CN105355379A - 一种油浸式配电变压器呼吸装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油浸式配电变压器呼吸装置及方法，包括容纳硅胶颗粒的罐体和与罐体连通的三通管，所述三通管的下分支管与油箱的呼吸管相连接，所述三通管的左分支管与热风机的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀和下电磁阀，所述油箱一侧的油位管上通过支架设有油位颜色传感器，所述罐体的一侧设有硅胶颜色传感器，所述下分支管上设有与之连通的导管，所述导管连接有气囊，所述导管上设有呼吸电磁阀，所述气囊连接有气囊加压机构。本发明在呼吸器和油位管上装设颜色传感器来判断硅胶和油质颜色是否正常，如颜色出现异常，即向运行人员发出异常信息，且不用更换变色硅胶。

Description

一种油浸式配电变压器呼吸装置及方法

技术领域

本发明涉及变压器呼吸器技术领域，特别涉及一种油浸式配电变压器呼吸装置及方法。

背景技术

变压器的呼吸器有两个功能：一是使变压器器身内的空气通过呼吸器与外界空气相通，保持器身内外气压相等。防止高温天气或满负荷运行时变压器油因升温膨涨，内部压力升高无法释放造成变压器喷油。二是通过呼吸器内装的干燥剂吸收进入变压器内空气中的水分，使变压器内绝缘油保持良好的电气性能，防止潮湿空气直接进入变压器油枕内，使变压器油受潮，降低或破坏变压器的绝缘强度，以致绕组烧毁。

目前，现有的变压器呼吸器一般包括硅胶罐和设置于硅胶罐下方的油杯，硅胶罐内装有硅胶，油杯内装有变压器油。当硅胶变色时，表明硅胶已经受潮，吸湿性能降低，必须更换或干燥。现有变压器呼吸器在运行中及更换硅胶过程中存在以下问题：①更换硅胶不够方便，多数需要将整个呼吸器拆下来操作，一般需要检修人员作业；②硅胶罐口较大，加料时，需打开顶盖，更换硅胶后重新装上时，容易出现密封不良现象；③个别运行中的变压器呼吸器，由于正常呼吸时，内外油杯有压差，且会有气泡，因此易造成底层硅胶浸油现象；④更换硅胶一般时间在15～30分钟，此时主变储油柜空气直接与外界联通，易造成内部受潮；且更换吸湿剂会造成浪费，同时也容易污染环境。

现有技术中，如CN201310029094.0公开的一种变压器用呼吸器和CN201520462444.7公开的一种新型主变压器呼吸装置，其不足之处在于：完全依靠运行人员在预先安排的巡视周期内发现设备故障和缺陷，由于天气的原因，有时呼吸器内的变色硅胶会提前变色，运行人员不能及早发现，造成环境污染及设备故障，进而造成停电和经济损失。若变压器出现异常或不及时更换硅胶，硅胶颜色就会变成粉红色，变压器若继续长期运行，就会造成变压器绕组永久损坏。上述装置还不能监测油位，变压器若出现缺油，油位指示就会变成无色，若变压器继续运行，变压器会烧毁；变压器绕组异常运行，变压器油就会变成较深的颜色或黑色，会造成变压器损坏；更为重要的是上述现有技术中的变色硅胶吸附能力差，需要频繁更换变色硅胶，耗工、耗时且耗费甚多，影响供电的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种油浸式配电变压器呼吸装置及方法，本发明在呼吸器和油位管上装设颜色传感器来判断硅胶和油质颜色是否正常，如颜色出现异常，即向运行人员发出异常信息，能够准确的判断变色硅胶和油质是否正常，且不用更换变色硅胶。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种油浸式配电变压器呼吸装置，包括容纳硅胶颗粒的罐体和与罐体连通的三通管，所述三通管的下分支管与油箱的呼吸管相连接，所述三通管的左分支管与热风机的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀和下电磁阀，所述油箱一侧的油位管上通过支架设有油位颜色传感器，所述罐体的一侧设有硅胶颜色传感器，所述下分支管上设有与之连通的导管，所述导管连接有气囊，所述导管上设有呼吸电磁阀，所述热风机、左电磁阀、下电磁阀、呼吸电磁阀、油位颜色传感器和硅胶颜色传感器均与可编程控制器连接，所述气囊连接有气囊加压机构。

所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵，所述气泵与可编程控制器连接。

所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

所述罐体内设有快速搅拌均匀加热机构。

所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体内与之转动连接的滚动体和均布在滚动体行的叶片，所述三通管的上支管与罐体一侧连通。

