绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法及其装置与流程

1.本发明涉及大型电力变压器油中溶解气体在线监测技术领域，尤其是绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法及其装置。


背景技术：

2.电力充油变压器在运行中，当其内部发生过热或放电故障时，其故障点周围变压器油会因过热或电弧作用而热裂解，产生出低分子烃：甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，以及氢气、一氧化碳、二氧化碳等这七种气体，简称为特征气体，这些游离的特征气体会溶解于变压器油中，正常运行的电力充油变压器，由于温度不高，也没有放电情况发生，因此其内部变压器油中溶解特征气体组分很少，特别是需要更高能量裂解的双键乙炔常态下是没有的，通过绝缘油溶解气体在线监测设备对溶解于变压器油中特征气体的在线检测，就能判断电力充油变压器内部是否发生故障，以及故障类型和发展程度，但由于不同厂家绝缘油溶解气体在线监测设备质量良莠不一，一些质量欠缺的绝缘油溶解气体在线监测设备在运行一段时间后，由于自身质量缺陷，以及外部环境事件因素影响，在线监测误差会越来越大，严重影响试验的准确性。
3.油中溶解气体在线监测技术已成为当前变压器和电抗器等充油电气设备运行状态监测、故障诊断及潜伏性故障预诊断最重要的手段之一，并被广泛应用。特别是对过热性、电弧性和绝缘破坏性故障，能灵敏且相对可靠地反映出来。但在实际运行中却同样存在装置故障率高、准确度低和误告警多的突出问题，极大影响了装置的实际应用效果。虽然电网公司加大力度对设备的初次合格率进行检测，要求对每一台入网设备进行准确性、重复性检测，但是在线设备的长期稳定性可靠性是无法通过此类检测予以价的。
4.与常用的电子产品相比，绝缘油溶解气体在线监测设备属于大型的全自动测试设备，结构复杂且成本昂贵，试验样本量比较有限，采用高加速极限试验或极限破坏试验的可靠性评估策略，将会带来试验成本过高的问题，因此，利用时间压缩和事件压缩试验是最为合适的方法。绝缘油溶解气体在线监测设备主要包括油气分离装置、气体分离、气体检测和主控单元四大部分，四大部分里面又包含了数千个零部件，不同零部件的退化特性极其复杂。
5.如何能够快速、全面、准确对某一型油中气体在线监测设备的可靠性进行评测是急需解决的问题。
6.本发明的在线监测设备的加速退化试验装置和设计的加速退化试验方法，是通过短时间内对待测绝缘油溶解气体在线监测设备的高频次、高强度运行试验，以及多种外在压缩不利事件因素考核试验，即以期通过时间压缩、事件压缩的短时间多项不利因素考核试验，来达到需要长期考核试验才能达到的结果，对绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速退化试验，起到淘汰劣质绝缘油溶解气体在线监测设备，保证合格在线监测设备的采购使用，有力保障电网充油电力变压器的安全运行的目的。


技术实现要素：

7.本发明提出绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法及其装置，可以高效地针对绝缘油中溶解气体在线监测设备进行可靠性评测、装置入网质量管控，为供应商绩效评价提供明确依据。
8.本发明采用以下技术方案。
9.绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，所述试验装置包括控制系统和多个用于配置不同浓度标准油样的标准油配制单元；所述标准油配制单元和充油电气设备的连接阀件单元经油路控制单元、管道与待测的绝缘油中溶解气体在线监测设备的进油口相连，绝缘油中溶解气体在线监测设备与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；所述后台远传控制装置包括切换油路控制单元，还包括设于供电电路处的电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器；控制系统经后台远传控制装置控制充油电气设备和绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，一方面使充油电气设备工作于试验工况以产生溶解于绝缘油的试验用特征气体，另一方面通过试验工况的加速退化来评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力；控制系统经切换油路控制单元控制充油电气设备的进油阀、回油阀的启闭工况，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的油路堵塞监测能力；所述充油电气设备包括用于试验的充油变压器或用于试验的充油电抗器。
10.所述试验装置还包括与绝缘油溶解气体在线监测设备相连的加速退化试验装置；所述加速退化试验装置对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备执行加速退化处理；所述绝缘油溶解气体在线监测设备包括高精度色谱校准装置、标准油配制单元配置、环境试验仓、控制系统、电源调节装置；绝缘油溶解气体在线监测设备安装在用于试验的大型充油变压器近旁，充油变压器下部安装有取油阀，绝缘油溶解气体在线监测设备通过取样阀对试验变压器内部变压器油取油样，在线监测其油样中所含的特征气体组分含量；所述充油油气设备的供电电路包括电源调节装置，电源调节装置电性连接于大型充油变压器的输入端，电源调节装置调节试验变压器以多种异常情况运行，使试验变压器内部的绝缘油发生热解或裂解，产生试验所需的大量特征气体并溶解于变压器油中；标准油配制单元配置包括高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽，其与受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，用于配置不同浓度标准油样，作为试验过程中的绝缘油油样使用；多个标准油配制单元的规格平行配置，通过连接阀件单元分别与不同的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；在进行加速退化试验时，包括以下步骤；步骤a1、在控制系统控制下，首先对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速老化处理，加速老化处理的方法包括，以受测的绝缘油溶解气体在线监测设备对大型充油试验变压器内部充注的变压器油中所溶解的特征气体组分进行每小时不少于1次且连续执行不少于10天的高频次和高强度在线监测试验，以使受测的绝缘油溶解气体在线监测设
