CN106382964B - 一种油计量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油计量系统，其中，控制单元用于使从变压器流出的油在第一预设时间段内依次经过第一质量流量单元、油气分离单元流入储油单元，在第一预设时间段结束后，使从变压器流出的油经过第一质量流量单元流入油库储油罐，在接收到第一质量流量单元发送的触发信号后，使从变压器流出的油在第二预设时间段内再依次经过第一质量流量单元、油气分离单元流入储油单元，然后获取流入储油单元的总油量和第一质量流量单元的测量数据，以及将总油量和从第一预设时间段结束后至第二预设时间段开始前的时间段内第一质量流量单元测量到的质量流量叠加，将叠加结果作为变压器回油数据。本发明所述油计量系统能够精确地计量变压器的配油数据。

Description

一种油计量系统

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种用于计量变压器的配油数据的油计量系统。

背景技术

针对大型变压器特有的重量过大、运输困难等特点，在运输大型变压器时，一般采用充气运输模式，从而使变压器油、变压器本体及附件分开运输，即便是采用能够充油运输的变压器产品，为避免超重及方便运输，也会使变压器油、变压器本体及附件分开运输，或者使携带部分变压器油的变压器主体、其余的变压器油和附件分开运输。

在变压器运抵现场后，为避免在现场安装变压器时出现缺油或多油的现象，需要根据变压器的结构预先计算出相应的配油数据，并以此为基础进行配油。但是，由于变压器本体内部的结构复杂、附件的形状各异，计算相应的配油数据时必然会存在一定的偏差，而且即使同型号的散热器或冷却器中的注油量也有一定的差异，因此仅仅通过计算而获得的配油数据本身就不可避免地存在一定的偏差，从而导致在现场安装变压器时依然会出现缺油或多油的现象。

因此，如何精确地计量变压器的配油数据成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够精确地计量变压器的配油数据的油计量系统。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种用于计量变压器的配油数据的油计量系统，包括控制单元、第一质量流量单元、油气分离单元和储油单元，

所述控制单元用于使从变压器流出的油在第一预设时间段内依次经过所述第一质量流量单元、所述油气分离单元流入所述储油单元，在所述第一预设时间段结束后，使从变压器流出的油经过所述第一质量流量单元流入油库储油罐，在接收到所述第一质量流量单元发送的触发信号后，使从变压器流出的油在第二预设时间段内再依次经过所述第一质量流量单元、所述油气分离单元流入所述储油单元；

所述油气分离单元用于将流入的油气混合物中的变压器油和空气分离开来，并使分离出的变压器油流入所述储油单元；

所述第一质量流量单元用于测量流经其的变压器油的质量流量，以及用于在变压器油经过其流入油库储油罐的过程中，在检测到变压器油中含有空气时向所述控制单元发送所述触发信号；

所述控制单元还用于获取流入所述储油单元的总油量和所述第一质量流量单元的测量数据，以及将流入所述储油单元的总油量和从所述第一预设时间段结束后至所述第二预设时间段开始前的时间段内所述第一质量流量单元测量到的质量流量叠加，将叠加结果作为变压器回油数据。

优选地，所述油计量系统还包括第一驱动阀门、第二驱动阀门和第三驱动阀门，

所述第一驱动阀门的一端连接至油库储油罐，其另一端分别连接至所述第二驱动阀门的一端和所述第三驱动阀门的一端，所述第二驱动阀门的另一端经所述第一质量流量单元连接至变压器排油口，所述第三驱动阀门的另一端经所述油气分离单元连接至所述储油单元，

所述控制单元具体用于：控制所述第一驱动阀门关闭、所述第二驱动阀门和所述第三驱动阀门打开，以使从变压器流出的油在所述第一预设时间段内依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第三驱动阀门、所述油气分离单元流入所述储油单元，在所述第一预设时间段结束后，控制所述第一驱动阀门打开、所述第三驱动阀门关闭，以使从变压器流出的油依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第一驱动阀门流入油库储油罐，在接收到所述第一质量流量单元发送的所述触发信号后，控制所述第一驱动阀门关闭、所述第三驱动阀门打开，以使从变压器流出的油在第二预设时间段内再依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第三驱动阀门、所述油气分离单元流入所述储油单元。