所述叶片和滚动体均采用变色硅胶制成。

所述滚动体上设有若干个通孔，所述通孔的直径小于硅胶颗粒的直径。

所述通孔之间相互连通。

所述罐体上的出气管设有防雨罩。

所述防雨罩的出气口内设有海绵，所述防雨罩的出气口内设有防止海绵被吹出的挡杆。

所述罐体的出气口和下分支管均设有过滤网，过滤网的孔径小于硅胶颗粒的直径。

一种油浸式配电变压器呼吸装置使用方法，包括以下步骤：

1）罐体内初始装入硅胶颗粒后，此时左电磁阀和呼吸电磁阀处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器控制呼吸电磁泵打开，气泵给气囊加压后，湿润的空气从罐体内进入气囊后，可编程控制器关闭气泵和呼吸电磁阀，此时气囊内存储有干燥的空气；

2）当罐体内的变色硅胶颗粒颜色变成粉红色时，硅胶颜色传感器检测到硅胶颗粒的颜色变化，将此时变色硅胶颗粒颜色传输给可编程控制器，此时左电磁阀和呼吸电磁阀均处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器下电磁阀关闭，左电磁阀打开，呼吸电磁阀打开，气囊内的干燥气体供油箱调节压力；同时热风机工作，热风进入罐体带动滚动体转动，滚动体转动将罐体内的硅胶颗粒搅拌均匀，当硅胶颜色由红色变成蓝色，硅胶颜色传感器将硅胶颗粒的颜色传输给可编程控制器，可编程控器控制热风机关闭，左电磁阀关闭，下电磁阀打开，呼吸电磁阀关闭；

3）当油箱的油位低于最低值，此时油位管上的油位颜色传感器检测到油位管为无色，可编程控制器对比接收的颜色和已储存颜色一样，油位颜色传感器将信息传输给无线通讯模块，无线通讯模块将信息传输给后台。

进一步的，当油箱内的油变为黑色时，此时油位管上的油位颜色传感器检测到油位管为黑色，可编程控制器对比接收的颜色和已储存颜色一样，油位颜色传感器将信息传输给无线通讯模块，无线通讯模块将信息传输给后台。

进一步的，当硅胶颗粒为蓝色时，气囊内的压力小于设定值，可编程控制器控制呼吸电磁阀打开，气泵工作给气囊充气，当压力达到设定值，气泵和呼吸电磁阀同时关闭。

进一步的，本发明的硅胶颗粒采用变压器专用变色硅胶，按照重量份计，其由以下成分制备而成，二氧化硅180～200份，感温变色粉10～15份，羟基聚硅氧烷20～30份，硬脂酸钙8～12份，二醋酸二丁基锡15～23份，对羟基苯甲酸苄酯5～8份，结晶紫内酯12～18份。

感温变色粉采用甲基蓝。

本发明的有益效果：本发明的硅胶颜色正常时，将颜色传感器输出的频率值存储在可编程控制器内，如果硅胶失效引起颜色变化，可编程控制器就会对比新颜色和已储存颜色的不同，做出正常或异常的判断。如果硅胶颜色异常，就利用GSM模块向运行人员发出通知。当罐体内的变色硅胶颗粒颜色变成粉红色时，硅胶颜色传感器检测到硅胶颗粒的颜色变化，将此时变色硅胶颗粒颜色传输给可编程控制器，可编程控制器控制下电磁阀关闭，左电磁阀打开，同时热风机工作，热风进入罐体带动滚动体转动，滚动体转动将罐体内的硅胶颗粒搅拌均匀，使硅胶颗粒受热均匀且能够全部加热，当硅胶颜色由红色变成蓝色，硅胶颜色传感器将硅胶颗粒的颜色传输给可编程控制器，可编程控器控制热风机关闭，左电磁阀关闭，下电磁阀打开；本发明的热风机出风温度保持在115度，温度超过115度容易损坏硅胶颗粒的吸附性能，两个罐体容积一样大的A罐体和B罐体，A罐体和B罐体内灌装的硅胶体积一样且同样的硅胶颗粒，A罐体采用本发明的结构，B罐体与A罐体的差别是未未设置快速加热机构，加热机构相同，将A罐体内硅胶还原成蓝色所需的时间是B罐体内硅胶还原成蓝色所需的时间0.62倍，且A罐体内的硅胶颗粒99.99%以上为蓝色，且B罐体内的硅胶颗粒只有78.23%为蓝色。通过在加装气囊，在将硅胶颗粒还原过程中，不会吸入潮湿的气体，当变压器油箱内压力升高到一定压力时，气囊接收油箱内的气体，从而释放压力；当变压器油箱内压力降低到一定压力时，气囊内的气体进入油箱，保持压力稳定，从而保证了变压器的正常运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的滚动体纵剖结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1、2所示，一种油浸式配电变压器呼吸装置，包括容纳硅胶颗粒11的罐体7和与罐体7连通的三通管10，所述三通管10的下分支管与油箱1的呼吸管相连接，所述三通管10的左分支管与热风机2的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀5和下电磁阀12，所述油箱1一侧的油位管15上通过支架设有油位颜色传感器18，所述罐体7的一侧设有硅胶颜色传感器17，所述下分支管上设有与之连通的导管20，所述导管连接有气囊23，所述导管20上设有呼吸电磁阀，所述热风机2、左电磁阀3、下电磁阀12、呼吸电磁阀21、油位颜色传感器18和硅胶颜色传感器17均与可编程控制器连接，所述气囊23连接有气囊加压机构。便于油箱吸收气囊内的干燥气体，同时便于气囊接收油箱内的气体。