备加速退化；步骤a2、执行绝缘油油样检测步骤，以评估经加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备的性能，具体为，以加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备分别对与之相连的标准油配制单元提供的绝缘油油样的高浓度标准油样、中浓度标准油样和低浓度标准油样进行检测，并将检测结果与高精度色谱校准装置的检测结果进行比对，如超出高精度色谱校准装置检测误差范围，则判断待测色谱在线监测系统或光谱在线监测系统不合格，反之则合格，以此作为考核绝缘油溶解气体在线监测设备监测准确性、监测精度的时间压缩试验。
11.所述标准油配制单元与控制系统和受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，标准油配制单元的高浓度标准油样配制槽为溶解有高浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的中浓度标准油样配制槽为溶解有中浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的低浓度标准油样配制槽为溶解有低浓度组分特征气体的标准油样配制槽；在试验过程中，所述切换油路控制单元用于受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的油路连接试验变压器以及高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽时的不同油路连接状态切换；加速退化试验过程中，受测的绝缘油溶解气体在线监测设备、用于试验的大型充油变压器以及标准油配制单元的高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；控制系统经后台远传控制装置控制绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力。
12.所述标准油配制单元包括分别配置低、中、高三种浓度油样的油样配置单元，其配置的不同浓度的标准油样在试验过程中输入受测的绝缘油溶解气体在线监测设备，作为溶解气体在线监测设备在试验过程中使用的校准油样；油样配置单元还包括标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测装置长时间连续运行的标准油样的来源；用于试验的变压器、标准油样配制槽并联配置，通过连接阀件单元分别与不同的受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；用于试验的变压器在试验时可作为大容量标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测设备长时间连续运行的标准油样的来源；在配置标准组分特征气体浓度油样时，采用定量标准气体法，根据储油罐内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度参数，通过软件计算要配制所需浓度的标准油样需充入标准特征气体的量，然后通入相应体积标准特征气体，通过加压、加热、系统油、气循环使其快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样；标准油配置完成后，通过后台远传控制装置的远传指令来控制油路控制单元，控制试验变压器，高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽的进油管路、回油管路的切换和清洗；标准油配置完成后，通过高精度色谱校准装置来标定油的浓度，并上传标定浓度测量结果至后台远传控制装置，作为校验的基准油数据使用。
13.所述标准油样储存装置需超大容量的标准油样储存空间时，用于实验的变压器采
用真型的110kv及以上等级的充油电力变压器作为标准油样储存装置。
14.标准油配制单元用于输出低、中、高三种浓度油样的管路，以及试验用变压器用于输出超大容量的标准油样的管路，其统一汇集至控制装置，由后台远传控制装置控制油路切换，以自动切换和统一输出标准油样给各台受测的绝缘油溶解气体在线监测设备。
15.绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，采用绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，所述加速退化试验方法包括对绝缘油溶解气体在线监测设备执行时间压缩试验或事件压缩试验；所述时间压缩试验，即在试验过程中，将对绝缘油溶解气体在线监测设备检测周期设置到最短，并按设定的检测周期规定时间连续运行试验；所述事件压缩试验，即在试验过程中，规定时间内对与绝缘油溶解气体在线监测设备强制赋以饱和浓度过载事件、高沸点组分累积事件、电源暂降事件、油路堵塞事件、油路放空事件、电压随机中断事件、电源波动事件、环境噪声干扰事件；所述加速退化试验方法在执行时间压缩试验或事件压缩试验后，再对绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、重复性和最小检测浓度的基本指标检测。
16.所述试验方法通过各类试验及模拟现场运行环境对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速退化试验，并通过在线监测的试验结果综合判断绝缘油溶解气体在线监测设备的现场运行可靠性及测量准确性是否满足入网要求；试验方法工作流程顺序包括时间压缩试验、事件压缩试验、测量准确度试验、测量重复性试验、最小检测浓度试验、分离度或交叉响应试验、响应时间、其他相关性测试；当时间压缩试验与环境加速退化试验结合进行时，环境加速退化试验包括：盐雾环境加速退化试验，化学污染环境加速退化试验，高海拔环境加速退化试验，高温、高湿环境加速退化试验。