优选地，所述控制单元还用于在所述第二预设时间段结束后，使所述储油单元中的变压器油流入油库储油罐。

优选地，所述油计量系统还包括第四驱动阀门，所述第四驱动阀门的一端连接至所述第一驱动阀门远离油库储油罐的一端，所述第四驱动阀门的另一端连接至所述储油单元，

所述控制单元具体用于：在所述第二预设时间段结束后，控制所述第一驱动阀门和所述第四驱动阀门打开、所述第二驱动阀门和所述第三驱动阀门关闭，以使所述储油单元中的变压器油依次经过所述第四驱动阀门、所述第一驱动阀门流入油库储油罐。

优选地，所述第一预设时间段为5-10min，所述第二预设时间段为20-30min。

优选地，所述油计量系统还包括第二质量流量单元，

所述控制单元还用于使车间储油罐的油经过所述第二质量流量单元注入变压器，直至变压器的油位到达预设油位；

所述第二质量流量单元用于测量流经其的变压器油的质量流量；

所述控制单元还用于获取所述第二质量流量单元的测量数据，并将从车间储油罐的油注入变压器开始至变压器的油位到达预设油位之间的时间段内所述第二质量流量单元测量到的质量流量作为变压器注油数据。

优选地，所述油计量系统还包括第五驱动阀门，所述第五驱动阀门的一端连接至车间储油罐，其另一端经所述第二质量流量单元连接至变压器注油口，

所述控制单元具体用于：控制所述第五驱动阀门打开，以使车间储油罐的油依次经过所述第五驱动阀门、所述第二质量流量单元注入变压器，直至变压器的油位到达所述预设油位时，控制所述第五驱动阀门关闭，以停止向变压器输油。

优选地，所述油计量系统中包括的驱动阀门均为气动球阀。

优选地，所述油计量系统还包括图像采集单元、图像处理单元和显示单元，

所述图像采集单元用于实时采集变压器车间内各段管路和各部件的图像；

所述控制单元还用于实时获取变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态；

所述图像处理单元用于将所述控制单元实时获取的变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态叠加至所述图像采集单元实时采集的图像上，并通过所述显示单元实时显示该叠加图像。

优选地，所述油计量系统还包括报警单元和显示单元，

所述控制单元还用于获取变压器车间内各段管路和各部件的实际状态，并在获取到异常状态时分别生成对应的报警指令和对应的报警数据，将生成的报警指令发送至所述报警单元，以触发所述报警单元发出警报，以及将生成的报警数据发送至所述显示单元，以显示所述报警数据；所述警报的类型与异常状态的类型和处于该异常状态的部件相对应。

有益效果：

本发明所述油计量系统能够精确地计量变压器的回油数据和注油数据等配油数据，从而解决了现有技术的大型变压器因配油数据无法精确计量而出现的配油重量偏多或偏少问题。而且，本发明所述油计量系统结构简单、性能可靠。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的油计量系统的工作原理示意图；

图2为本发明实施例1提供的油计量系统的控制原理示意图；

图3为本发明实施例2提供的油计量系统的工作原理示意图；以及

图4为本发明实施例2提供的油计量系统的控制原理示意图。

图中：1－控制单元；21－第一质量流量单元；22－第二质量流量单元；3－油气分离单元；4－变压器；51－储油单元；52－油位测量单元；61－油库储油罐；62－油位测量单元；71－第一气动球阀；72－第二气动球阀；73－第三气动球阀；74－第四气动球阀；75－第五气动球阀；81－第一油泵；82－第二油泵；83－第三油泵；91－第一手动阀门；92－第二手动阀门；93－第三手动阀门；94－第四手动阀门；10－过滤单元；111－车间储油罐；112－油位测量单元；12－图像采集单元；13－图像处理单元；14－显示单元；15－报警单元；16－存储单元。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

需要说明的是，在下述实施例1和2中，变压器包括变压器本体及附件，附件包括储油柜、散热器和套管等；相邻部件之间的连接并不是直接相连，而是通过相应管路连接。

实施例1：

如图1和2所示，本实施例提供一种用于计量变压器回油数据的回油计量系统，其包括控制单元1、第一质量流量单元21、油气分离单元3和储油单元51，且变压器4、第一质量流量单元21、油库储油罐61、油气分离单元3和储油单元51所形成的通路为回油通路。

其中，控制单元1用于使从变压器4流出的油在第一预设时间段内依次经过第一质量流量单元21、油气分离单元3流入储油单元51，在第一预设时间段结束后，使从变压器4流出的油经过第一质量流量单元21流入油库储油罐61，在接收到第一质量流量单元21发送的触发信号后，使从变压器4流出的油在第二预设时间段内再依次经过第一质量流量单元21、油气分离单元3流入储油单元51；

