CN103252113A

CN103252113A - 一种变压器油中气体在线脱气装置

Info

Publication number: CN103252113A
Application number: CN2013101242342A
Authority: CN
Inventors: 张�杰; 姚翔宇; 董勤
Original assignee: Wuhan NARI Ltd
Current assignee: Wuhan NARI Ltd
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明涉及一种变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于包括：油泵、气泵、定量室、脱气室、排油室、空气压缩机、压力传感器、液位传感器、管路、电磁阀及电控装置。无以空压机作为动力源，采用气缸方式的控制油泵和气泵，取代前置油循环泵。定量室、脱气室、排油室及管路采用一体化设计，集成安装传感器和电磁阀。整个装置基于独立控制系统，实现外部通讯和模块化控制。加装排油液位传感器，保证油样安全回排。本发明变压器油中气体在线脱气装置，简化元件、优化控制，采用部件一体化设计，降低硬件成本和调试时间。可短时间内对变压器油进行多次真空脱气，满足脱气率的重复性和稳定性要求。

Description

一种变压器油中气体在线脱气装置

技术领域

本发明涉及的是变电站状态监控技术领域，尤其涉及变压器油中气体在线脱气装置。

背景技术

在电力系统中，变压器油中气体在线监测技术得到了广泛、有效的应用。对变压器中绝缘油进行在线监测和分析已成为判断变压器等电力设备早期潜伏故障，进行有效的在线监测和在线检修的重要手段。变压器油中气体在线监测的主要内容包括：油样采集、油气分离、气体分析、故障判断等这几个部分。其中油气分离方法主要有三种：薄膜渗透法、动态顶空脱气法、真空脱气法。薄膜渗透脱气法成本低，但脱气率低、耗时长，目前在变压器油中气体在线监测系统中已极少使用。动态顶空脱气法脱气稳定性好，但脱气率相对较低，且需进行软件算法修正。相对而言，真空脱气法成本较高，但稳定性和重复性好，脱气率高。

国家标准“GB/T 17623-1998绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法”中第8部分中“真空全脱气法—变径活塞泵全脱气法”。该方法脱气装置由变径活塞泵、脱气容器、磁力搅拌器和真空泵等构成。在一个密封的脱气室内借真空与搅拌作用，使油中溶解气体迅速析出；利用大气与负压交替对变径活塞施力，使活塞反复上下移动多次扩容脱气、压缩集气；将气缸的无杆腔作为集气室，提高了脱气率，实现真空全脱气法。但此方法实现较为困难，且多用于离线油气分离场合。

经过检索发现，中国专利申请号为200920045483.1，授权公告号CN201454165U，记载了一种“绝缘油中气体在线分离装置”，该装置包括油循环泵、定量室、脱气室、油气分离室、集气室及电控装置，脱气室和集气室均为气缸部分，通过电磁阀控制的驱动气缸由活塞杆连接的方式进行驱动。可以短时间内完成对绝缘油的真空脱气。此方法利用气缸作为脱气室和集气室，空间死体积对脱出气体的收集程度影响较大，系统成本高。

有鉴于此，本发明提供一种变压器油中气体在线脱气装置，以满足实际应用需要。

发明内容

本发明的目的是：针对背景技术的不足，本发明提供一种变压器油中气体在线脱气装置，减小空间死体积，解决了油样安全回排问题，脱气时间短，脱气效率高。采用新的控制策略和管路一体化设计，优化结构，减小成本和调试时间。

本发明所采用的技术方案是：一种变压器油中气体在线脱气装置，包括：油泵、气泵、定量室、脱气室、排油室、空气压缩机、压力传感器、液位传感器、管路、电磁阀及电控装置，其特征在于：

所述油泵由工作气缸和驱动气缸构成，有杆侧工作气缸与有杆侧驱动气缸之间以活塞杆连接，通过驱动气缸的行程作用推动工作气缸进行吸油和排油，油泵出口与电磁阀S3、S4连接，油泵的驱动气缸以空压机为动力源工作；