17.所述事件压缩试验中包括饱和浓度过载事件，该事件即在试验中通过模拟，使指标气浓度或者油中脱出气体浓度达到常规浓度的5-10倍，或是达到饱和浓度，使受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的的色谱柱/气体传感器过载，加速色谱柱和检测器的老化；所述事件压缩试验中包括高沸点组分累积事件，该事件即在试验中通过模拟，在标准气体或者油样中加入加入高碳烃c3、c4、c5、丙酮或甲醇的特征气体组分；试验过程中高沸点组分累积事件低碳烃c3、c4、c5饱和浓度组分对绝缘油溶解气体在线监测设备起到的加速退化作用为：a、此类组分在绝缘油溶解气体在线监测设备的色谱柱产生部分累积，使分离性能退化；b、此类组分从绝缘油溶解气体在线监测设备色谱柱缓慢流出后在传感器感应活性表面也碳化沉积，使传感器响应性能退化；c、对于绝缘油溶解气体在线监测设备的光谱类在线监测设备，此类高沸点物质逐步沉积到光学窗口造成额外吸收，改变光源能量分布，产生交叉感扰，影响变压器的光谱类在线监测设备检测准确性；所述事件压缩试验中的油路堵塞事件、油路放空事件，是指在试验中通过仿真模拟试验，把充油电气设备进油管路、出油管路关闭或放空，记录绝缘油溶解气体在线监测设备能否正确识别或告警，并及时停止采样流程直至故障排除，或是考察待测的绝缘油溶解
气体在线监测设备在此压缩试验中的工作状态反应敏感性及远传工作日报准确性；所述事件压缩试验中的电源暂降事件，是在试验中通过后台远传控制装置，控制调节充油电气设备的供电，控制范围包括电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器的控制使用；所述事件压缩试验中的电压随机中断事件，是对处于任意运行状态下的充油电气设备进行断电，72小时内进行不少于24次的操作；所述事件压缩试验中的电源波动事件，是通过后台软件，控制电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器，使充油电气设备的工作电压在ac185v～265v动态阈值范围内波动，以及在预设范围内进行的电流调节、容抗调节和感抗调节，以此考察绝缘油溶解气体在线监测设备监测数据的重复性和测量误差；试验过程通过电压暂降事件、电压随机中断事件、电源波动事件来考察待测的绝缘油溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态及远传工作日报；所述事件压缩试验中的环境噪声干扰事件，是指试验过程所模拟的变电站站内变压器、电抗器、通风风机设备产生的噪声或人造振动、人造声响；变压器本体噪声为内部硅钢片由于磁致伸缩问题使铁芯出现周期性振动从而产生的噪声，以及当电流通过时，其绕组线圈上电磁力由于磁漏随时间变化而发出振动噪声；电抗器噪声为电抗器铁芯因磁致伸缩及绕组线圈振动而发出的噪声；通风风机噪声为由于扇叶旋转造成的空气动力性噪声，以及风机的电机或其他零部件在运行时产生的机械性噪声。
18.试验过程中，绝缘油溶解气体在线监测设备接入用于超大容量标准油样储存的试验变压器，且连续极限运行预设时长或预设次数后，自动切换到低、中、高浓度油样配置单元，对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、响应时间、最小检测浓度、分离度或交叉响应试验性能的量化评测，然后再进行下一轮的连续极限运行；后台远传控制装置同时接入多台绝缘油中溶解气体在线监测设备，自动完成时间压缩和事件压缩试验，对设备进行失效分析，判定设备可靠性；后台远传控制装置后台远传控制指令，给待测的多台绝缘油中溶解气体在线监测设备统一下发启、停、周期指令，以评估待测绝缘油中溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态、远传工作日报、测量结果、谱图。
19.本发明在真型测试平台经过大量实验研究后构建了合适的时间压缩和事件压缩的可靠性测试模型，确定了在线监测设备在加速试验条件下性能退化规律和量化考核阈值。
20.本发明针对现有绝缘油中溶解气体在线监测设备可靠性检验的空白和质量管控的盲区，进行了大量实验研究，构建了合适的时间压缩和事件压缩的可靠性测试模型，确定了绝缘油溶解气体在线监测设备在加速试验条件下性能退化规律和量化考核阈值，在此基础上提出了一种加速退化试验的评测方法和平台装置。此方法和平台装置可以高效地为绝缘油中溶解气体在线监测设备的可靠性评测、装置入网质量管控和供应商绩效评价提供明确依据。
21.本发明通过真型试验场监测装置可靠性测试平台的建立，采取合适的时间压缩和事件压缩的可靠性测试模型，提取影响绝缘油溶解气体在线监测设备可靠性的主要性能及质量特征量，筛选新装置评价主要特征量，最终建立装置可量化综合考核评价标准，为绝缘
油溶解气体在线监测设备长期运行的可靠性评测、绝缘油溶解气体在线监测设备性能的改进、绝缘油溶解气体在线监测设备入网质量管控和供应商绩效评价提供理论和技术指导依据。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：附图1是本发明的平台架构设计示意图（以四台待测的绝缘油中溶解气体在线监测设备为例）；附图2是本发明的平台通讯设计示意图（以四台待测的绝缘油中溶解气体在线监测设备为例）；附图3是本发明的硬、软件控制系统原理框示意图。
具体实施方式
23.如图所示，绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，所述试验装置包括控制系统和多个用于配置不同浓度标准油样的标准油配制单元；所述标准油配制单元和充油电气设备的连接阀件单元经油路控制单元、管道与待测的绝缘油中溶解气体在线监测设备的进油口相连，绝缘油中溶解气体在线监测设备与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；所述后台远传控制装置包括切换油路控制单元，还包括设于供电电路处的电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器；控制系统经后台远传控制装置控制充油电气设备和绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，一方面使充油电气设备工作于试验工况以产生溶解于绝缘油的试验用特征气体，另一方面通过试验工况的加速退化来评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力；控制系统经切换油路控制单元控制充油电气设备的进油阀、回油阀的启闭工况，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的油路堵塞监测能力；所述充油电气设备包括用于试验的充油变压器或用于试验的充油电抗器。