油气分离单元3用于将流入的油气混合物中的变压器油和空气分离开来，并使分离出的变压器油流入储油单元51；

第一质量流量单元21用于测量流经其的变压器油的质量流量，以及用于在变压器油经过其流入油库储油罐61的过程中，在检测到变压器油中含有空气时向控制单元1发送触发信号；

控制单元1还用于获取流入储油单元51的总油量和第一质量流量单元21的测量数据，以及将流入储油单元51的总油量和从第一预设时间段结束后至第二预设时间段开始前的时间段内第一质量流量单元21测量到的质量流量叠加，将叠加结果作为变压器回油数据，从而精确计量了变压器回油数据。

可以理解的是，为了实时获取储油单元51内的油量和油库储油罐61内的油量，所述油计量系统还需配置相应的油位测量单元，具体地，如图1所示，所述油计量单元还包括设置在储油单元51上用于实时测量其中变压器油的液位和重量的油位测量单元52，以及设置在油库储油罐61上用于实时测量其中变压器油的液位和重量的油位测量单元62。

在上述技术方案中，可将变压器4、第一质量流量单元21、油气分离单元3和储油单元51所形成的通路定义为第一通路，而将变压器4、第一质量流量单元21和油库储油罐61所形成的通路定义为第二通路，可以看出，回油通路包括第一通路和第二通路，且第一通路和第二通路部分重叠，该重叠部分为变压器4和第一质量流量单元21所形成的通路。因此，可以理解的是，从变压器4流出的油在第一预设时间段内流通于第一通路，在第一预设时间段结束后，从变压器4流出的油流通于第二通路，在第一质量流量单元21向控制单元1发送触发信号后，从变压器4流出的油在第二预设时间段内再次流通于第一通路。下面分阶段详细描述：

阶段Ⅰ：第一通路在初始时刻(此时变压器油还未从变压器4流出)含有空气(受变压器车间和油库实际情况的影响，无法抽真空)，则变压器油从变压器4流出进入第一通路后，在第一通路中形成油气混合物，需要经历一定时间后，第一通路中才会充满不含空气的变压器油，这个阶段可称为阶段Ⅰ(即第一预设时间段)，其中油气混合物进入油气分离单元后被分离成变压器油和空气，且变压器油进入储油单元，可将“变压器油从变压器4流出的起始时刻至第一通路中不存在空气的时刻之间的时间段”定义为第一预设时间段，其可由本领域技术人员根据变压器型号、实际管路情况等设定，优选地，第一预设时间段为5-10min。由于阶段Ⅰ内流通于第一通路的变压器油含有空气，若使用第一质量流量单元21测量流经的变压器油的质量流量，则测得的变压器油的数据不够准确(测量值比实际值偏大)，本发明采用的方案是，在阶段Ⅰ内计量流入储油单元的变压器油，从而能准确地获知阶段Ⅰ内从变压器4流出的变压器油的总量，解决了现有技术无法准确计量油气混合物中变压器油量的难题。

阶段Ⅱ：在阶段Ⅰ结束后，第一通路与第二通路重合的管路中已充满不含空气的变压器油，此时，使从变压器4流出的油流通于第二通路，则第二通路中充满不含空气的变压器油(第二通路与第一通路非重合的部分比较短，其中的空气可忽略不计)，随着时间的推进，变压器中的油量逐渐减少，直至减少到无法充满第二通路时，第二通路中会出现空气而使得变压器油再度含有空气，这个阶段可称为阶段Ⅱ，具体为从第一预设时间段结束后至第二预设时间段开始前的时间段。在阶段Ⅱ结束时，第一质量流量单元21向控制单元1发送触发信号，从而使从变压器4流出的油再次流通于第一通路。由于阶段Ⅱ内流通于第二通路的变压器油不含有空气，可使用第一质量流量单元21测量流经的变压器油的质量流量，且测得的变压器油的数据十分准确，从而能准确地获知阶段Ⅱ内从变压器4流出的变压器油的总量。

