CN106338593B - 一种变压器专用维护装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器专用维护装置和方法，属于电力设备技术领域，包括变压器，所述变压器包括壳体，所述变压器的一侧设有补油罐，所述补油罐内装有变压器绝缘油，所述变压器电连接有在线维护监测平台，所述在线维护监测平台包括依次电连接的输入模块、控制模块和输出模块，所述控制模块包括预设值存储库和判断分析单元，所述输出模块包括报警器和位置显示器，所述输入模块分别与温度测量模块、含水量测量模块、酸值测量模块、液位计、压力计一和压力计二电连接。本发明具有能够对变压器油的性能指标和是否存在漏油问题进行在线实时监测维护，避免由于变压器油故障对变压器造成的影响和损失优点。

Description

一种变压器专用维护装置和方法

技术领域

本发明涉及一种变压器专用维护装置和方法，属于电力设备技术领域。

背景技术

变压器是指利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。变压器的工作原理是，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流），其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。变压器的主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。变压器按用途可以分为：配电变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。

通常来说，变压器的组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。其中，铁芯是变压器中主要的磁路部分，通常由含硅量较高、表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁芯分为铁芯柱和横片两部分，铁芯柱套有绕组，横片是闭合磁路之用。绕组是变压器的电路部分，是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。变压器绝缘保护的屏蔽物包括液态物质和气态物质两种，常用的液态物质为变压器油，其主要成分为烷烃、环烷烃、芳香烃等化合物，变压器油比热容较大，它吸收热量体积膨胀上升，在管中形成循环，再通过散热装置将热量散发到空气中。常用的气态冷却剂（如六氟化硫），由于导热能力的限制，气态冷却剂一般应用于小容量变压器。

变压器油的主要作用包括：一、绝缘作用，变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。二、散热作用，变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。三、消弧作用，在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。变压器油的评价指标主要包括酸值、含水量和闪点等，其中，酸值是指变压器油中所含酸性物质的量，变压器油中所含酸性产物会使油的导电性增高，降低油的绝缘性能，在运行温度较高时(如80℃以上)还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀，缩短设备使用寿命，用来反映出油质的老化情况；变压器油中含水量的增加，会直接导致绝缘性能下降并会促使油老化，影响设备运行的可靠性和使用寿命；变压器油闪点的降低表示油中有挥发性可燃气体产生，这些可燃气体往往是由于电气设备局部过热，电弧放电造成绝缘油在高温下热裂解而产生的。通过闪点的测定可以及时发现设备的故障，同时对新充入设备及检修处理后的变压器油来说，测定闪点也可防止或发现是否混入了轻质馏份的油品，从而保障设备的安全运行。

由于变压器油的性能在使用过程中会发生变化，并且，以上评价指标一旦超过标准值、会造成变压器油作用失效，严重时将出现变压器的安全故障；此外，变压器油在使用时容易出现渗漏，因此，在实际工作时，需要对变压器油进行监测维护。

变压器油的传统维护测量方式主要是采用离线测量，即每年定期对每个变压器的绝缘油进行现场采集，将现场采集的变压器油样带回实验室，在实验室进行测量，等待测量结果出现后，再将实验数据发送给每个变压器的管理者。现有的变压器维护方式主要存在以下问题：一、现有的维护测量只是每年定期进行间断式的维护，不能实时对变压器的工作运行进行监控，尤其不能及时发现变压器油的漏油问题，难以对变压器的故障发生进行提前预警，并且，一旦变压器发生突发故障，由于数量较多，需要逐个排查，维护效率低；二、采用离线测量，将变压器绝缘油带回实验室测量，绝缘油的温度等其他条件已与取样时发生改变，难以得到准确的测量数值，不能准确反映变压器的实际运行情况；三、对于变压器的维护属于离散维护状态，即单独针对每个变压器进行各自独立的测量维护，需要多名工作人员进行维护操作，工作效率低、工作人员工作量大。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种变压器专用维护装置和方法，能够对变压器油的性能指标和是否存在漏油问题进行在线实时监测维护，避免由于变压器油故障对变压器造成的影响和损失。

本发明的技术方案如下：一种变压器专用维护装置，包括变压器，所述变压器包括壳体，所述变压器的一侧设有补油罐，所述补油罐内装有变压器绝缘油，所述变压器绝缘油的主要成分包括烷烃、环烷族饱和烃和芳香族不饱和烃；