24.所述试验装置还包括与绝缘油溶解气体在线监测设备相连的加速退化试验装置；所述加速退化试验装置对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备执行加速退化处理；所述绝缘油溶解气体在线监测设备包括高精度色谱校准装置、标准油配制单元配置、环境试验仓、控制系统、电源调节装置；绝缘油溶解气体在线监测设备安装在用于试验的大型充油变压器近旁，充油变压器下部安装有取油阀，绝缘油溶解气体在线监测设备通过取样阀对试验变压器内部变压器油取油样，在线监测其油样中所含的特征气体组分含量；所述充油油气设备的供电电路包括电源调节装置，电源调节装置电性连接于大型充油变压器的输入端，电源调节装置调节试验变压器以多种异常情况运行，使试验变压器内部的绝缘油发生热解或裂解，产生试验所需的大量特征气体并溶解于变压器油中；标准油配制单元配置包括高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽，其与受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，用于配置不同浓度标
准油样，作为试验过程中的绝缘油油样使用；多个标准油配制单元的规格平行配置，通过连接阀件单元分别与不同的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；在进行加速退化试验时，包括以下步骤；步骤a1、在控制系统控制下，首先对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速老化处理，加速老化处理的方法包括，以受测的绝缘油溶解气体在线监测设备对大型充油试验变压器内部充注的变压器油中所溶解的特征气体组分进行每小时不少于1次且连续执行不少于10天的高频次和高强度在线监测试验，以使受测的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化；步骤a2、执行绝缘油油样检测步骤，以评估经加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备的性能，具体为，以加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备分别对与之相连的标准油配制单元提供的绝缘油油样的高浓度标准油样、中浓度标准油样和低浓度标准油样进行检测，并将检测结果与高精度色谱校准装置的检测结果进行比对，如超出高精度色谱校准装置检测误差范围，则判断待测色谱在线监测系统或光谱在线监测系统不合格，反之则合格，以此作为考核绝缘油溶解气体在线监测设备监测准确性、监测精度的时间压缩试验。
25.所述标准油配制单元与控制系统和受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，标准油配制单元的高浓度标准油样配制槽为溶解有高浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的中浓度标准油样配制槽为溶解有中浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的低浓度标准油样配制槽为溶解有低浓度组分特征气体的标准油样配制槽；在试验过程中，所述切换油路控制单元用于受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的油路连接试验变压器以及高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽时的不同油路连接状态切换；加速退化试验过程中，受测的绝缘油溶解气体在线监测设备、用于试验的大型充油变压器以及标准油配制单元的高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；控制系统经后台远传控制装置控制绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力。
26.所述标准油配制单元包括分别配置低、中、高三种浓度油样的油样配置单元，其配置的不同浓度的标准油样在试验过程中输入受测的绝缘油溶解气体在线监测设备，作为溶解气体在线监测设备在试验过程中使用的校准油样；油样配置单元还包括标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测装置长时间连续运行的标准油样的来源；用于试验的变压器、标准油样配制槽并联配置，通过连接阀件单元分别与不同的受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；用于试验的变压器在试验时可作为大容量标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测设备长时间连续运行的标准油样的来源；在配置标准组分特征气体浓度油样时，采用定量标准气体法，根据储油罐内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度参数，通过软件计算要配制所需浓度的标准油样需
充入标准特征气体的量，然后通入相应体积标准特征气体，通过加压、加热、系统油、气循环使其快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样；标准油配置完成后，通过后台远传控制装置的远传指令来控制油路控制单元，控制试验变压器，高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽的进油管路、回油管路的切换和清洗；标准油配置完成后，通过高精度色谱校准装置来标定油的浓度，并上传标定浓度测量结果至后台远传控制装置，作为校验的基准油数据使用。
27.所述标准油样储存装置需超大容量的标准油样储存空间时，用于实验的变压器采用真型的110kv及以上等级的充油电力变压器作为标准油样储存装置。
28.标准油配制单元用于输出低、中、高三种浓度油样的管路，以及试验用变压器用于输出超大容量的标准油样的管路，其统一汇集至控制装置，由后台远传控制装置控制油路切换，以自动切换和统一输出标准油样给各台受测的绝缘油溶解气体在线监测设备。