阶段Ⅲ：在阶段Ⅱ结束后，第一通路中又充满了油气混合物，该油气混合物进入油气分离单元后被分离成变压器油和空气，且变压器油进入储油单元，随着时间的推进，变压器4中的油量逐渐减少直至流完，这个阶段可称为阶段Ⅲ(即第二预设时间段)，可将“第一质量流量单元21向控制单元1发送触发信号的时刻至变压器4中的油流完的时刻之间的时间段”定义为第二预设时间段，其可由本领域技术人员根据变压器型号、实际管路情况等设定，优选地，第二预设时间段为20-30min。由于阶段Ⅲ内流通于第一通路的变压器油含有空气，若使用第一质量流量单元21测量流经的变压器油的质量流量，则测得的变压器油的数据不够准确(测量值比实际值偏大)，本发明采用的方案是，在阶段Ⅲ内计量流入储油单元的变压器油，从而能准确地获知阶段Ⅲ内从变压器4流出的变压器油的总量，解决了现有技术无法准确计量油气混合物中变压器油量的难题。

综上所述，控制单元1获取阶段Ⅰ内和阶段Ⅲ内流入储油单元的总油量和阶段Ⅱ内第一质量流量单元21测量到的质量流量，并将其叠加，则叠加结果即为变压器回油数据，以此为基准为变压器配油不会出现偏差，且变压器运抵现场后，在现场安装变压器时不会出现缺油或多油的现象，因而既不会因为配油太少而导致变压器无法运行，也不会因为配油太多而增加成本，确保变压器用油经济合理，避免不足和浪费。

当然，控制单元1使从变压器4流出的油按照上述方式流通于第一通路、第二通路的实现方式有多种，本领域技术人员可根据变压器车间和油库的实际情况自行设计。本实施例中采用如下方式实现：

所述油计量系统还包括三个驱动阀门，该驱动阀门可采用气动球阀、电动阀门或液动阀门，优选采用气动球阀。具体地，如图1所示，该油计量系统还包括第一气动球阀71、第二气动球阀72和第三气动球阀72，第一气动球阀71的一端连接至油库储油罐61，其另一端分别连接至第二气动球阀72的一端和第三气动球阀73的一端，第二气动球阀72的另一端经第一质量流量单元21连接至变压器4的排油口，第三气动球阀73的另一端经油气分离单元3连接至储油单元51，则控制单元1具体用于：控制第一气动球阀71关闭、第二气动球阀72和第三气动球阀73打开，以使从变压器4流出的油在第一预设时间段内依次经过第一质量流量单元21、第二气动球阀72、第三气动球阀73、油气分离单元3流入储油单元51，在第一预设时间段结束后，控制第一气动球阀71打开、第三气动球阀73关闭，以使从变压器4流出的油依次经过第一质量流量单元21、第二气动球阀72、第一气动球阀71流入油库储油罐61，在接收到第一质量流量单元21发送的触发信号后，控制第一气动球阀71关闭、第三气动球阀73打开，以使从变压器4流出的油在第二预设时间段内再依次经过第一质量流量单元21、第二气动球阀72、第三气动球阀73、油气分离单元3流入储油单元51。

此外，为了回收利用流入储油单元51内的变压器油，优选地，控制单元1还用于在第二预设时间段结束后，使储油单元51中的变压器油流入油库储油罐61。可将储油单元51和油库储油罐61所形成的通路定义为第三通路，则回油通路还包括所述第三通路。

当然，控制单元1使储油单元51中的变压器油流入油库储油罐61的实现方式有多种，本领域技术人员可根据变压器车间和油库的实际情况自行设计。本实施例中采用如下方式实现：

所述油计量系统还包括一个驱动阀门，该驱动阀门可采用气动球阀、电动阀门或液动阀门，优选采用气动球阀。具体地，如图1所示，该油计量系统还包括第四气动球阀74，第四气动球阀74的一端连接至第一气动球阀71远离油库储油罐61的一端，第四气动球阀74的另一端连接至储油单元51，则控制单元1具体用于：在第二预设时间段结束后，控制第一气动球阀71和第四气动球阀74打开、第二气动球阀72和第三气动球阀73关闭，以使储油单元51中的变压器油依次经过第四气动球阀74、第一气动球阀71流入油库储油罐61。

本实施例中，为了使从变压器4流出的油流通于第一通路、第二通路和第三通路中，可在油气分离单元3附近、油库储油罐61附近各设置一个油泵，具体地，如图1所示，所述油计量系统还包括第一油泵81和第二油泵82，且第一油泵81设置在油库储油罐61和第一气动球阀71之间，第二油泵82设置在第三气动球阀73和油气分离单元3之间。为了便于检修，还可在变压器4附近、油库储油罐61附近各设置一个手动阀门，具体地，如图1所示，所述油计量系统还包括第一手动阀门91和第二手动阀门92，且第一手动阀门91设置在油库储油罐61和第一气动球阀71之间，第二手动阀门92设置在变压器4和第一质量流量单元21之间。为了防止变压器油流入油库储油罐的过程中携带杂质颗粒而损伤油库储油罐，优选地，如图1所示，所述油计量系统还包括设置在油库储油罐61和第一气动球阀71之间的过滤单元10。