所述补油罐上设有液位计，补油罐的出油口通过供油管路与壳体的上部连接，所述壳体上与供油管路连接位置处设有密封圈，供油管路上设有视液镜；

所述补油罐的回油口通过出油管路与壳体的下部连接，所述壳体上与出油管路连接位置处设有密封圈，出油管路上设有过滤器，出油管路上位于过滤器的前端设有压力计二，出油管路上位于过滤器的后端设有压力计一；

所述变压器的另一侧设有测量维护仪，所述测量维护仪上设有温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块，所述测量维护仪的上部通过测量进管与壳体的上部连通，测量维护仪的下部通过测量回管与壳体的下部连通，所述测量进管和测量回管上均设置有阀门，所述壳体上与测量进管和测量回管连接位置处均设有密封圈；

所述变压器电连接有在线维护监测平台，所述在线维护监测平台包括依次电连接的输入模块、控制模块和输出模块，所述控制模块包括预设值存储库和判断分析单元，所述输出模块包括报警器和位置显示器，所述输入模块分别与温度测量模块、含水量测量模块、酸值测量模块、液位计、压力计一和压力计二电连接。

本发明的技术方案还包括：所述壳体上安装密封圈位置设有安装凹槽。

本发明的技术方案还包括：所述安装凹槽的中部设有凸起块。

本发明的技术方案还包括：所述凸起块呈纺锤形。

本发明的技术方案还包括：所述过滤器包括滤筒和滤芯，所述滤芯包括一级过滤层和二级过滤层，所述一级过滤层和二级过滤层通过插接结构与滤筒连接。

一种变压器专用维护方法，主要包括以下步骤：

步骤一，利用供油管路和出油管路将变压器与补油罐连接成供油回路，利用测量进管和测量回管将变压器和测量维护仪连接成测量回路；

步骤二，在补油罐上安装液位计，在出油管路上安装过滤器、压力计一和压力计二，所述压力计一和压力计二分别位于过滤器的两侧，在测量维护仪上安装温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块；

步骤三，利用线路将压力计一、压力计二、液位计、温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块分别与在线维护监测平台的输入模块连接；

步骤四，输入模块将测量值传送至控制模块，控制模块的判断分析单元将测量值与预设值存储库对应的预设值进行比较判断后，当测量值超过预设值时，控制模块控制输出模块的报警器和位置显示器动作。

本发明的技术方案还包括：所述步骤四中，在线维护监测平台的输入模块将液位计的测量值传送给在线维护监测平台的控制模块，控制模块将液位计的测量值与预设值存储库中的液位计存储值进行比较判断，所述液位计存储值是50L，当液位计的测量值超过液位计存储值时，控制模块控制在线维护监测平台的输出模块的液位计报警器和位置显示器动作。

本发明的技术方案还包括：所述步骤四中，当输入模块将压力计一和压力计二的测量值传送给控制模块，控制模块先将压力计一和压力计二的测量值做差、然后与预设值存储库中的压力差存储值进行比较判断，所述压力差存储值是10MPa，当压力计一和压力计二的差值超过压力差存储值时，控制模块控制输出模块的过滤器报警器和位置显示器动作。

本发明的技术方案还包括：所述步骤四中，当输入模块将温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块的测量值传送给控制模块，控制模块将温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块的测量值分别与预设值存储库中的温度存储值、含水量存储值和酸值存储值进行比较判断，所述温度存储值是130℃，所述含水量存储值是10mg/L，所述酸值存储值是0.1mgKOH/g，当温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块的测量值超过对应的预设值存储库的存储值时，控制模块控制绝缘油报警器和位置显示器动作。

本发明的有益效果是：首先，通过变压器壳体上与外部连接管路位置安装密封圈，能够避免变压器油的泄漏，使用可靠；其次，设置在线维护监测平台，能够对变压器的绝缘油进行实时在线监测监控，可避免由于试验检测条件与变压器实际运行条件不同造成的测量误差，测量精度高；并且，采用实时监测维护，在维护监测平台上设置报警器和位置显示器，能够避免传统定期监测容易出现的难以对变压器发生故障进行提前预警的缺陷，以及可避免由于变压器离散分布，一旦发生故障难以排查的问题；此外，使变压器连接补油罐，并在补油罐上设置液位计，在连接管路上设置视液镜、过滤器和压力计，能够对变压器绝缘油的透明度进行观察，并且，可根据过滤器前后压力计的差值来判断绝缘油中杂质含量和是否需要对过滤器进行更换维护，确保使用安全可靠；同时，在测量维护仪上设置温度、含水量和酸值测量模块，将测量数值实时传送给在线维护监测平台，控制模块将测量值与预设值进行比较判断后，当超过预设值时，控制报警器和位置显示器动作，向操作人员进行提示，响应快速、执行可靠。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图中：1、变压器，11、壳体，12、密封圈，2、供油管路，21、视液镜，3、补油罐，31、液位计，4、出油管路，41、过滤器，42、压力计一，43、压力计二，5、测量进管，6、测量维护仪，61、温度测量模块，62、含水量测量模块，63、酸值测量模块，7、测量回管，8、阀门。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的一种变压器专用维护装置，包括变压器1，变压器包括壳体11，变压器的一侧设有补油罐3，补油罐内装有变压器绝缘油，变压器绝缘油的主要成分包括烷烃、环烷族饱和烃和芳香族不饱和烃。

