可通過(guò)油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行感知，因此，裝置性能的準(zhǔn)確性和可靠性對(duì)于監(jiān)測(cè)主設(shè)備內(nèi)部缺陷是至關(guān)重要的。目前，按照管理規(guī)定和技術(shù)要求，主要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)裝置開(kāi)展校驗(yàn)，以掌握其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在校驗(yàn)工作中，標(biāo)準(zhǔn)油樣(標(biāo)油)的配制是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，目前較為常用的方法有氣配油和油配油。氣配油法是指在不含特征氣體的原油中通入定量的特征氣體，配制含有定量不同特征氣體的標(biāo)油，其基本原理根據(jù)氣體在氣相和液相的分配定律，在一定的壓力和溫度條件下，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)油中溶解氣體含量和氣相中的相應(yīng)組分含量存在固定的分配系數(shù)。這樣的配油方式所配制出的標(biāo)油精度不高，這樣會(huì)導(dǎo)致最后的檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，目前現(xiàn)有檢驗(yàn)設(shè)備中已經(jīng)很少采用了。

2、油配油法目前屬于主流方法，主要是通過(guò)不同濃度特征氣體的原油在恒溫恒壓環(huán)境下進(jìn)行定量混合，形成目標(biāo)濃度的標(biāo)油。如公開(kāi)號(hào)為cn208125682u的實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于在線色譜儀校驗(yàn)裝置的標(biāo)油配制單元，包括原油箱門(mén)、原油箱、第一控制器、標(biāo)油配制機(jī)構(gòu)、第二控制器、配油箱和循環(huán)機(jī)構(gòu)，其中，所述原油箱門(mén)設(shè)置于所述原油箱上。所述第一控制器設(shè)置于所述原油箱門(mén)上，所述第一控制器用于控制所述標(biāo)油配制機(jī)構(gòu)，所述第二控制器設(shè)置于所述配油箱上，所述第二控制器用于控制所述循環(huán)機(jī)構(gòu)。所述標(biāo)油配制機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述原油箱內(nèi)，所述循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述配油箱內(nèi)。所述標(biāo)油配制機(jī)構(gòu)與所述循環(huán)機(jī)構(gòu)連接。本技術(shù)提供的用于在線色譜儀校驗(yàn)裝置的標(biāo)油配制單元，代替了傳統(tǒng)的氣配油方式，提高了標(biāo)油配制的精確度。此外，所述第一控制器和所述第二控制器均采用plc控制，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)配油，節(jié)省人力。

3、以及公開(kāi)號(hào)為cn107831298a的發(fā)明公開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)變壓器油中溶解氣體監(jiān)測(cè)裝置性能的方法，包括：根據(jù)油中溶解氣體的組成部分以及各組成部分對(duì)應(yīng)的濃度范圍分別配制第一標(biāo)準(zhǔn)油樣和第二標(biāo)準(zhǔn)油樣；利用高精度氣相色譜分析儀分別獲取濃度標(biāo)準(zhǔn)值；分別通過(guò)第一油樣存儲(chǔ)設(shè)備以及第二油樣存儲(chǔ)設(shè)備的校驗(yàn)接口和在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行對(duì)接，分別獲取濃度檢測(cè)值；根據(jù)濃度檢測(cè)值分別獲取濃度測(cè)量值；根據(jù)所述相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量誤差進(jìn)行判斷；選取第二標(biāo)準(zhǔn)油樣中預(yù)設(shè)氣體的最后的連續(xù)的第三預(yù)設(shè)次數(shù)閾值的濃度檢測(cè)值作為預(yù)設(shè)氣體的濃度測(cè)量值；根據(jù)所述預(yù)設(shè)氣體的濃度測(cè)量值計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，并根據(jù)所述相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置的性能進(jìn)行判斷。

4、但是上述配油法主要是通過(guò)攪拌方式進(jìn)行，在恒溫恒壓環(huán)境下以一定速度的攪拌泵實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有考慮不同濃度特征氣體在溫度和壓力變化條件下不同攪拌速度對(duì)氣體溶解度的影響，而且需要借助外部高精度氣相色譜分析儀進(jìn)行多次標(biāo)定，自動(dòng)化程度不高，同時(shí)形成的測(cè)量偏差僅用于判斷，沒(méi)有形成閉環(huán)控制，因此要現(xiàn)實(shí)高精度的油配法必須對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在沒(méi)有考慮不同濃度特征氣體在溫度和壓力變化條件下不同攪拌速度對(duì)氣體溶解度的影響，而且需要借助外部高精度氣相色譜分析儀進(jìn)行多次標(biāo)定，所得到的標(biāo)準(zhǔn)油樣混合精度低的缺陷而提供一種變壓器油溶解氣校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)油樣混合方法及裝置。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、本方案提供了一種變壓器油溶解氣校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)油樣混合方法，包括以下步驟：