29.绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，采用绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，所述加速退化试验方法包括对绝缘油溶解气体在线监测设备执行时间压缩试验或事件压缩试验；所述时间压缩试验，即在试验过程中，将对绝缘油溶解气体在线监测设备检测周期设置到最短，并按设定的检测周期规定时间连续运行试验；所述事件压缩试验，即在试验过程中，规定时间内对与绝缘油溶解气体在线监测设备强制赋以饱和浓度过载事件、高沸点组分累积事件、电源暂降事件、油路堵塞事件、油路放空事件、电压随机中断事件、电源波动事件、环境噪声干扰事件；所述加速退化试验方法在执行时间压缩试验或事件压缩试验后，再对绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、重复性和最小检测浓度的基本指标检测。
30.所述试验方法通过各类试验及模拟现场运行环境对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速退化试验，并通过在线监测的试验结果综合判断绝缘油溶解气体在线监测设备的现场运行可靠性及测量准确性是否满足入网要求；试验方法工作流程顺序包括时间压缩试验、事件压缩试验、测量准确度试验、测量重复性试验、最小检测浓度试验、分离度或交叉响应试验、响应时间、其他相关性测试；当时间压缩试验与环境加速退化试验结合进行时，环境加速退化试验包括：盐雾环境加速退化试验，化学污染环境加速退化试验，高海拔环境加速退化试验，高温、高湿环境加速退化试验。
31.所述事件压缩试验中包括饱和浓度过载事件，该事件即在试验中通过模拟，使指标气浓度或者油中脱出气体浓度达到常规浓度的5-10倍，或是达到饱和浓度，使受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的的色谱柱/气体传感器过载，加速色谱柱和检测器的老化；所述事件压缩试验中包括高沸点组分累积事件，该事件即在试验中通过模拟，在标准气体或者油样中加入加入高碳烃c3、c4、c5、丙酮或甲醇等的特征气体组分；试验过程中高沸点组分累积事件低碳烃c3、c4、c5饱和浓度组分对绝缘油溶解气体在线监测设备起到的加速退化作用为：a、此类组分在绝缘油溶解气体在线监测设备的色谱柱产生部分累积，使分离性能退化；
b、此类组分从绝缘油溶解气体在线监测设备色谱柱缓慢流出后在传感器感应活性表面也碳化沉积，使传感器响应性能退化；c、对于绝缘油溶解气体在线监测设备的光谱类在线监测设备，此类高沸点物质逐步沉积到光学窗口造成额外吸收，改变光源能量分布，产生交叉感扰，影响变压器的光谱类在线监测设备检测准确性；所述事件压缩试验中的油路堵塞事件、油路放空事件，是指在试验中通过仿真模拟试验，把充油电气设备进油管路、出油管路关闭或放空，记录绝缘油溶解气体在线监测设备能否正确识别或告警，并及时停止采样流程直至故障排除，或是考察待测的绝缘油溶解气体在线监测设备在此压缩试验中的工作状态反应敏感性及远传工作日报准确性；所述事件压缩试验中的电源暂降事件，是在试验中通过后台远传控制装置，控制调节充油电气设备的供电，控制范围包括电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器的控制使用；所述事件压缩试验中的电压随机中断事件，是对处于任意运行状态下的充油电气设备进行断电，72小时内进行不少于24次的操作；所述事件压缩试验中的电源波动事件，是通过后台软件，控制电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器，使充油电气设备的工作电压在ac185v～265v动态阈值范围内波动，以及在预设范围内进行的电流调节、容抗调节和感抗调节，以此考察绝缘油溶解气体在线监测设备监测数据的重复性和测量误差；试验过程通过电压暂降事件、电压随机中断事件、电源波动事件来考察待测的绝缘油溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态及远传工作日报；所述事件压缩试验中的环境噪声干扰事件，是指试验过程所模拟的变电站站内变压器、电抗器、通风风机设备产生的噪声或人造振动、人造声响；变压器本体噪声为内部硅钢片由于磁致伸缩问题使铁芯出现周期性振动从而产生的噪声，以及当电流通过时，其绕组线圈上电磁力由于磁漏随时间变化而发出振动噪声；电抗器噪声为电抗器铁芯因磁致伸缩及绕组线圈振动而发出的噪声；通风风机噪声为由于扇叶旋转造成的空气动力性噪声，以及风机的电机或其他零部件在运行时产生的机械性噪声。
32.试验过程中，绝缘油溶解气体在线监测设备接入用于超大容量标准油样储存的试验变压器，且连续极限运行预设时长或预设次数后，自动切换到低、中、高浓度油样配置单元，对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、响应时间、最小检测浓度、分离度或交叉响应试验性能的量化评测，然后再进行下一轮的连续极限运行；后台远传控制装置同时接入多台绝缘油中溶解气体在线监测设备，自动完成时间压缩和事件压缩试验，对设备进行失效分析，判定设备可靠性；后台远传控制装置后台远传控制指令，给待测的多台绝缘油中溶解气体在线监测设备统一下发启、停、周期指令，以评估待测绝缘油中溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态、远传工作日报、测量结果、谱图。
33.实施例：本例中，加速退化试验装置包括：高精度色谱校准装置、试验变压器、高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽，环境试验仓、控制系统、电源调节装置等。
34.上述装置功能简要介绍如下：1.高精度色谱校准装置：用于试验变压器、高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽油中特征气体组分含量的检测，并以这些检测数据作为标准，比对绝缘油溶解气体在线监测设备。
35.2.试验变压器：采用真型的110kv及以上等级的充油电力变压器，作为超大容量标准油样储存装置使用，作为溶解气体在线监测设备长时间连续运行的标准油样的来源。根据高沸点组分累积事件试验的需要，可以在油样中加入高浓度的标准气体或高碳烃c3、c4、c5、丙酮、甲醇等特征气体组分；3.高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽：通入相应体积标准特征气体，通过加压、加热系统油、气循环使其快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样，用于对绝缘油溶解气体在线监测设备在执行时间压缩试验或事件压缩试验后进行准确度、重复性、最小检测浓度、分离度或交叉响应试验、响应时间以及其他相关基本性能指标检测。