此外，为了实时监测变压器车间内各段管路和各部件，本实施例中变压器车间内各部件指的是第一质量流量单元21、油气分离单元3、油位测量单元52和62、气动球阀71-74、油泵81和82、过滤单元10中的某一个或某些个，而各段管路指的是与上述部件连通的管路，优选地，如图2所示，所述油计量系统还包括图像采集单元12、图像处理单元13和显示单元14。其中，图像采集单元12用于实时采集变压器车间内各段管路和各部件的图像；控制单元1还用于实时获取变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，管路的实际状态指的是管路处于正常状态还是泄露状态，以及处于正常工作状态的管路内的液体流动状态，例如有液体流动，或者无液体流动，以及实时获取各部件的名称、位置编号和实际状态，部件的实际状态指的是部件处于正常工作状态还是异常状态，以及处于正常工作状态的部件处于开启状态还是关闭状态，所述异常状态既包括故障状态，也包括与理论工作状态不相符的状态，例如，理论工作状态为开启状态，而实际表现为关闭状态，则与理论工作状态(开启状态)不相符；图像处理单元13用于将控制单元1实时获取的变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态叠加至图像采集单元12实时采集的图像上，并通过显示单元14实时显示该叠加图像。以某一个气动球阀为例，在所述叠加图像中，若该气动球阀对应的位置处显示静止的红色阀门图标，则表示该气动球阀处于关闭状态，若该气动球阀对应的位置处显示闪烁的绿色阀门图标，则表示该气动球阀处于开启状态，且该气动球阀开启后，其连通的管路对应的位置处呈现虚线、定向流动状态，表示该段管路中有变压器油流过，从而通过显示单元14可以直观地监测各段管路的实际状态。所述叠加图像可以称为监控画面工艺图，则无论领导视察还是新员工熟悉工作，对照该监控画面工艺图即可清晰地了解所述油计量系统，工作人员按照监控画面工艺图中的各部件、各段管路的位置编号，就可找到实际对应的各部件、各段管路，极大的方便了工作人员对油计量系统的操作。

进一步地，如图2所示，所述油计量系统还包括报警单元15，控制单元1还用于获取变压器车间内各段管路和各部件的实际状态，并在获取到异常状态时分别生成对应的报警指令和对应的报警数据，将生成的报警指令发送至报警单元15，以触发报警单元15发出警报(可以为声警报和/或光警报)，直至工作人员赶到现场将其关闭，从而在监测到变压器车间内各段管路和各部件处于异常状态时能够及时通知工作人员，以及将生成的报警数据发送至显示单元14，以显示所述报警数据，便于工作人员查看详细的报警情况，所述报警数据可以呈现为报警页面的形式。所述警报的类型与异常状态的类型和处于该异常状态的部件相对应，即，每种类型的警报均对应一种异常状态和处于该异常状态的部件，例如，当第一气动球阀71发生开启故障时，控制单元1触发报警单元15发出持续短鸣。

具体地，所述控制单元1还用于：

1)获取油位测量单元52的测量数据，并在获取到储油单元51的液位到达其预设高位(可由本领域技术人员根据储油单元51的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员储油单元51溢油，从而实现储油单元液位监测；

2)获取油位测量单元62的测量数据，并在获取到油库储油罐61的液位到达其预设高位(可由本领域技术人员根据油库储油罐61的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员油库储油罐61溢油；以及在获取到油库储油罐61的液位到达其预设低位(可由本领域技术人员根据油库储油罐61的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员油库储油罐61缺油，从而实现油库储油罐液位监测；

3)在获取到变压器车间内各部件处于故障状态或与理论工作状态不相符的状态时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员某个部件(或某些部件)发生故障或状态异常；

4)在获取到变压器车间内各段管路泄露时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员某段管路(某些管路)发生泄露；

5)根据获取的各部件的异常状态判断相关的控制过程是否出现异常，并在判断所述控制过程出现异常时生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员；

6)将计量得到的变压器回油数据与预设正常值范围相比较，以判断变压器回油数据是否处于正常值范围内，如否，则判定变压器回油数据异常，并生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员。