4、根據(jù)待配置標(biāo)準(zhǔn)油樣的氣體濃度，計(jì)算飽和油樣和空白油樣的初始體積，得到比例泵的初始比例參數(shù)；

5、獲取油樣攪拌泵內(nèi)的溫度和壓力，根據(jù)比例泵的初始比例參數(shù)、油樣攪拌泵內(nèi)的溫度和壓力，計(jì)算比例泵的實(shí)際比例參數(shù)以及油樣攪拌泵的實(shí)際攪拌速度；

6、根據(jù)比例泵的實(shí)際比例參數(shù)獲取對(duì)應(yīng)體積量的飽和油樣和空白油樣，油樣攪拌泵按照實(shí)際攪拌速度對(duì)混合后的油樣進(jìn)行攪拌；

7、周期性的檢測(cè)油樣攪拌泵內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度和壓力，計(jì)算實(shí)時(shí)條件下對(duì)應(yīng)的比例泵的比例參數(shù)以及油樣攪拌泵的攪拌速度，對(duì)比例泵和油樣攪拌泵實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

8、進(jìn)一步地，所述比例泵的實(shí)際比例參數(shù)以及油樣攪拌泵的實(shí)際攪拌速度的具體計(jì)算表達(dá)式為：

9、

10、式中，w表示比例泵的實(shí)際比例參數(shù)，w0表示比例泵的初始比例參數(shù)，t表示攪拌容器的溫度，p表示攪拌容器的壓力，v表示油樣攪拌泵的實(shí)際攪拌速度；k1～k9是控制pd參數(shù)，為常數(shù)。

11、進(jìn)一步地，通過(guò)數(shù)字離散化的方式對(duì)比例泵的實(shí)際比例參數(shù)以及油樣攪拌泵的實(shí)際攪拌速度進(jìn)行求解，具體的表達(dá)式為：

12、

13、式中，▽t表示離散時(shí)間間隔，即為步長(zhǎng)時(shí)間，(vk-vk-1)表示步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)攪拌速度的變化量，(tk-tk-1)表示步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)攪拌容器的溫度變化量，(pk-pk-1)表示步長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)攪拌容器的壓力變化量，k為大于或等于1的自然數(shù)，wk表示待求解的比例參數(shù)，wk-1表示上一次計(jì)算的比例參數(shù)，vk表示待求解的攪拌速度，vk-1表示上一次計(jì)算的攪拌速度。

14、進(jìn)一步地，所述空白油樣應(yīng)用霧化恒溫真空分子篩脫氣技術(shù)獲取。

15、進(jìn)一步地，所述飽和油樣通過(guò)標(biāo)氣恒溫、恒壓飽和溶解的方式制備獲得。

16、本方案還提供了一種變壓器油溶解氣校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)油樣混合裝置，包括比例泵、飽和油樣容器、空白油樣容器、油樣攪拌泵、溫度傳感器、壓力傳感器和控制器；

17、所述比例泵的入口分別連接飽和油樣容器和空白油樣容器，所述比例泵的出口連接油樣攪拌泵的入口，所述油樣攪拌泵的出口連接標(biāo)準(zhǔn)油樣容器，所述溫度傳感器和壓力傳感器用于獲取油樣攪拌泵內(nèi)的溫度和壓力，所述控制器根據(jù)油樣攪拌泵內(nèi)的溫度和壓力，調(diào)節(jié)油樣攪拌泵的攪拌速度和比例泵的比例參數(shù)。

18、進(jìn)一步地，所述控制器內(nèi)設(shè)有定時(shí)器，用于控制溫度傳感器和壓力傳感器周期性獲取油樣攪拌泵內(nèi)的溫度和壓力。

19、進(jìn)一步地，所述控制器通過(guò)pd調(diào)節(jié)方式控制所述比例泵和油樣攪拌泵。

20、進(jìn)一步地，所述空白油樣應(yīng)用霧化恒溫真空分子篩脫氣技術(shù)獲取。

21、進(jìn)一步地，所述飽和油樣通過(guò)標(biāo)氣恒溫、恒壓飽和溶解的方式制備獲得。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

23、(1)本方案通過(guò)傳感器周期性檢測(cè)油樣攪拌環(huán)境的溫度和壓力，根據(jù)攪拌環(huán)境溫度和壓力，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)油樣的參數(shù)，對(duì)比例泵的比例參數(shù)和油樣攪拌泵的攪拌速度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，考慮指定氣體在不同壓力、溫度下在油樣中的溶解度變化，通過(guò)該方法獲得的標(biāo)準(zhǔn)油樣精度更高，且對(duì)混合環(huán)境和攪拌速度的配合調(diào)節(jié)，使油樣混合達(dá)到預(yù)期濃度的速度也會(huì)更快，標(biāo)準(zhǔn)油樣的混合效率更高。

24、(2)本方案對(duì)攪拌環(huán)境的溫度和壓力進(jìn)行周期性檢測(cè)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)油樣的要求，對(duì)比例泵的參數(shù)和油樣攪拌泵的攪拌速度進(jìn)行綜合性考慮，使得標(biāo)準(zhǔn)油樣的濃度不直接依賴外部色譜儀的標(biāo)定。

25、(3)本發(fā)明應(yīng)用霧化恒溫真空分子篩脫氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高可靠脫氣，獲得更精準(zhǔn)的空白油樣。