一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法及系统技术方案

本发明专利技术属于气体绝缘设备领域，公开了一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法及系统，包括获取绝缘设备内混合气体的额定充气压力，以及混合气体在额定充气压力下的体积，以及混合气体中各气体组分的实际摩尔比例和额定摩尔比例，进而得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，以及混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，根据根据混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，以及混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，确定补气气体中各气体组分的摩尔比例。根据混合气体组分、压力及温度，明确需要补气的组分比例，进而针对性的进行补气，显著提升运行稳定性。著提升运行稳定性。著提升运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法及系统


[0001]本专利技术属于气体绝缘设备领域，涉及一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法及系统。

技术介绍

[0002]混合气体绝缘设备在投运过程中，由于充、补气环节操作不当等因素，可能造成设备中气体混合比例与额定混合比例存在一定偏差，在使用时一般需要进行现场补气操作。对于混合气体绝缘设备现场补气工作，目前的一般操作是，机械式的按照设备额定比例进行补气，或者为操作便利仅补充单一组分气体(如现场常常只补绝缘强度较高的气体：SF6、C4
‑
PFN及C5
‑
PFK)。
[0003]但是，上述操作可能对产品性能造成严重影响，例如，电力设备在长期运行中将不可避免地出现泄露，而混合气体由于气体的理化特性和分子大小不同，不同组分气体的泄露量也不相同，如按照额定比例补气，无法对应弥补泄露的气体组分；如仅仅补充绝缘强度较高的气体，虽然可保证气体的绝缘强度，但SF6、C4
‑
PFN及C5
‑
PFK的液化温度较高，该操作可能在温度较低时引起部分气体组分液化的现象，从而显著降低气体绝缘强度，影响设备安全运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中，混合气体绝缘设备现场补气后设备安全下降的缺点，提供一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法及系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术第一方面，一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法，包括以下步骤：
[0007]S1：获取绝缘设备内混合气体的额定充气压力，以及混合气体在额定充气压力下的体积，以及混合气体中各气体组分的实际摩尔比例和额定摩尔比例；
[0008]S2：根据混合气体中各气体组分的实际摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积；
[0009]S3：根据混合气体中各气体组分的额定摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积；
[0010]S4：根据混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，以及混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，确定补气气体中各气体组分的摩尔比例。
[0011]本专利技术混合气体绝缘设备补气气体确定方法进一步的改进在于：
[0012]所述获取绝缘设备内混合气体中各气体组分的实际摩尔比例的具体方法为：获取绝缘设备内混合气体的实际充气压力、气体密度以及气体温度；根据绝缘设备内混合气体
的实际充气压力、气体密度以及气体温度，得到混合气体中各气体组分的分压，根据混合气体中各气体组分的分压，得到混合气体中各气体组分的实际摩尔比例。
[0013]所述获取绝缘设备内混合气体的实际充气压力的具体方法为：通过压力传感器检测绝缘设备内混合气体的实际充气压力。
[0014]所述获取绝缘设备内混合气体的气体温度的具体方法为：通过温度传感器检测绝缘设备内混合气体的气体温度。
[0015]所述获取绝缘设备内混合气体的气体密度的具体方法为：获取晶体谐振器在绝缘设备内的共振频率，得到第一共振频率；获取晶体谐振器在真空腔体内的共振频率，得到第二共振频率；根据第一共振频率和第二共振频率，通过下式得到混合气体的气体密度：
[0016][0017]其中，C为补偿值，ω0为第二共振频率，Δω为第一共振频率与第二共振频率的差距，ρ
gas
为混合气体的气体密度，ρ
q
为晶体谐振器的密度，t为晶体谐振器的晶体片厚度，w为晶体谐振器的晶体片宽度，η为气体粘度，c1和c2为与晶体谐振器体积和结构相关的常数。
[0018]所述根据绝缘设备内混合气体的额定充气压力、气体密度以及气体温度，得到混合气体中各气体组分的分压的具体方法为：根据绝缘设备内混合气体的实际充气压力、气体密度以及气体温度，通过下式得到混合气体中各气体组分的分压：
[0019][0020]其中，P
实际
为混合气体的实际充气压力，p为混合气体中当前气体组分的分压，T为混合气体的气体温度，R为摩尔气体常数，M为混合气体中当前气体组分的物质的量，M'为混合气体中除当前气体组分的其他气体组分的物质的量，ρ为混合气体的气体密度。
[0021]所述根据混合气体中各气体组分的实际摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积的具体方法为：根据混合气体中各气体组分的实际摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，通过下式得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积：