补油罐3上设有液位计31，补油罐的出油口通过供油管路2与壳体11的上部连接，壳体上与供油管路连接位置处设有密封圈12，供油管路2上设有视液镜21。补油罐3的回油口通过出油管路4与壳体11的下部连接，壳体上与出油管路连接位置处设有密封圈12，出油管路4上设有过滤器41，出油管路上位于过滤器的前端设有压力计二42，出油管路上位于过滤器的后端设有压力计一43。

变压器1的另一侧设有测量维护仪6，测量维护仪上设有温度测量模块61、含水量测量模块62和酸值测量模块63，测量维护仪的上部通过测量进管5与壳体的上部连通，测量维护仪的下部通过测量回管7与壳体的下部连通，测量进管和测量回管上均设置有阀门8，壳体11上与测量进管和测量回管连接位置处均设有密封圈12。

本发明中，壳体11上安装密封圈12位置设有安装凹槽，具体地，安装凹槽的中部设有纺锤形凸起块。过滤器41包括滤筒和滤芯，滤芯包括一级过滤层和二级过滤层，一级过滤层和二级过滤层通过插接结构与滤筒连接。

变压器1电连接有在线维护监测平台，在线维护监测平台包括依次电连接的输入模块、控制模块和输出模块，控制模块包括预设值存储库和判断分析单元，输出模块包括报警器和位置显示器，输入模块分别与温度测量模块、含水量测量模块、酸值测量模块、液位计、压力计一和压力计二电连接。

本发明还提供了一种变压器专用维护方法，主要包括以下步骤：

步骤一，利用供油管路2和出油管路4将变压器1与补油罐3连接成供油回路，利用测量进管5和测量回管7将变压器1和测量维护仪6连接成测量回路；

步骤二，在补油罐3上安装液位计31，在出油管路4上安装过滤器41、压力计一42和压力计二43，压力计一和压力计二分别位于过滤器的两侧，在测量维护仪6上安装温度测量模块61、含水量测量模块62和酸值测量模块63；

步骤三，利用线路将压力计一42、压力计二43、液位计31、温度测量模块61、含水量测量模块62和酸值测量模块63分别与在线维护监测平台的输入模块连接；

步骤四，输入模块将测量值传送至控制模块，控制模块的判断分析单元将测量值与预设值存储库对应的预设值进行比较判断后，当测量值超过预设值时，控制模块控制输出模块的报警器和位置显示器动作。

本发明中，在线维护监测平台的输入模块将液位计31的测量值传送给在线维护监测平台的控制模块，控制模块将液位计的测量值与预设值存储库中的液位计存储值进行比较判断，液位计存储值是50L，当液位计的测量值超过液位计存储值时，控制模块控制在线维护监测平台的输出模块的液位计报警器和位置显示器动作。

当输入模块将压力计42一和压力计二43的测量值传送给控制模块，控制模块先将压力计一和压力计二的测量值做差、然后与预设值存储库中的压力差存储值进行比较判断，压力差存储值是10MPa，当压力计一和压力计二的差值超过压力差存储值时，控制模块控制输出模块的过滤器报警器和位置显示器动作。

当输入模块将温度测量模块61、含水量测量模块62和酸值测量模块63的测量值传送给控制模块，控制模块将温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块的测量值分别与预设值存储库中的温度存储值、含水量存储值和酸值存储值进行比较判断，所述温度存储值是130℃，所述含水量存储值是10mg/L，所述酸值存储值是0.1mgKOH/g，当温度测量模块、含水量测量模块和酸值测量模块的测量值超过对应的预设值存储库的存储值时，控制模块控制绝缘油报警器和位置显示器动作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则之内所做任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变压器专用维护装置，包括变压器（1），所述变压器（1）包括壳体（11），其特征在于：所述变压器（1）的一侧设有补油罐（3），所述补油罐（3）内装有变压器绝缘油，所述变压器绝缘油的主要成分包括烷烃、环烷族饱和烃和芳香族不饱和烃；

