CN104236985A - 一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置，油循环回路装置、气循环回路装置和真空发生装置组成。本发明的特点：1.本发明由于在油气分离过程中全程处于负压环境下，不与空气直接接触，可以保证在油气分离过程中油不受污染，同进也无需消耗变压器油。2.本发明利用从油中析出的气体、在恒温条件下实现油气循环平衡，重复性好。3.本发明在真空条件下进行油气分离，油气分离速度快，可实现连续脱气，从而可保证连续监测。

Description

一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置

技术领域

本发明属变压器油中溶解气体油气分离领域。具体是一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置。

背景技术

变压器是电力系统的主要设备之一，保证变压器的安全可靠运行，对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。变压器油中溶解气体色谱分析的在线监测方法是基于油中溶解气体分析理论，它直接在现场实现油色谱的定时在线智能化监测与故障诊断，不仅可以及时掌握变压器的运行状况，发现和跟踪存在的潜伏性故障，并且可以及时根据专家系统对运行工况自动进行诊断。

从变压器安全可靠运行的重要性与变压器油色谱在线监测装置的性价比来看，采用在线监测装置在技术和经济上有显著的优势，既提高了变电站运行的管理水平，又可为状态检修体系奠定基础。因此，变压器油中溶解气体在线监测及故障诊断装置的应用具有重要的现实意义和实用价值。

应用于变压器色谱在线监测系统的油气分离装置要求能够自动、快速、长寿命、无污染以及不消耗变压器油条件下高效分离出溶解在变压器油中的微量故障特征气体。试验室使用的震荡脱气装置、真空脱气装置等虽能高效脱气，但要消耗变压器油，且不能用于在线分离，因此，油气分离技术就成了变压器色谱在线监测技术研发过程中的难题。常用的在线油气分离技术分以下几种：

1.高分子膜油气分离技术。

学者们对渗透膜进行了大量研究，相继研制成功了聚酰亚胺、聚六氟乙烯和聚四氟乙烯等各种高分子聚合物分离膜，并研制出了各种在线监测装置。由于聚酰亚胺等透气性能和耐老化能力差，而聚四氟乙烯的透气性能好，又有良好的机械性能和耐油等诸多优点，因此国内外早期产品选用聚四氟乙烯作为油中溶解气体监测仪上的分离膜。但高分子渗透膜平衡时间过长，也不能满足在线实时性的需要。

2.波纹管顶空式分离技术：

利用波纹管的不断往复运动，将变压器油中的气体快速的脱出，具有效率高、重复性好的优点。并且采用循环取油方式，油样具有代表性。主要缺点是：由于顶空方式的油样与气样之间没有隔离，脱出的气样中会含有少量的油蒸汽，从而造成对色谱柱的污染，降低色谱柱的使用寿命；波纹管的寿命有限，同时由于波纹管的磨损，对变压器油存在一定程度的污染。

3.动态顶空式分离技术：

主要原理是以载气在色谱柱之前往油中通气，将油中溶解气体置换出来，送入检测器检测，根据油中各组分气体的排出率调整气体的响应系数来定量。这种方式脱气速度较快，但由于要不断通入载气，不能使用循环油样，以免载气进入变压器本体油箱，因此油样代表性差。另外，在脱气完毕后，必须把油样放掉，这样每次检测必然消耗少量的变压器油。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置包括油循环回路装置、气循环回路装置、真空发生装置。

所述油循环回路装置包括变压器油箱、油气分离室、油循环装置、进油过滤器、电磁阀V1、出油过滤器和电磁阀V2；油气分离室设有油进口Ⅰ、油出口Ⅱ、气出口Ⅲ、气进口Ⅳ和接口Ⅴ五个接口；变压器油箱出口与进油过滤器的进口连接，进油过滤器出口与电磁阀V1进口连接，电磁阀V1出口与油气分离室的油进口连接；油气分离室的油出口Ⅱ与油循环装置的进口连接，油循环装置的出口与电磁阀V2的进口连接，电磁阀V2的出口与出油过滤器的进口连接，出油过滤器的出口与变压器油箱的进口连接；油气分离室的接口Ⅴ与液位传感器连接；各部件进出口用不锈钢管路连接成循环回路。

气循环回路装置包括电磁阀V3、油气隔离室、负压气循环装置、电磁阀V4、定量腔体、电磁阀V5；油循环回路装置的油气分离室的气出口Ⅲ与电磁阀V3的进口连接，电磁阀V3出口与油气隔离室的一个进口连接，油气隔离室的出口与负压气循环装置的一端连接，负压气循环装置的另一端与电磁阀V4的进口连接，电磁阀V4的出口与定量腔体的一端连接，定量腔体的另一端与电磁阀V5的进口连接，电磁阀V5的出口与油循环回路装置的油气分离室的气进口Ⅳ连接；各部件进出口用不锈钢管路连接成循环回路。

真空发生装置包括真空泵、电磁阀V6、压力传感器；真空泵出口与压力传感器的一端连接，压力传感器的另一端与电磁阀V6的进口连接，电磁阀V6的出口与气循环回路装置的油气隔离室的另一个进口连接。

上述的一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置的应用，在恒温状态下，将油循环回路装置的油气分离室抽为真空，然后将油样导入油气分离室，从油中析出气体在油循环装置的作用下对油样进行置换，待液相油中气体浓度与气相浓度达到溶解平衡时，停止置换。