36.4.环境试验仓：模拟事件压缩试验中的环境噪声干扰、盐雾环境、化学污染环境、高海拔环境、高温和高湿环境等。
37.5.控制系统：包括油路控制单元或模块、电源控制单元或模块、后台远传控制装置：（1）油路控制单元或模块：试验变压器，以及高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽的出油管路和回油管路统一联接到控制系统的油路控制单元或模块，根据试验需要切换到相应的测试油回路。
38.（2）电源控制单元或模块：与绝缘油溶解气体在线监测设备的供电回路相连，触发电压暂降、电压随机中断或电源波动等事件。
39.（3）后台远传控制装置：给待测的多台绝缘油中溶解气体在线监测设备统一下发启、停、周期指令，收集待测绝缘油中溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态、远传工作日报、测量结果、谱图等，对绝缘油中溶解气体在线监测设备进行失效分析，判定设备可靠性。
40.6.电源调节装置：包括电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器。功能包括以下两个方面：（1）作为试验变压器内部故障的模拟电源：电性连接于试验变压器的输入端，试验变压器通过电源调节装置调节试验变压器以多种异常情况运行，使试验变压器内部的变压器油发生热解或裂解，产生大量特征气体，这些特征气体大量溶解于变压器油中，作为超大容量标准油样储存装置使用，通过高精度色谱校准装置浓度定值后，作为溶解气体在线监测设备长时间连续运行的标准油样的来源。
41.（2）作为绝缘油溶解气体在线监测设备供电事件的模拟电源：电源调节装置与控制系统的电源控制单元或模块连接，电源控制单元或模块控制绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力。
42.本例提供一种对绝缘油中溶解气体在线监测设备进行加速退化试验的方法及平台装置。
43.本例涉及变压器油中溶解气体在线监测设备现场加速退化试验平台，试验平台主
要由3台油样配置系统和1台大型变压器（大型储油罐），进、回油路、油样清洗、色谱在线校准装置、油路控制装置组成，其中油样配置系统完成3个标准油样浓度的配置，配置的标准油样作为油中溶解气体在线监测设备的校准油样，进、回油路为油中溶解气体在线监测设备提供加速退化试验用油样，大型变压器（大型储油罐）为油中溶解气体在线监测设备提供长期连续运行的浓度相对固定的油样，色谱在线校准装置用来对标准油样配置装置配制的油样和大型变压器（大型储油罐）的油样浓度进行定值，油路控制装置控制油样切换、清洗。
44.加速退化试验的方法，包括1）时间压缩试验，即将检测周期设置到最短，连续运行规定时间；2）事件压缩试验，即在可及的规定时间内强制赋以如下事件：电源暂降、油路堵塞、电压随机中断、电源波动、环境噪声干扰。时间压缩试验和事件压缩试验后基本再进行准确度、重复性、最小检测浓度等基本指标的检测。
45.加速退化试验的平台装置，包括1）交换机，2）连接阀件单元，3）标准油配制单元，4）油路控制单元，5）后台软件。此装置能够同时接入多台缘油中溶解气体在线监测设备，自动完成时间压缩和事件压缩试验，对设备进行失效分析，判定设备可靠性。
46.加速退化试验平台装置具备如下功能：1）电压暂降、电压随机中断、电源波动：通过后台远传控制装置来控制测试装置的供电。通过后台远传控制油路切换装置内电源的开启与关闭来测试待测装置在发生断电时，考察待测装置的通讯、工作状态及远传工作日报。
47.2）油路堵塞：通过后台远传控制配油装置进、回油阀的开启与关闭来测试待测装置在发生油路堵塞时，考察待测装置的工作状态及远传工作日报。
48.3）标准油自动配置：自动配油装置工作原理：采用定量标准气体法，根据储油罐内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度等参数，通过软件计算要配制所需浓度的标准油样需充入标准气体的量，然后通入相应体积标准气体，通过加压、加热、系统油、气循环使其快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样。
49.4）油路清洗：标准油配好后，通过后台远传控制油路控制装置控制进、回油管路的清洗；以及主变与待测油样的切换。
50.5）标准油样浓度的确定：标准油配好后，通过高精度色谱校准装置来确定油的浓度，并上传测量结果至远传装置。
51.6）待测装置统一设置：通过后台远传统一下发待测装置启、停、周期指令。
52.通过后台远传控给待测装置统一下启、停、周期指令，考察待测装置的通讯、工作状态、远传工作日报、测量结果、谱图等内容。

技术特征：
1.绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述试验装置包括控制系统和多个用于配置不同浓度标准油样的标准油配制单元；所述标准油配制单元和充油电气设备的连接阀件单元经油路控制单元、管道与待测的绝缘油中溶解气体在线监测设备的进油口相连，绝缘油中溶解气体在线监测设备与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；所述后台远传控制装置包括切换油路控制单元，还包括设于供电电路处的电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器；控制系统经后台远传控制装置控制充油电气设备和绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，一方面使充油电气设备工作于试验工况以产生溶解于绝缘油的试验用特征气体，另一方面通过试验工况的加速退化来评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力；控制系统经切换油路控制单元控制充油电气设备的进油阀、回油阀的启闭工况，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的油路堵塞监测能力；所述充油电气设备包括用于试验的充油变压器或用于试验的充油电抗器。2.