所述气泵由工作气缸和驱动气缸构成，有杆侧工作气缸与有杆侧驱动气缸之间以活塞杆连接，通过驱动气缸的行程作用推动工作气缸进行吸气和排气；气泵出口与电磁阀S7、S8和压力传感器J2连接，气泵出口为样气出口；油泵和气泵驱动气缸分别通过两位三通电磁阀S21、S22、S23、S24连接到空气压缩机出气口，同时安装压力检测传感器J1；

所述定量室的下端进油口与变压器出油口电磁阀S1、S4，上端排油口通过电磁阀S5与电磁阀S6和脱气室下端进气口连接；

所述脱气室的下端进气口与电磁阀S5、S6连接，上端出气口经过电磁阀S7与气泵进气出气口连接，连接点经过电磁阀S8与空气相通，连接点安装气体压力传感器J2；

所述排油室上端进油口与电磁阀S6连接，下端排油口与电磁阀S2、S3连接。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：采用气缸方式的油泵代替前置的独立油循环泵，控制进油和排油。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：脱气室设计位于定量室上部，利用重力作用保证油气分离效果。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：定量室上部、脱气室下部、排油室下部均安装液位传感器，保证装置正常运行和油样安全回排。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：定量室、脱气室、排油室及管路采用一体化设计，集成安装电磁阀、液位压力传感器。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：整个脱气过程中定量室、脱气室和集气室采用恒温控制，将温度控制在某一特定温度。

如上所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：基于DSP或PLC控制系统，进行温度压力检测，完成整个装置的模块化控制和通讯功能。

本发明的有益效果是：本发明的变压器油中气体在线脱气装置，通过管路一体化设计，减小空间死体积，优化控制策略，减小硬件成本和调试时间。可短时间内对变压器油进行真空脱气，满足脱气率的重复性和稳定性要求。通过排气液位传感器实现油样安全回流变压器。

附图说明

图1是本发明实施例的变压器油中气体在线脱气装置的原理示意图。

图2是本发明实施例的管路一体化部件的原理示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

附图中的符号说明：4-排油室，6-排气出口，7-压力传感器，10-脱气室，16-定量室，3、13、15-液位传感器，5、11、14-电磁阀，H1-进油口，H2-出油口，H3-样气出口。

如图1所示，本实施例包括：油泵、气泵、空气压缩机、定量室、脱气室、排油室、压力传感器、液位传感器、管路、电磁阀及电控装置，通过电磁阀和管路连接。定量室上端设有液位传感器，脱气室下端设有液位传感器，排油室下端设有液位传感器。定量室的下端进油口通过电磁阀S1与变压器出油口连接，通过电磁阀S4与油泵端口连接，上端出油口通过S5与电磁阀S6和脱气室的下端进油口连接。脱气室上端出气口通过电磁阀S7与气泵端口连接。此连接点设有气体压力传感器，通过电磁阀S8与空气相通。排油室下端出油口通过电磁阀S2与变压器回油口连接，通过电磁阀S3与与油泵端口连接，上端进油口通过电磁阀S6与脱气室下端进油口和电磁阀S5连接。气泵的样气出端口与六通阀的端口1连通，油气分离过程中，载气（氮气）通过电磁阀S9，经六通阀、定量环进入集气室。电磁阀S9关闭后，可将定量环、集气室及管路抽成真空，也可实现样气排入定量环。

油泵和气泵均由工作气缸和驱动气缸构成，有杆侧工作气缸与有杆侧驱动气缸之间以活塞杆连接，通过驱动气缸的行程作用推动工作气缸进行往复工作。油泵驱动气缸和气泵驱动气缸分别通过二位三通电磁阀（S21、S22、S23、S24）连接到空气压缩机出气口，其出口气压受压力传感器J1控制。

