CN104715897B - 具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器及其使用方法包括设置于油枕上的用于吸收空气的呼吸管，呼吸管的下端与吸湿罐相连通，所述吸湿罐包括一罐体，罐体内设有多个正六边形蜂窝隔舱，每个隔舱内设有填充有吸湿剂，所述隔舱由多个纵向设置的电加热板围合形成。本发明利用现了在线加热干燥再生，解决了传统主变呼吸装置在吸湿剂吸湿饱和失效时需人工进行更换，以及更换过程中还需退出主变重瓦保护装置而存在重大安全隐患等问题，从而有力保障主变安全运行，同时也避免了传统主变呼吸器在更换吸湿剂过程中人力、物力的浪费和环境污染。由于所设计制作的正六边形蜂窝隔舱加热装置结构，是参照自然界蜜蜂制作、蜂蜜储存的最合理、高效、节省材料的正六边形蜂窝结构，因此具有更好的加热效率和节省材料、节约能耗等巨大优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器及使用方法。
背景技术
主变在运行中，会通过呼吸管与外界空气产生呼吸作用，如呼吸管上无安装呼吸器，主变直接吸入外界潮湿空气，特别在雨天和湿度大天气更易使主变受潮。传统主变呼吸装置内装有变色硅胶吸湿剂，当其吸湿剂变色硅胶吸湿饱和时，需工作人员携带合格干燥的吸湿剂或装好合格吸湿剂的吸湿罐到主变现场进行更换，在更换过程中主变呼吸管与外界大气直接相通，会引起主变呼吸气流改变，可能导致主变瓦斯继电器重瓦误动的严重故障，因此传统主变呼吸装置在更换吸附剂时必须将主变重瓦保护装置退出后才能进行，退出时间长达3-4小时。
重瓦保护是主变运行最重要保护装置之一，当主变在万一发生产生油流或气流冲击的故障时，瓦斯继电器重瓦会动作，使主变开关跳闸，防止事故的进一步扩大，此时重瓦如退出，将不能切断主变开关，导致事故扩大，甚至造成主变爆炸的严重后果。退重瓦保护装置需经所在单位总工批准后，由运行人员专程到变电站主控室操作，耗工、耗时且耗费甚多。
如图1所示为传统主变呼吸装置，该装置的一缺点是，在更换变色硅胶时，卸下吸湿罐后，主变呼吸气流直接与外界大气相通，使得潮气、水分易通过主变呼吸连管侵入主变油中，且更换吸湿剂会造成浪费，同时也容易污染环境。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器及其使用方法，无需更换吸湿剂，解决了传统主变呼吸装置在更换时吸湿剂时需要退出重瓦保护而存在安全隐患等问题，克服了卸下吸湿罐时主变呼吸管与外界大气直接相通使得主变呼吸气流将外界潮气水分直接吸入而导致受潮的缺陷，从而有力保障主变安全运行，同时也避免了更换吸湿剂过程中人力、物力的浪费和环境污染，由于所设计制作的正六边形蜂窝隔舱加热装置结构，是参照自然界蜜蜂制作、蜂蜜储存的最合理、高效、节省材料的正六边形蜂窝结构，因此具有更好的加热效率和节省材料、节约能耗等优点，与传统主变呼吸装置相比有着巨大优势。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器，包括主变压器及设置与主变压器顶部的油枕，其特征在于：所述油枕上设有用于吸收空气的呼吸管，所述呼吸管上端与油枕的内腔连通，所述呼吸管的下端与吸湿罐相连通，所述吸湿罐包括一罐体，所述罐体内设有多个正六边形蜂窝隔舱，每个隔舱内设有填充有吸湿剂，所述隔舱由多个纵向设置的电加热板围合形成，所述电加热板电性连接于电加热控制器，电加热控制器电性连接于光伏转换系统。
进一步的，所述呼吸管的下端经一三通管与两个吸湿罐相连通，所述三通管上设有控制各个通路的控制阀。
进一步的，所述吸湿罐罐体底部开设有一呼吸口所述呼吸口内嵌有一滤网，所述罐体底部连接有一油杯，所述安装在吸湿罐下部油杯中盛有变压器油，所述罐体底部一呼吸口下端延伸有连通管，所述连通管下端开口伸入油杯中的变压器油内以形成油封，所述油杯顶部与罐体底部之间有空气呼吸缝隙，用于滤除主变吸入外接气流所夹带的部分潮气和尘埃。
进一步的，所述光伏转换系统包括太阳能接收器、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述光伏转换系统中的电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器相连接，所述电源控制器与电加热控制器及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给蜂窝结构加热装置加热工作所需的电能，当需要在线再生而光伏转换供电系统又供电不足时，备用电源开启。