优选地，控制单元1还用于将变压器回油数据发送至显示单元14，由显示单元14进行显示。

进一步地，所述油计量系统还包括存储单元16，所述控制单元1还用于将变压器回油数据和报警数据存储于存储单元16中，以形成历史数据，供工作人员查询，以及用于读取存储单元16中的变压器回油数据和报警数据并通过显示单元14显示。

实施例2：

如图3和4所示，本实施例提供一种用于计量变压器注油数据的注油计量系统，其包括第二质量流量单元22，且变压器4、第二质量流量单元22和车间储油罐111所形成的通路为注油通路。

其中，控制单元1用于使车间储油罐111的油经过第二质量流量单元22注入变压器4，直至变压器4的油位到达预设油位；

第二质量流量单元22用于测量流经其的变压器油的质量流量；

控制单元1还用于获取第二质量流量单元22的测量数据，并将从车间储油罐111的油注入变压器4开始至变压器的油位到达预设油位之间的时间段内第二质量流量单元22测量到的质量流量作为变压器注油数据，从而精确计量变压器的注油数据，进而得出生产每台变压器所需的总油量，便于成本的精确核算。

本实施例中，变压器的预设油位与变压器的体积、型号有关，可由本领域技术人员根据变压器的实际情况预先设定。该预设油位可按照如下方式设定：因变压器的顶部设有储油柜，侧面设有油温曲线铭牌，该铭牌上面设有对应油温的油位刻度线，故向变压器注油直至达到对应油温的刻度线即达到预设油位。

在上述技术方案中，为了使第二质量流量单元22的测量结果更为准确，可提前将变压器4的注油口和第二质量流量单元22的注油口之间的管路抽真空，该段管路的长度只有10-20m，很容易实现抽真空，因此，相应地，该油计量系统还包括用于在车间储油罐111中的油经过第二质量流量单元22注入变压器4之前，将变压器4的注油口和第二质量流量单元22之间的管路抽真空的抽真空单元(图中未示出)。

当然，控制单元1使车间储油罐111的油按照上述方式流通于注油通路的实现方式有多中，本领域技术人员可根据变压器车间实际情况自行设计。本实施例中采用如下方式实现：

所述油计量系统还包括一个驱动阀门，该驱动阀门可采用气动球阀、电动阀门或液动阀门，优选采用气动球阀。具体地，如图3所示，该油计量系统还包括第五气动球阀75，第五气动球阀75的一端连接至车间储油罐111，其另一端经第二质量流量单元22连接至变压器4的注油口，控制单元1具体用于：控制第五气动球阀75打开，以使车间储油罐111的油依次经过第五气动球阀75、第二质量流量单元22注入变压器4，直至变压器4的油位到达预设油位时，控制第五气动球阀75关闭，以停止向变压器4输油。

本实施例中，车间储油罐111内的变压器油是由油库储油罐61提供的，可以理解的是，车间储油罐111与油库储油罐61之间通过管路连接，而为了使油库储油罐61中的变压器油能够流入车间储油罐111，如图3所示，所述油计量系统还包括第三油泵83，其设置在车间储油罐111与油库储油罐61之间。为了实时获取车间储油罐111内的油量，所述油计量系统还需配置相应的油位测量单元，具体地，如图3所示，所述油计量系统还包括设置在车间储油罐111上用于实时测量其中变压器油的液位和重量的油位测量单元112。为了便于检修，还可在变压器4附近、车间储油罐111附近各设置一个手动阀门，具体地，如图3所示，所述油计量系统还包括第三手动阀门93和第四手动阀门94，且第三手动阀门93设置在车间储油罐111和第五气动球阀75之间，第四手动阀门94设置在变压器4和第二质量流量单元22之间。

此外，为了防止车间储油罐111溢油或者缺油，优选地，控制单元1还用于获取油位测量单元112的测量数据，并在车间储油罐111的液位到达其预设高位(可由本领域技术人员根据车间储油罐111的体积自行设定)时，控制第三油泵83关机，从而使油库储油罐61中的变压器油停止向车间储油罐111输送，随着车间储油罐111内的变压器油向变压器4输送而逐渐减少，控制单元1还用于在车间储油罐111的液位低于其预设高位时，控制第三油泵83开机，从而使油库储油罐61中的变压器油继续向车间储油罐111输送；如果变压器油从油库储油罐61向车间储油罐111输送的速度低于变压器油从车间储油罐111向变压器4输送的速度，则车间储油罐111的液位会逐渐降低，直至降低至其预设低位，此时，控制单元1还用于在车间储油罐111的液位到达其预设低位时，控制第五气动球阀75关闭，从而停止向变压器4注油，从而形成连锁保护程序，防止由于误操作等原因引起的事故发生。