控制系统采用DSP控制板或PLC协同控制整个装置的电磁阀动作和温度控制等。

本发明的工作过程包括：

第一步、排油排气。控制系统接收到开机信号或开机指令后，打开空气压缩机驱动气泵气缸，控制相应电磁阀，分别进行集气室和脱气室的排气。控制驱动油泵气缸和电磁阀，进行脱气室、排油室的排油。控制电磁阀S9，用载气推油，将脱气室的废油排出，控制电磁阀，进行排油排气。

第二步、油路清洗。打开进油口电磁阀S1和油泵电磁阀S4，缓慢进油，油路清洗。油路清洗完毕后，根据排油液位指示排出废油。

第三步、载气冲洗。控制电磁阀S9，用载气多次进行系统气路冲洗，并将冲洗后废气排出。

第四步、系统抽真空。控制气泵气缸，运行在真空泵工作模式，将系统管路抽成真空。

第五步、定量进油。打开电磁阀S4、S5和S7，油泵抽油，气泵推出气体，将定量室的油排出后将定量室抽真空，关闭电磁阀S4、S5。打开进油电磁阀S1，定量进油，液位传感器检测到定量室油满后，关闭进油电磁阀S1。

第六步、脱气集气。保持定量室油位，气泵气缸抽真空，进行真空脱气。关闭电磁阀S7，推动气缸进行集气室排气。反复上述过程，进行多次脱气、排气。

第七步、样气收集、进样。将收集的样气一次排入定量环，完成气体进样。

如图2所示，本实施例的变压器油中气体在线脱气装置中铸铝一体化结构的部件包括：定量室16、脱气室10、排油室4，压力传感器7，液位传感器（3、13、15），电磁阀（5、11、14），进油口（H1）、出油口（H2）、样气出口（H3）、排气出口6。采用管路铸铝一体化，电磁阀安装在铸铝上，构成部件一体化设计。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种变压器油中气体在线脱气装置，包括：油泵、气泵、定量室、脱气室、排油室、空气压缩机、压力传感器、液位传感器、管路、电磁阀及电控装置，其特征在于：

所述油泵由工作气缸和驱动气缸构成，有杆侧工作气缸与有杆侧驱动气缸之间以活塞杆连接，通过驱动气缸的行程作用推动工作气缸进行吸油和排油，油泵出口与电磁阀（S3、S4）连接，油泵的驱动气缸以空压机为动力源工作；

所述气泵由工作气缸和驱动气缸构成，有杆侧工作气缸与有杆侧驱动气缸之间以活塞杆连接，通过驱动气缸的行程作用推动工作气缸进行吸气和排气；气泵出口与电磁阀（S7、S8）和压力传感器（J2）连接，气泵出口为样气出口；油泵和气泵驱动气缸分别通过两位三通电磁阀（S21、S22、S23、S24）连接到空气压缩机出气口，同时安装压力检测传感器（J1）；

所述定量室的下端进油口与变压器出油口电磁阀（S1、S4），上端排油口通过电磁阀（S5）与电磁阀（S6）和脱气室下端进气口连接；

所述脱气室的下端进气口与电磁阀（S5、S6）连接，上端出气口经过电磁阀（S7）与气泵进气出气口连接，连接点经过电磁阀（S8）与空气相通，连接点安装气体压力传感器（J2）；

所述排油室上端进油口与电磁阀（S6）连接，下端排油口与电磁阀（S2、S3）连接。

2.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：采用气缸方式的油泵代替前置的独立油循环泵，控制进油和排油。

3.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：脱气室设计位于定量室上部，利用重力作用保证油气分离效果。

4.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：定量室上部、脱气室下部、排油室下部均安装液位传感器，保证装置正常运行和油样安全回排。

5.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：定量室、脱气室、排油室及管路采用一体化设计，集成安装电磁阀、液位压力传感器。

6.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：整个脱气过程中定量室、脱气室和集气室采用恒温控制，将温度控制在某一特定温度。

7.根据权利要求1所述的变压器油中气体在线脱气装置，其特征在于：基于DSP或PLC控制系统，进行温度压力检测，完成整个装置的模块化控制和通讯功能。