进一步的，所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端套于转轴上并与贮能器相连接，所述贮能器内设有比较器和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器。
进一步的，所述吸湿剂为变色硅胶。
本发明另一种采用的技术方案如下：一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，其特征在于：包括如权利要求5所述的一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器，所述两个吸湿罐为A吸湿罐及B吸湿罐，所述A吸湿罐及B吸湿罐分别由开关K1和开关K2控制电加热板工作，其运用方法步骤如下：
1）主变正常运行，其油枕油面随温度变化发生热胀冷缩，从而产生呼吸作用，以平衡主变油枕油面上压力的变化；主变油枕内的变压器油呼吸气流，通过呼吸管、呼吸管下端安装的吸湿罐与外界大气呼吸；当主变油枕内变压器油油面升高时，呼出空气，反之吸入空气；
2）三通管的A吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门开启，A吸湿罐作为主变呼吸器，B吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门关闭，B吸湿罐与主变呼吸管隔离，B吸湿罐作为备用呼吸器；
3）随着呼吸时间的延长，A吸湿罐内吸湿剂接近失效时，B吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门开启，将B吸湿罐作为主变呼吸器，B吸湿罐保持与主变呼吸管通畅；
4）A吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门关闭，将A呼吸罐与主变呼吸管隔离；
8）开启光伏转换系统，开启电加热控制器K1开关，通过A吸湿罐内的正六边形蜂窝电加热干燥装置对吸湿剂进行加热干燥；
5）当吸湿剂回复干燥时，关闭电加热控制器K1开关，此时A吸湿罐作为备用吸湿器；
6）当B 吸湿罐内吸湿剂接近失效时，对调以上操作，并开启电加热控制器的K2开关，以上过程不断循环反复，实现吸湿剂的在线加热干燥再生，而无需更换吸湿剂。
进一步的，所述吸湿剂为变色硅胶，当吸湿剂失效及有效时硅胶颜色发生改变。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为现有主变呼吸器安装示意图；
图2为本发明一种具有蜂窝结构加热功能的在线再生主变呼吸器安装示意图；
图3本发明为吸湿罐分解结构示意图；
图4为蜂窝结构加热装置示意图；
图5为具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器光伏转换系统图；
图6为具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器太阳能接收器接收太阳能工作示意图；
图7为具有光伏转换与蜂窝结构加热功能的在线再生主变呼吸器安装示意图；
图8为图7A-A剖视图；
图9为具有蜂窝结构加热功能吸湿器内吸湿剂干燥时的工作示意图；
图10为图9B-B剖视图；
图11为具有蜂窝结构加热功能吸湿罐内吸湿剂吸湿饱和失效时，开启电加热装置示意图。
图12 图11C-C剖视图。
图13 为一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器自动控制原理方框图(电加热控制器控制输出加热电流在设定范围内，以保证干燥剂在失效时开启在恢复有效时关闭K1，K2互为闭锁)。
图中：1-A吸湿罐，2-A阀门，3-B吸湿罐，4-B阀门，5-三通，6-蜂窝结构电加热装置，7-变色硅胶吸湿剂，8-电加热控制器，9-连通管，10-油杯，11-油封，12-空气呼吸缝隙，13-滤网，14-主变呼吸管，15-油枕，16-主变压器，17-太阳能电池板，18-转向控制器，19-比较器。
具体实施方式
一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器，包括主变压器及设置与主变压器16顶部的油枕15，所述油枕15上设有用于吸收空气的主变呼吸管14，所述主变呼吸管14上端与油枕的内腔连通，所述主变呼吸管14的下端与经一三通管与两个吸湿罐相连通，本实施例中两个吸湿罐为A吸湿罐1及B吸湿罐3，所述三通管上设有控制各个通路的控制阀，其中A吸湿罐1与主变呼吸管14连通由A阀门2控制，B吸湿罐3与主变呼吸管14连通由B阀门4控制。所述形成隔舱的电加热板电性连接于电加热控制器，当加热控制器开启时，能控制保持一定的加热电流，防止过热烧坏，所述电加热板电性连接于电加热控制器，电加热控制器电性连接于光伏转换系统。