所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵22，所述气泵22与可编程控制器13连接。

所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

所述罐体7内设有快速搅拌均匀加热机构。

所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体7内与之转动连接的滚动体6和均布在滚动体6行的叶片9，滚动体通过转轴8与罐体密封转动连接,所述三通管10的上支管与罐体7一侧连通。加热搅拌均匀。

所述叶片9和滚动体6均采用变色硅胶制成。

所述滚动体6上设有若干个通孔19，所述通孔的直径小于硅胶颗粒的直径，所述通孔19之间相互连通。防止硅胶颗粒进入通孔。

热气贯通进入滚动体散热效果好，滚动体受热均匀，滚动体能够和硅胶颗粒同步快速还原成蓝色。

所述罐体7上的出气管设有防雨罩4。

所述防雨罩4的出气口内设有海绵3，所述防雨罩的出气口内设有防止海绵被吹出的挡杆。

所述罐体的出气口和下分支管均设有过滤网，过滤网的孔径小于硅胶颗粒的直径。

一种油浸式配电变压器呼吸装置使用方法，包括以下步骤：

1）罐体内初始装入硅胶颗粒后，此时左电磁阀和呼吸电磁阀处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器控制呼吸电磁泵打开，气泵给气囊加压后，充气量是气囊最大容积的二分之一，湿润的空气从罐体内进入气囊后，可编程控制器关闭气泵和呼吸电磁阀，此时气囊内存储有干燥的空气；

2）当罐体内的变色硅胶颗粒颜色变成粉红色时，硅胶颜色传感器检测到硅胶颗粒的颜色变化，将此时变色硅胶颗粒颜色传输给可编程控制器，此时左电磁阀和呼吸电磁阀均处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器下电磁阀关闭，左电磁阀打开，呼吸电磁阀打开，气囊内的干燥气体供油箱调节压力；同时热风机工作，热风进入罐体带动滚动体转动，滚动体转动将罐体内的硅胶颗粒搅拌均匀，使硅胶颗粒受热均匀且能够全部加热，当硅胶颜色由红色变成蓝色，硅胶颜色传感器将硅胶颗粒的颜色传输给可编程控制器，可编程控器控制热风机关闭，左电磁阀关闭，下电磁阀打开，呼吸电磁阀关闭；

3）当油箱的油位低于最低值，此时油位管上的油位颜色传感器检测到油位管为无色，可编程控制器对比接收的颜色和已储存颜色（无色）一样，油位颜色传感器将信息传输给无线通讯模块，无线通讯模块将信息传输给后台。

当油箱内的油变为黑色时，此时油位管上的油位颜色传感器检测到油位管为黑色，可编程控制器对比接收的颜色和已储存颜色（黑色）一样，油位颜色传感器将信息传输给无线通讯模块，无线通讯模块将信息传输给后台。

当硅胶颗粒为蓝色时，气囊内的压力小于设定值，可编程控制器控制呼吸电磁阀打开，气泵工作给气囊充气，当压力达到设定值（设定值是气囊最大容积的二分之一），气泵和呼吸电磁阀同时关闭。

本发明的硅胶颗粒采用变压器专用变色硅胶，按照重量份计，其由以下成分制备而成，二氧化硅180份，感温变色粉10份，羟基聚硅氧烷20份，硬脂酸钙8份，二醋酸二丁基锡15份，对羟基苯甲酸苄酯5份，结晶紫内酯12份。感温变色粉采用甲基蓝。