根据权利要求1所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括与绝缘油溶解气体在线监测设备相连的加速退化试验装置；所述加速退化试验装置对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备执行加速退化处理；所述绝缘油溶解气体在线监测设备包括高精度色谱校准装置、标准油配制单元配置、环境试验仓、控制系统、电源调节装置；绝缘油溶解气体在线监测设备安装在用于试验的大型充油变压器近旁，充油变压器下部安装有取油阀，绝缘油溶解气体在线监测设备通过取样阀对试验变压器内部变压器油取油样，在线监测其油样中所含的特征气体组分含量；所述充油油气设备的供电电路包括电源调节装置，电源调节装置电性连接于大型充油变压器的输入端，电源调节装置调节试验变压器以多种异常情况运行，使试验变压器内部的绝缘油发生热解或裂解，产生试验所需的大量特征气体并溶解于变压器油中；标准油配制单元配置包括高浓度标准油样配制槽、中浓度标准油样配制槽、低浓度标准油样配制槽，其与受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，用于配置不同浓度标准油样，作为试验过程中的绝缘油油样使用；多个标准油配制单元的规格平行配置，通过连接阀件单元分别与不同的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；在进行加速退化试验时，包括以下步骤；步骤a1、在控制系统控制下，首先对受测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速老化处理，加速老化处理的方法包括，以受测的绝缘油溶解气体在线监测设备对大型充油试验变压器内部充注的变压器油中所溶解的特征气体组分进行每小时不少于1次且连续执行不少于10天的高频次和高强度在线监测试验，以使受测的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化；步骤a2、执行绝缘油油样检测步骤，以评估经加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备的性能，具体为，以加速退化处理后的绝缘油溶解气体在线监测设备分别对与之相连的标准油配制单元提供的绝缘油油样的高浓度标准油样、中浓度标准油样和低浓度标准油样进行检测，并将检测结果与高精度色谱校准装置的检测结果进行比对，如超出高精
度色谱校准装置检测误差范围，则判断待测色谱在线监测系统或光谱在线监测系统不合格，反之则合格，以此作为考核绝缘油溶解气体在线监测设备监测准确性、监测精度的时间压缩试验。3.根据权利要求1所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述标准油配制单元与控制系统和受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连，标准油配制单元的高浓度标准油样配制槽为溶解有高浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的中浓度标准油样配制槽为溶解有中浓度组分特征气体的标准油样配制槽，标准油配制单元的低浓度标准油样配制槽为溶解有低浓度组分特征气体的标准油样配制槽；在试验过程中，所述切换油路控制单元用于受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的油路连接试验变压器以及高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽时的不同油路连接状态切换；加速退化试验过程中，受测的绝缘油溶解气体在线监测设备、用于试验的大型充油变压器以及标准油配制单元的高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽与接入控制系统后台软件的后台远传控制装置相连；控制系统经后台远传控制装置控制绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力。4.根据权利要求1所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述标准油配制单元包括分别配置低、中、高三种浓度油样的油样配置单元，其配置的不同浓度的标准油样在试验过程中输入受测的绝缘油溶解气体在线监测设备，作为溶解气体在线监测设备在试验过程中使用的校准油样；油样配置单元还包括标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测装置长时间连续运行的标准油样的来源；用于试验的变压器、标准油样配制槽并联配置，通过连接阀件单元分别与不同的受测的绝缘油溶解气体在线监测设备相连；用于试验的变压器在试验时可作为大容量标准油样储存装置，作为溶解气体在线监测设备长时间连续运行的标准油样的来源；在配置标准组分特征气体浓度油样时，采用定量标准气体法，根据储油罐内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度参数，通过软件计算要配制所需浓度的标准油样需充入标准特征气体的量，然后通入相应体积标准特征气体，通过加压、加热、系统油、气循环使其快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样；标准油配置完成后，通过后台远传控制装置的远传指令来控制油路控制单元，控制试验变压器，高、中、低浓度组分特征气体的标准油样配制槽的进油管路、回油管路的切换和清洗；标准油配置完成后，通过高精度色谱校准装置来标定油的浓度，并上传标定浓度测量结果至后台远传控制装置，作为校验的基准油数据使用。5.根据权利要求4所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述标准油样储存装置需超大容量的标准油样储存空间时，用于实验的变压器采用真型的110kv及以上等级的充油电力变压器作为标准油样储存装置。6.根据权利要求5所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在