本发明采用蜂窝状的隔舱，结构精巧，用料省，制造简单，结构热效率最高，利用电加热板制成的隔舱可以快速实现加热干燥，保证吸湿剂的快速循环使用。此外，采用该结构具有很好的隔热保温效果，外部温度对其内部温度影响小从而进一步提高加热效率。
如图5～6所示，所述光伏转换系统包括太阳能接收器、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述光伏转换系统中的电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器相连接，所述电源控制器与电加热控制器及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给蜂窝结构加热装置加热工作所需的电能，当需要在线再生而光伏转换供电系统又供电不足时，备用电源开启。
所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端套于转轴上并与贮能器相连接，所述贮能器内设有比较器和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器，所述比较器根据各个太阳能电池板收集能量大小控制转轴旋转以实现各个太阳能电池板达到最大能量采集量，所述光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足电能供给蜂窝结构加热装置工作。为了保证太阳能接收器的接受储能效率，本发明还设计了一种具有自动调控太阳能板朝向的装置，太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端设有轴套，轴套套于转轴上并贮能器相连接，转轴由转向控制器控制转动，所述贮能器内设有比较器，比较器工作原理是：在有效太阳日照轨迹内，由于地球的自转，相对于某一固定地点，将其经纬度等信息计算一年中每一天的不同时刻太阳所在的轨迹角度，将一年中每个时刻的太阳轨迹位置存储到PLC中，通过控制比较器以实现实时轨迹跟踪，就能有效保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，达到最佳状态。
所述A吸湿罐1及B吸湿罐3包括一罐体，所述罐体内设有多个正六边形蜂窝隔舱，每个隔舱内设有填充有吸湿剂，所述隔舱由多个纵向设置的电加热板围合形成，以形成蜂窝结构电加热装置6。
吸湿罐罐体底部开设有一呼吸口所述呼吸口内嵌有一滤网13，所述罐体底部连接有一油杯10，所述安装在吸湿罐下部油杯中盛有变压器油，所述罐体底部一呼吸口下端延伸有连通管9，所述连通管下端开口伸入油杯中的变压器油内以形成油封11，所述油杯顶部与罐体底部之间有空气呼吸缝隙12，用于滤除主变吸入外接气流所夹带的部分潮气和尘埃。
下面对上述装置工作方式进行阐述，本实施例中采用所述吸湿剂为变色硅胶，当吸湿剂失效及有效时硅胶颜色发生改变（假定干燥时为蓝色转变吸湿为粉红色，图示中吸湿后用实心球体表示，未吸湿为空心球体表示）。
一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，其特征在于：其运用方法步骤如下：
1）主变正常运行中其油枕油面随温度变化发生热胀冷缩，从而产生呼吸作用，以平衡主变油枕油面上压力的变化；2）主变油枕内的变压器油呼吸气流，通过呼吸管、呼吸管下端安装的呼吸罐与外界大气呼吸；3）当主变油枕内变压器油油面升高时，呼出空气，反之吸入空气；4）由于大气中含有水分，特别是潮湿、雨雪天气，水分更大，主变油枕呼吸的空气通过呼吸罐内安装的吸湿剂吸收了其中的水分，从而保持呼吸进主变油枕上空气的干燥，保证了主变的安全运行；5）当A吸湿罐1作为主变呼吸器时，A阀门2开启，A吸湿罐1保持与主变呼吸管14通畅，此时B阀门4关闭，B吸湿罐3与主变呼吸管14隔离，B吸湿罐3作为备用呼吸器；6）随着呼吸时间的延长，当A吸湿罐1内变色硅胶7接近失效，即大部分变色硅胶7从干燥时的蓝色转变为粉红色时，开启B阀门4，将B吸湿罐3作为主变呼吸器，B吸湿罐3保持与主变呼吸管通畅；7）关闭A阀门2，将A呼吸罐1与主变呼吸管14隔离；8）开启光伏转换系统，当光伏中系统供电不足时开启备用电源；开启电加热控制器8的K1开关，通过A吸湿罐1内的正六边形蜂窝电加热装置6对变色硅胶7进行加热干燥；9）当变色硅胶7从吸湿饱和的粉红色转变为干燥的蓝色时，关闭电加热控制器K1开关，此时A吸湿罐1作为备用呼吸器；10）当B吸湿罐3内大部分变色硅胶7转变为粉红色时，对调以上操作，并开启电加热控制器8的K2开关，以上过程不断循环反复，实现吸湿剂的在线加热干燥再生，而无需更换吸湿剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，其特征在于：