此外，为了实时监测变压器车间内各段管路和各部件，本实施例中变压器车间内各部件指的是第二质量流量单元22、油位测量单元62和112、第五气动球阀75、油泵83中的某一个或某些个，而各段管路指的是与上述部件连通的管路，优选地，如图4所示，所述油计量系统还包括图像采集单元12、图像处理单元13和显示单元14。其中，图像采集单元12用于实时采集变压器车间内各段管路和各部件的图像；控制单元1还用于实时获取变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及实时获取各部件的名称、位置编号和实际状态；图像处理单元13用于将控制单元1实时获取的变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态叠加至图像采集单元12实时采集的图像上，并通过显示单元14实时显示该叠加图像。

进一步地，如图4所示，所述油计量系统还包括报警单元15，控制单元1还用于获取变压器车间内各段管路和各部件的实际状态，并在获取到异常状态时分别生成对应的报警指令和对应的报警数据，将生成的报警指令发送至报警单元15，以触发报警单元15发出警报(可以为声警报和/或光警报)，直至工作人员赶到现场将其关闭，以及将生成的报警数据发送至显示单元14，以显示该报警数据，所述报警数据可以呈现为报警页面的形式。所述警报的类型与异常状态的类型和处于该异常状态的部件相对应，即，每种类型的警报均对应一种异常状态和处于该异常状态的部件。

具体地，所述控制单元1还用于：

1)获取油位测量单元62的测量数据，并在获取到油库储油罐61的液位到达其预设高位(可由本领域技术人员根据油库储油罐61的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员油库储油罐61溢油；以及在获取到油库储油罐61的液位到达其预设低位(可由本领域技术人员根据油库储油罐61的体积自行设定)时，触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员油库储油罐61缺油，从而实现油库储油罐液位监测；

2)获取油位测量单元112的测量数据，并在获取到车间储油罐111的液位到达其预设高位(可由本领域技术人员根据车间储油罐111的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员车间储油罐111溢油；以及在获取到车间储油罐111的液位到达其预设低位(可由本领域技术人员根据车间储油罐111的体积自行设定)时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员车间储油罐111缺油，从而实现车间储油罐液位监测；

3)在获取到变压器车间内各部件处于故障状态或与理论工作状态不相符的状态时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员某个部件(或某些部件)发生故障或状态异常；

4)在获取到变压器车间内各段管路泄露时，生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员某段管路(某些管路)发生泄露；

5)根据获取的各部件的异常状态判断相关的控制过程是否出现异常，并在判断所述控制过程出现异常时生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员；

6)将计量得到的变压器注油数据与预设正常值范围相比较，以判断变压器注油数据是否处于正常值范围内，如否，则判定变压器注油数据异常，并生成对应的报警数据并通过显示单元14进行显示，以及触发报警单元15发出对应的警报，以通知工作人员。

优选地，控制单元1还用于将变压器注油数据发送至显示单元14，由显示单元14进行显示。

进一步地，所述油计量系统还包括存储单元16，所述控制单元1还用于将变压器注油数据和报警数据存储于存储单元16中，以形成历史数据，供工作人员查询，以及用于读取存储单元16中的变压器注油数据和报警数据并通过显示单元14显示。

需要说明的是，实施例1提供的用于计量变压器回油数据的油计量系统和实施例2提供的用于计量变压器注油数据的油计量系统并不是两个孤立的系统，它们共用控制单元1、图像采集单元12、图像处理单元13、显示单元14、报警单元15和存储单元16等，从而构成了一个整体。在实际应用中，使用实施例1提供的油计量系统计量变压器回油数据的前提是，变压器4中的油位到达预设油位，而使用实施例2提供的油计量系统计量变压器注油数据的前提是，变压器4中无油且未曾注油。

此外，为了便于工作人员对所述油计量系统更加直观的了解，控制单元1还用于生成所述油计量系统的系统图并通过显示单元14显示，所述系统图包括控制单元1、质量流量单元21和22、油气分离单元3、变压器4、储油单元51、油库储油罐61、油位测量单元52、62和112、气动球阀71-75、油泵81-83、手动阀门91-94、过滤单元10、车间储油罐111、图像采集单元12、图像处理单元13、显示单元14、报警单元15和存储单元16中的所有部件或任意多个部件的简图及连接(通过管路连接或电气连接)关系，该系统图可依据变压器车间油计量系统中各段管路的实际配置情况和实际走向进行绘制，还可依据变压器油的实际流向进行统一，以便工作人员进行操作和核对，以及清楚的掌握及理解油计量系统的使用过程。该系统图可同时包含实施例1所述的变压器回油计量系统和实施例2所述的变压器注油计量系统。