所述油位颜色传感器18和硅胶颜色传感器17均采用TCS230颜色传感器，传感器内有64个光电二极管，期中16个光电二极管带有红色滤波器，16个光电二极管带有绿色滤波器，16个光电二极管带有蓝色滤波器，其余16个不带有任何滤波器，可以透过全部的光信息，工作时，通过两个引编程引脚来动态选择所需要的滤波器，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色的通过；当入射光投射到TCS230上时，通过光电二极管控制引脚的不同组合，可以选择不同的滤波器，然后经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波，不同的颜色和光强对应不同频率的方波。然后根据光线混合原理（即任何光线都是由红、绿、蓝三种颜色混合而成），来识别投射光发出的不同颜色。罐体和油位管上设有LED灯，采用声光控制器控制LED工作，LED灯对准硅胶，起到光线增加和夜间照明作用，投射光线经过硅胶后反射到颜色传感器表面，颜色传感器输出不同的RGB三基色。

实施例2：如图1、2所示，一种油浸式配电变压器呼吸装置，包括容纳硅胶颗粒11的罐体7和与罐体7连通的三通管10，所述三通管10的下分支管与油箱1的呼吸管相连接，所述三通管10的左分支管与热风机2的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀5和下电磁阀12，所述油箱1一侧的油位管15上通过支架设有油位颜色传感器18，所述罐体7的一侧设有硅胶颜色传感器17，所述下分支管上设有与之连通的导管20，所述导管连接有气囊23，所述导管20上设有呼吸电磁阀，所述热风机2、左电磁阀3、下电磁阀12、呼吸电磁阀21、油位颜色传感器18和硅胶颜色传感器17均与可编程控制器连接，所述气囊23连接有气囊加压机构。

所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵22，所述气泵22与可编程控制器13连接。

所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

所述罐体7内设有快速搅拌均匀加热机构。

所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体7内与之转动连接的滚动体6和均布在滚动体6行的叶片9，所述三通管10的上支管与罐体7一侧连通。

所述叶片9和滚动体6均采用变色硅胶制成。

本发明的硅胶颗粒采用变压器专用变色硅胶，按照重量份计，其由以下成分制备而成，二氧化硅200份，感温变色粉15份，羟基聚硅氧烷30份，硬脂酸钙12份，二醋酸二丁基锡23份，对羟基苯甲酸苄酯8份，结晶紫内酯18份。感温变色粉采用甲基蓝。

实施例3：如图1、2所示，一种油浸式配电变压器呼吸装置，包括容纳硅胶颗粒11的罐体7和与罐体7连通的三通管10，所述三通管10的下分支管与油箱1的呼吸管相连接，所述三通管10的左分支管与热风机2的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀5和下电磁阀12，所述油箱1一侧的油位管15上通过支架设有油位颜色传感器18，所述罐体7的一侧设有硅胶颜色传感器17，所述下分支管上设有与之连通的导管20，所述导管连接有气囊23，所述导管20上设有呼吸电磁阀，所述热风机2、左电磁阀3、下电磁阀12、呼吸电磁阀21、油位颜色传感器18和硅胶颜色传感器17均与可编程控制器连接，所述气囊23连接有气囊加压机构。

所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵22，所述气泵22与可编程控制器13连接。

所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

所述罐体7内设有快速搅拌均匀加热机构。

所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体7内与之转动连接的滚动体6和均布在滚动体6行的叶片9，所述三通管10的上支管与罐体7一侧连通。

所述叶片9和滚动体6均采用变色硅胶制成。

所述滚动体6上设有若干个通孔19，所述通孔的直径小于硅胶颗粒的直径。

所述通孔19之间相互连通。

本发明的硅胶颗粒采用变压器专用变色硅胶，按照重量份计，其由以下成分制备而成，二氧化硅190份，感温变色粉12份，羟基聚硅氧烷25份，硬脂酸钙10份，二醋酸二丁基锡20份，对羟基苯甲酸苄酯6份，结晶紫内酯5份。感温变色粉采用甲基蓝。

实施例4：如图1、2所示，一种油浸式配电变压器呼吸装置，包括容纳硅胶颗粒11的罐体7和与罐体7连通的三通管10，所述三通管10的下分支管与油箱1的呼吸管相连接，所述三通管10的左分支管与热风机2的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀5和下电磁阀12，所述油箱1一侧的油位管15上通过支架设有油位颜色传感器18，所述罐体7的一侧设有硅胶颜色传感器17，所述下分支管上设有与之连通的导管20，所述导管连接有气囊23，所述导管20上设有呼吸电磁阀，所述热风机2、左电磁阀3、下电磁阀12、呼吸电磁阀21、油位颜色传感器18和硅胶颜色传感器17均与可编程控制器连接，所述气囊23连接有气囊加压机构。