本发明的特点：

1.本发明用于变压器油中溶解气体在线监测的真空式油气分离装置由于在油气分离过程中全程处于负压环境下，不与空气直接接触，可以保证在油气分离过程中油不受污染，同进也无需消耗变压器油。

2.本发明利用从油中析出的气体、在恒温条件下实现油气循环平衡，重复性好。

3.本发明在真空条件下进行油气分离，油气分离速度快，可实现连续脱气，从而可保证连续监测。

附图说明

图1是本发明一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置结构示意图。

图中，油循环回路装置1、气循环回路装置2、真空发生装置3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步描述。

本发明一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置结构如图1所示，一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置包括油循环回路装置1、气循环回路装置2和真空发生装置3。

所述油循环回路装置1包括变压器油箱、油气分离室、油循环装置、进油过滤器、电磁阀V1、出油过滤器和电磁阀V2。油气分离室设有油进口Ⅰ、油出口Ⅱ、气出口Ⅲ、气进口Ⅳ和接口Ⅴ五个接口。变压器油箱出口与进油过滤器的进口连接，进油过滤器出口与电磁阀V1进口连接，电磁阀V1出口与油气分离室的油进口Ⅰ连接；油气分离室的油出口Ⅱ与油循环装置的进口连接，油循环装置的出口与电磁阀V2的进口连接，电磁阀V2的出口与出油过滤器的进口连接，出油过滤器的出口与变压器油箱的进口连接。油气分离室的接口Ⅴ与液位传感器连接。各部件进出口用不锈钢管路连接成循环回路。

气循环回路装置2包括电磁阀V3、油气隔离室、负压气循环装置、电磁阀V4、定量腔体和电磁阀V5。油循环回路装置1的油气分离室的气出口Ⅲ与电磁阀V3的进口连接，电磁阀V3出口与油气隔离室的一个进口连接，油气隔离室的出口与负压气循环装置的一端连接，负压气循环装置的另一端与电磁阀V4的进口连接，电磁阀V4的出口与定量腔体的一端连接，定量腔体的另一端与电磁阀V5的进口连接，电磁阀V5的出口与油循环回路装置1的油气分离室的气进口Ⅳ连接；各部件进出口用不锈钢管路连接成循环回路。

真空发生装置3包括真空泵、电磁阀V6、压力传感器。真空泵出口与压力传感器的一端连接，压力传感器的另一端与电磁阀V6的进口连接，电磁阀V6的出口与气循环回路装置2的油气隔离室的另一个进口连接。

本发明具体实施时：

本发明一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置在非工作状态下，本发明所提及的所有部件均处于关闭状态；在工作状态下工作方式如下：

1.启动真空发生装置3，开启电磁阀V6、电磁阀V3、电磁阀V4、对整个油气分离室进行抽真空后关闭真空发生装置3、电磁阀V6、电磁阀V3、电磁阀V4。

2.开启油循环回路装置1的电磁阀V1、油循环装置、电磁阀V2，油路循环后关闭油循环装置、电磁阀V1和电磁阀V2。

3.将气循环回路装置2的油气分离室内的油加热并恒温。

4.开启气循环回路装置2的电磁阀V3、负压气循环装置、电磁阀V4、电磁阀V5，气路循环后待气路压力恒定后闭电磁阀V5、气泵、电磁阀V4、电磁阀V3。

5.取样气循环回路装置2的定量腔体内的气体由检测系统进行自动检测。

Claims (2)

1.一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置，其特征在于，它包括油循环回路装置、气循环回路装置、真空发生装置；

所述油循环回路装置包括变压器油箱、油气分离室、油循环装置、进油过滤器、电磁阀V1、出油过滤器、电磁阀V2；油气分离室设有油进口Ⅰ、油出口Ⅱ、气出口Ⅲ、气进口Ⅳ和接口Ⅴ五个接口；变压器油箱出口与进油过滤器的进口连接，进油过滤器出口与电磁阀V1进口连接，电磁阀V1出口与油气分离室的油进口Ⅰ连接；油气分离室的油出口Ⅱ与油循环装置的进口连接，油循环装置的出口与电磁阀V2的进口连接，电磁阀V2的出口与出油过滤器的进口连接，出油过滤器的出口与变压器油箱的进口连接；油气分离室的接口Ⅴ与液位传感器连接；各部件进出口用不锈钢管路连接成循环回路；

气循环回路装置包括电磁阀V3、油气隔离室、负压气循环装置、电磁阀V4、定量腔体、电磁阀V5；油循环回路装置的油气分离室的气出口Ⅲ与电磁阀V3的进口连接，电磁阀V3出口与油气隔离室的一个进口连接，油气隔离室的出口与负压气循环装置的一端连接，负压气循环装置的另一端与电磁阀V4的进口连接，电磁阀V4的出口与定量腔体的一端连接，定量腔体的另一端与电磁阀V5的进口连接，电磁阀V5的出口与油循环回路装置的油气分离室的气进口Ⅳ连接；各部件进出口用不锈钢管路连接；

真空发生装置包括真空泵、电磁阀V6、压力传感器；真空泵出口与压力传感器的一端连接，压力传感器的另一端与电磁阀V6的进口连接，电磁阀V6的出口与气循环回路装置的油气隔离室的另一个进口连接。

2.如权利要求1所述的一种用于变压器油中溶解气体在线监测的油气分离装置的应用，其特征在于，在恒温状态下，将油循环回路装置的油气分离室抽为真空，然后将油样导入油气分离室，从油中析出气体在油循环装置的作用下对油样进行置换，待液相油中气体浓度与气相浓度达到溶解平衡时，停止置换。