所述补油罐（3）上设有液位计（31），补油罐（3）的出油口通过供油管路（2）与壳体（11）的上部连接，所述壳体（11）上与供油管路（2）连接位置处设有密封圈（12），供油管路（2）上设有视液镜（21）；

所述补油罐（3）的回油口通过出油管路（4）与壳体（11）的下部连接，所述壳体（11）上与出油管路（4）连接位置处设有密封圈（12），出油管路（4）上设有过滤器（41），出油管路（4）上位于过滤器（41）的前端设有压力计二（43），出油管路（4）上位于过滤器（41）的后端设有压力计一（42）；

所述变压器（1）的另一侧设有测量维护仪（6），所述测量维护仪（6）上设有温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63），所述测量维护仪（6）的上部通过测量进管（5）与壳体（11）的上部连通，测量维护仪（6）的下部通过测量回管（7）与壳体（11）的下部连通，所述测量进管（5）和测量回管（7）上均设置有阀门（8），所述壳体（11）上与测量进管（5）和测量回管（7）连接位置处均设有密封圈（12）；

所述变压器（1）电连接有在线维护监测平台，所述在线维护监测平台包括依次电连接的输入模块、控制模块和输出模块，所述控制模块包括预设值存储库和判断分析单元，所述输出模块包括报警器和位置显示器，所述输入模块分别与温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）、酸值测量模块（63）、液位计（31）、压力计一（42）和压力计二（43）电连接。

2.如权利要求1所述的一种变压器专用维护装置，其特征在于：所述壳体（11）上安装密封圈（12）位置设有安装凹槽。

3.如权利要求2所述的一种变压器专用维护装置，其特征在于：所述安装凹槽的中部设有凸起块。

4.如权利要求3所述的一种变压器专用维护装置，其特征在于：所述凸起块呈纺锤形。

5.如权利要求1所述的一种变压器专用维护装置，其特征在于：所述过滤器（41）包括滤筒和滤芯，所述滤芯包括一级过滤层和二级过滤层，所述一级过滤层和二级过滤层通过插接结构与滤筒连接。

6.一种变压器专用维护方法，主要包括以下步骤：

步骤一，利用供油管路（2）和出油管路（4）将变压器（1）与补油罐（3）连接成供油回路，利用测量进管（5）和测量回管（7）将变压器（1）和测量维护仪（6）连接成测量回路；

步骤二，在补油罐（3）上安装液位计（31），在出油管路（4）上安装过滤器（41）、压力计一（42）和压力计二（43），所述压力计一（42）和压力计二（43）分别位于过滤器（41）的两侧，在测量维护仪（6）上安装温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63）；

步骤三，利用线路将压力计一（42）、压力计二（43）、液位计（31）、温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63）分别与在线维护监测平台的输入模块连接；

步骤四，输入模块将测量值传送至控制模块，控制模块的判断分析单元将测量值与预设值存储库对应的预设值进行比较判断后，当测量值超过预设值时，控制模块控制输出模块的报警器和位置显示器动作。

7.如权利要求6所述的一种变压器专用维护方法，其特征在于：所述步骤四中，在线维护监测平台的输入模块将液位计（31）的测量值传送给在线维护监测平台的控制模块，控制模块将液位计（31）的测量值与预设值存储库中的液位计存储值进行比较判断，所述液位计存储值是50L，当液位计（31）的测量值超过液位计存储值时，控制模块控制在线维护监测平台的输出模块的液位计报警器和位置显示器动作。

8.如权利要求6所述的一种变压器专用维护方法，其特征在于：所述步骤四中，当输入模块将压力计一（42）和压力计二（43）的测量值传送给控制模块，控制模块先将压力计一（42）和压力计二（43）的测量值做差、然后与预设值存储库中的压力差存储值进行比较判断，所述压力差存储值是10MPa，当压力计一（42）和压力计二（43）的差值超过压力差存储值时，控制模块控制输出模块的过滤器报警器和位置显示器动作。

9.如权利要求6所述的一种变压器专用维护方法，其特征在于：所述步骤四中，当输入模块将温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63）的测量值传送给控制模块，控制模块将温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63）的测量值分别与预设值存储库中的温度存储值、含水量存储值和酸值存储值进行比较判断，所述温度存储值是130℃，所述含水量存储值是10mg/L，所述酸值存储值是0.1mgKOH/g，当温度测量模块（61）、含水量测量模块（62）和酸值测量模块（63）的测量值超过对应的预设值存储库的存储值时，控制模块控制绝缘油报警器和位置显示器动作。