所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵22，所述气泵22与可编程控制器13连接。

所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

所述罐体7内设有快速搅拌均匀加热机构。

所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体7内与之转动连接的滚动体6和均布在滚动体6行的叶片9，所述三通管10的上支管与罐体7一侧连通。

所述叶片9和滚动体6均采用变色硅胶制成。

所述滚动体6上设有若干个通孔19，所述通孔的直径小于硅胶颗粒的直径。

所述通孔19之间相互连通。

所述罐体7上的出气管设有防雨罩4。

本发明的硅胶颗粒采用变压器专用变色硅胶，按照重量份计，其由以下成分制备而成，二氧化硅195份，感温变色粉14份，羟基聚硅氧烷27份，硬脂酸钙11份，二醋酸二丁基锡20份，对羟基苯甲酸苄酯7份，结晶紫内酯16份。感温变色粉采用甲基蓝。将两个本发明的装置C、D分别安装在两个相邻的变压器上，C罐体内装实施例4的硅胶颗粒，D罐体内现有技术中的硅胶颗粒，两个罐体内装的硅胶颗粒量相同，C使用的时间是D的1.33倍。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：包括容纳硅胶颗粒的罐体和与罐体连通的三通管，所述三通管的下分支管与油箱的呼吸管相连接，所述三通管的左分支管与热风机的出风口连接，所述左分支管和下分支管上分别设有左电磁阀和下电磁阀，所述油箱一侧的油位管上通过支架设有油位颜色传感器，所述罐体的一侧设有硅胶颜色传感器，所述下分支管上设有与之连通的导管，所述导管连接有气囊，所述导管上设有呼吸电磁阀，所述热风机、左电磁阀、下电磁阀、呼吸电磁阀、油位颜色传感器和硅胶颜色传感器均与可编程控制器连接，所述气囊连接有气囊加压机构。

2.如权利要求1所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述气囊加压机构包括包括与导管连接的气泵，所述气泵与可编程控制器连接。

3.如权利要求2所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述气囊内设置压力传感器，所述压力传感器与可编程控制器连接。

4.如权利要求1所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述罐体内设有快速搅拌均匀加热机构，所述快速搅拌均匀加热机构包括设置在罐体内与之转动连接的滚动体和均布在滚动体行的叶片，所述三通管的上支管与罐体一侧连通。

5.如权利要求4所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述叶片和滚动体均采用变色硅胶制成。

6.如权利要求5所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述滚动体上设有若干个通孔，所述通孔的直径小于硅胶颗粒的直径,所述通孔之间相互连通。

7.如权利要求1所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述罐体上的出气管设有防雨罩。

8.如权利要求7所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述防雨罩的出气口内设有海绵，所述防雨罩的出气口内设有防止海绵被吹出的挡杆。

9.如权利要求1所述的油浸式配电变压器呼吸装置，其特征在于：所述罐体的出气口和下分支管均设有过滤网，过滤网的孔径小于硅胶颗粒的直径。

10.一种油浸式配电变压器呼吸装置使用方法，包括以下步骤：

1）罐体内初始装入硅胶颗粒后，此时左电磁阀和呼吸电磁阀处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器控制呼吸电磁泵打开，气泵给气囊加压后，湿润的空气从罐体内进入气囊后，可编程控制器关闭气泵和呼吸电磁阀，此时气囊内存储有干燥的空气；

2）当罐体内的变色硅胶颗粒颜色变成粉红色时，硅胶颜色传感器检测到硅胶颗粒的颜色变化，将此时变色硅胶颗粒颜色传输给可编程控制器，此时左电磁阀和呼吸电磁阀均处于关闭状态，下电磁阀处于打开状态，可编程控制器下电磁阀关闭，左电磁阀打开，呼吸电磁阀打开，气囊内的干燥气体供油箱调节压力；同时热风机工作，热风进入罐体带动滚动体转动，滚动体转动将罐体内的硅胶颗粒搅拌均匀，当硅胶颜色由红色变成蓝色，硅胶颜色传感器将硅胶颗粒的颜色传输给可编程控制器，可编程控器控制热风机关闭，左电磁阀关闭，下电磁阀打开，呼吸电磁阀关闭；

3）当油箱的油位低于最低值，此时油位管上的油位颜色传感器检测到油位管为无色，可编程控制器对比接收的颜色和已储存颜色一样，油位颜色传感器将信息传输给无线通讯模块，无线通讯模块将信息传输给后台。