[0022]V＝P
额定
·
V
总
·
χ
[0023]其中，V为混合气体中当前气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，P
额定
为混合气体的额定充气压力，V
总
为混合气体在额定充气压力下的体积，χ为混合气体中当前气体组分的实际摩尔比例。
[0024]所述根据混合气体中各气体组分的额定摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积的具体方法为：根据混合气体中各气体组分的额定摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，通过下式得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积：
[0025]V
额定
＝P
额定
·
V
总
·
χ
额定
[0026]其中，V
额定
为混合气体中当前气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，P
额定
为混合气体的额定充气压力，V
总
为混合气体在额定充气压力下的体积，χ
额定
为混合气体中当前气体组分的额定摩尔比例。
[0027]所述根据混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，以及混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，确定补气气体中各气体组分的摩尔比例的具体方法为：
[0028][0029]其中，χ
补
为补气气体中当前气体组分的摩尔比例，V
额定
为混合气体中当前气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，V为混合气体中当前气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，V'
额定
为混合气体中除当前气体组分的其他气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，V'为混合气体中除当前气体组分的其他气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取绝缘设备内混合气体的额定充气压力，以及混合气体在额定充气压力下的体积，以及混合气体中各气体组分的实际摩尔比例和额定摩尔比例；S2：根据混合气体中各气体组分的实际摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积；S3：根据混合气体中各气体组分的额定摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积；S4：根据混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积，以及混合气体中各气体组分在额定充气压力和额定摩尔比例下的体积，确定补气气体中各气体组分的摩尔比例。2.根据权利要求1所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述获取绝缘设备内混合气体中各气体组分的实际摩尔比例的具体方法为：获取绝缘设备内混合气体的实际充气压力、气体密度以及气体温度；根据绝缘设备内混合气体的实际充气压力、气体密度以及气体温度，得到混合气体中各气体组分的分压，根据混合气体中各气体组分的分压，得到混合气体中各气体组分的实际摩尔比例。3.根据权利要求2所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述获取绝缘设备内混合气体的实际充气压力的具体方法为：通过压力传感器检测绝缘设备内混合气体的实际充气压力。4.根据权利要求2所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述获取绝缘设备内混合气体的气体温度的具体方法为：通过温度传感器检测绝缘设备内混合气体的气体温度。5.根据权利要求2所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述获取绝缘设备内混合气体的气体密度的具体方法为：获取晶体谐振器在绝缘设备内的共振频率，得到第一共振频率；获取晶体谐振器在真空腔体内的共振频率，得到第二共振频率；根据第一共振频率和第二共振频率，通过下式得到混合气体的气体密度：其中，C为补偿值，ω0为第二共振频率，Δω为第一共振频率与第二共振频率的差距，ρ
gas
为混合气体的气体密度，ρ
q
为晶体谐振器的密度，t为晶体谐振器的晶体片厚度，w为晶体谐振器的晶体片宽度，η为气体粘度，c1和c2为与晶体谐振器体积和结构相关的常数。6.根据权利要求2所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述根据绝缘设备内混合气体的额定充气压力、气体密度以及气体温度，得到混合气体中各气体组分的分压的具体方法为：
根据绝缘设备内混合气体的实际充气压力、气体密度以及气体温度，通过下式得到混合气体中各气体组分的分压：其中，P
实际
为混合气体的实际充气压力，p为混合气体中当前气体组分的分压，T为混合气体的气体温度，R为摩尔气体常数，M为混合气体中当前气体组分的物质的量，M'为混合气体中除当前气体组分的其他气体组分的物质的量，ρ为混合气体的气体密度。7.根据权利要求1所述的混合气体绝缘设备补气气体确定方法，其特征在于，所述根据混合气体中各气体组分的实际摩尔比例、混合气体的额定充气压力以及混合气体在额定充气压力下的体积，得到混合气体中各气体组分在额定充气压力和实际摩尔比例下的体积的具体方法为：根据混合气体中各气体组...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙利雄，何光层，聂剑锋，刘全，苏阳，李胜朋，杨华昆，谢玉华，刘明辉，李新洪，罗刚，杨超超，赵莉华，吴迅，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司保山供电局，
类型：发明
国别省市：