包括一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器，所述具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器包括主变压器及设置于主变压器顶部的油枕，所述油枕上设有用于吸收空气的呼吸管，所述呼吸管上端与油枕的内腔连通，所述呼吸管的下端与吸湿罐相连通，所述吸湿罐包括一罐体，所述罐体内设有多个正六边形蜂窝隔舱，每个隔舱内填充有吸湿剂，所述隔舱由多个纵向设置的电加热板围合形成，所述电加热板电性连接于电加热控制器，电加热控制器电性连接于光伏转换系统；
所述光伏转换系统包括太阳能接收器、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述光伏转换系统中的电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器相连接，所述电源控制器与电加热控制器及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给蜂窝结构加热装置加热工作所需的电能，当需要在线再生而光伏转换供电系统又供电不足时，备用电源开启；
所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端套于转轴上并与贮能器相连接，所述贮能器内设有比较器和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器；
所述两个吸湿罐为A吸湿罐及B吸湿罐，所述A吸湿罐及B吸湿罐分别由开关K1和开关K2控制电加热板工作，其运用方法步骤如下：
1）主变正常运行，其油枕油面随温度变化发生热胀冷缩，从而产生呼吸作用，以平衡主变油枕油面上压力的变化；主变油枕内的变压器油呼吸气流，通过呼吸管、呼吸管下端安装的吸湿罐与外界大气呼吸；当主变油枕内变压器油油面升高时，呼出空气，反之吸入空气；
2）A吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门开启，A吸湿罐作为主变呼吸器，B吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门关闭，B吸湿罐与主变呼吸管隔离，B吸湿罐作为备用呼吸器；
3）随着呼吸时间的延长，A吸湿罐内吸湿剂接近失效时，B吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门开启，将B吸湿罐作为主变呼吸器，B吸湿罐保持与主变呼吸管通畅；
4）A吸湿罐保持与主变呼吸管连通的控制阀门关闭，将A呼吸罐与主变呼吸管隔离；
5）开启光伏转换系统，开启电加热控制器K1开关，通过A吸湿罐内的正六边形蜂窝电加热干燥装置对吸湿剂进行加热干燥；
6）当吸湿剂回复干燥时，关闭电加热控制器K1开关，此时A吸湿罐作为备用吸湿器；
7）当B 吸湿罐内吸湿剂接近失效时，对调以上操作，并开启电加热控制器的K2开关，以上过程不断循环反复，实现吸湿剂的在线加热干燥再生，而无需更换吸湿剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，所述吸湿剂为变色硅胶，当吸湿剂失效及有效时硅胶颜色发生改变。
3.根据权利要求1所述的一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，所述呼吸管的下端经一三通管与两个吸湿罐相连通，所述三通管上设有控制各个通路的控制阀。
4.根据权利要求1一种具有光伏转换与蜂窝结构加热装置的在线再生主变呼吸器的使用方法，所述吸湿罐罐体底部开设有一呼吸口所述呼吸口内嵌有一滤网，所述罐体底部连接有一油杯，所述安装在吸湿罐下部油杯中盛有变压器油，所述罐体底部一呼吸口下端延伸有连通管，所述连通管下端开口伸入油杯中的变压器油内以形成油封，所述油杯顶部与罐体底部之间有空气呼吸缝隙，用于滤除主变吸入外接气流所夹带的部分潮气和尘埃。
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