于：标准油配制单元用于输出低、中、高三种浓度油样的管路，以及试验用变压器用于输出超大容量的标准油样的管路，其统一汇集至控制装置，由后台远传控制装置控制油路切换，以自动切换和统一输出标准油样给各台受测的绝缘油溶解气体在线监测设备。7.绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，采用绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验装置，其特征在于：所述加速退化试验方法包括对绝缘油溶解气体在线监测设备执行时间压缩试验或事件压缩试验；所述时间压缩试验，即在试验过程中，将对绝缘油溶解气体在线监测设备检测周期设置到最短，并按设定的检测周期规定时间连续运行试验；所述事件压缩试验，即在试验过程中，规定时间内对与绝缘油溶解气体在线监测设备强制赋以饱和浓度过载事件、高沸点组分累积事件、电源暂降事件、油路堵塞事件、油路放空事件、电压随机中断事件、电源波动事件、环境噪声干扰事件；所述加速退化试验方法在执行时间压缩试验或事件压缩试验后，再对绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、重复性和最小检测浓度的基本指标检测。8.根据权利要求7所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，其特征在于：所述试验方法通过各类试验及模拟现场运行环境对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行加速退化试验，并通过在线监测的试验结果综合判断绝缘油溶解气体在线监测设备的现场运行可靠性及测量准确性是否满足入网要求；试验方法工作流程顺序包括时间压缩试验、事件压缩试验、测量准确度试验、测量重复性试验、最小检测浓度试验、分离度或交叉响应试验、响应时间、其他相关性测试；当时间压缩试验与环境加速退化试验结合进行时，环境加速退化试验包括：盐雾环境加速退化试验，化学污染环境加速退化试验，高海拔环境加速退化试验，高温、高湿环境加速退化试验。9.根据权利要求7所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，其特征在于：所述事件压缩试验中包括饱和浓度过载事件，该事件即在试验中通过模拟，使指标气浓度或者油中脱出气体浓度达到常规浓度的5-10倍，或是达到饱和浓度，使受测的绝缘油溶解气体在线监测设备的的色谱柱/气体传感器过载，加速色谱柱和检测器的老化；所述事件压缩试验中包括高沸点组分累积事件，该事件即在试验中通过模拟，在标准气体或者油样中加入加入高碳烃c3、c4、c5、丙酮或甲醇的特征气体组分；试验过程中高沸点组分累积事件低碳烃c3、c4、c5饱和浓度组分对绝缘油溶解气体在线监测设备起到的加速退化作用为：a、此类组分在绝缘油溶解气体在线监测设备的色谱柱产生部分累积，使分离性能退化；b、此类组分从绝缘油溶解气体在线监测设备色谱柱缓慢流出后在传感器感应活性表面也碳化沉积，使传感器响应性能退化；c、对于绝缘油溶解气体在线监测设备的光谱类在线监测设备，此类高沸点物质逐步沉积到光学窗口造成额外吸收，改变光源能量分布，产生交叉感扰，影响变压器的光谱类在线监测设备检测准确性；所述事件压缩试验中的油路堵塞事件、油路放空事件，是指在试验中通过仿真模拟试验，把充油电气设备进油管路、出油管路关闭或放空，记录绝缘油溶解气体在线监测设备能
否正确识别或告警，并及时停止采样流程直至故障排除，或是考察待测的绝缘油溶解气体在线监测设备在此压缩试验中的工作状态反应敏感性及远传工作日报准确性；所述事件压缩试验中的电源暂降事件，是在试验中通过后台远传控制装置，控制调节充油电气设备的供电，控制范围包括电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器的控制使用；所述事件压缩试验中的电压随机中断事件，是对处于任意运行状态下的充油电气设备进行断电，72小时内进行不少于24次的操作；所述事件压缩试验中的电源波动事件，是通过后台软件，控制电压调节器、电流调节器、容抗调节器、感抗调节器，使充油电气设备的工作电压在ac185v～265v动态阈值范围内波动，以及在预设范围内进行的电流调节、容抗调节和感抗调节，以此考察绝缘油溶解气体在线监测设备监测数据的重复性和测量误差；试验过程通过电压暂降事件、电压随机中断事件、电源波动事件来考察待测的绝缘油溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态及远传工作日报；所述事件压缩试验中的环境噪声干扰事件，是指试验过程所模拟的变电站站内变压器、电抗器、通风风机设备产生的噪声或人造振动、人造声响；变压器本体噪声为内部硅钢片由于磁致伸缩问题使铁芯出现周期性振动从而产生的噪声，以及当电流通过时，其绕组线圈上电磁力由于磁漏随时间变化而发出振动噪声；电抗器噪声为电抗器铁芯因磁致伸缩及绕组线圈振动而发出的噪声；通风风机噪声为由于扇叶旋转造成的空气动力性噪声，以及风机的电机或其他零部件在运行时产生的机械性噪声。10.根据权利要求7所述的绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法，其特征在于：试验过程中，绝缘油溶解气体在线监测设备接入用于超大容量标准油样储存的试验变压器，且连续极限运行预设时长或预设次数后，自动切换到低、中、高浓度油样配置单元，对待测的绝缘油溶解气体在线监测设备进行准确度、响应时间、最小检测浓度、分离度或交叉响应试验性能的量化评测，然后再进行下一轮的连续极限运行；后台远传控制装置同时接入多台绝缘油中溶解气体在线监测设备，自动完成时间压缩和事件压缩试验，对设备进行失效分析，判定设备可靠性；后台远传控制装置后台远传控制指令，给待测的多台绝缘油中溶解气体在线监测设备统一下发启、停、周期指令，以评估待测绝缘油中溶解气体在线监测设备的通讯、工作状态、远传工作日报、测量结果、谱图。

技术总结
本发明提出绝缘油溶解气体在线监测设备加速退化试验方法及其装置，包括控制系统和多个标准油配制单元；标准油配制单元与绝缘油溶解气体在线监测设备的进油口相连；充油电气设备与绝缘油中溶解气体在线监测设备相连，绝缘油中溶解气体在线监测设备与后台远传控制装置相连；控制系统控制绝缘油溶解气体在线监测设备的供电电路，以评估该设备的电压暂降监测能力、电压随机中断监测能力或电源波动监测能力；控制系统控制充油电气设备的进油阀、回油阀的启闭工况，以评估绝缘油溶解气体在线监测设备的油路堵塞监测能力；本发明可以高效地针对绝缘油中溶解气体在线监测设备进行可靠性评测、装置入网质量管控，为供应商绩效评价提供明确依据。供明确依据。供明确依据。


技术研发人员：连鸿松 刘慧鑫 赖永华 郑东升 林晓铭 郭志斌 余海泳 吴奇宝 曹玲燕 李志军 施宗兴 李强 王国彬 林尚丰 林智炳
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司 国电南京自动化股份有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/4