上述实施例中，控制单元1可采用现有的ABB控制系统，从而实现实施例1的自动回油计量和实施例2的自动注油计量的自动化控制功能；质量流量单元21、22可采用现有的Micro Motion质量流量计，其由科里奥利传感器和基于微处理器的变送器组成，可以简单、直接地对液体、气体和浆液的质量流量进行实时测量，而不需其它附加设备，而且，本发明采用质量流量计而非体积流量计来测量流经的变压器油的流量是因为：由于流体的体积是流体温度和压力的函数，会随着流体的温度和压力的变化而变化，而流体的质量不会随着时间、空间温度、压力的变化而变化，因此采用质量流量计测量的结果更加准确；油气分离单元3包括螺杆泵和配套电机；储油单元51可采用现有的储油罐，其体积可由本领域技术人员根据变压器的体积、型号自行设定；油位测量单元52、62、112可采用现有的液位计，例如压力液位计；油泵81-83的型号和参数可由本领域技术人员根据所采用的管路的长度和直径来选择；过滤单元10可采用现有的过滤器；图像采集单元12可采用现有的摄像头；显示单元14可采用现有的显示器；报警单元15可采用现有的报警设备；存储单元16可采用现有的存储设备。

经试验验证，本发明实施例1和2所述油计量系统的计量精度(包含系统误差)在0.3％以内。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种油计量系统，用于计量变压器的配油数据，其特征在于，所述油计量系统包括控制单元、第一质量流量单元、油气分离单元和储油单元，

所述控制单元用于使从变压器流出的油在第一预设时间段内依次经过所述第一质量流量单元、所述油气分离单元流入所述储油单元，在所述第一预设时间段结束后，使从变压器流出的油经过所述第一质量流量单元流入油库储油罐，在接收到所述第一质量流量单元发送的触发信号后，使从变压器流出的油在第二预设时间段内再依次经过所述第一质量流量单元、所述油气分离单元流入所述储油单元；

所述油气分离单元用于将流入的油气混合物中的变压器油和空气分离开来，并使分离出的变压器油流入所述储油单元；

所述第一质量流量单元用于测量流经其的变压器油的质量流量，以及用于在变压器油经过其流入油库储油罐的过程中，在检测到变压器油中含有空气时向所述控制单元发送所述触发信号；

所述控制单元还用于获取流入所述储油单元的总油量和所述第一质量流量单元的测量数据，以及将流入所述储油单元的总油量和从所述第一预设时间段结束后至所述第二预设时间段开始前的时间段内所述第一质量流量单元测量到的质量流量叠加，将叠加结果作为变压器回油数据。

2.根据权利要求1所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括第一驱动阀门、第二驱动阀门和第三驱动阀门，

所述第一驱动阀门的一端连接至油库储油罐，其另一端分别连接至所述第二驱动阀门的一端和所述第三驱动阀门的一端，所述第二驱动阀门的另一端经所述第一质量流量单元连接至变压器排油口，所述第三驱动阀门的另一端经所述油气分离单元连接至所述储油单元，

所述控制单元具体用于：控制所述第一驱动阀门关闭，以及控制所述第二驱动阀门和所述第三驱动阀门打开，以使从变压器流出的油在所述第一预设时间段内依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第三驱动阀门、所述油气分离单元流入所述储油单元，在所述第一预设时间段结束后，控制所述第一驱动阀门打开，以及控制所述第三驱动阀门关闭，以使从变压器流出的油依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第一驱动阀门流入油库储油罐，在接收到所述第一质量流量单元发送的所述触发信号后，控制所述第一驱动阀门关闭，以及控制所述第三驱动阀门打开，以使从变压器流出的油在第二预设时间段内再依次经过所述第一质量流量单元、所述第二驱动阀门、所述第三驱动阀门、所述油气分离单元流入所述储油单元。

3.根据权利要求2所述的油计量系统，其特征在于，所述控制单元还用于在所述第二预设时间段结束后，使所述储油单元中的变压器油流入油库储油罐。

4.根据权利要求3所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括第四驱动阀门，所述第四驱动阀门的一端连接至所述第一驱动阀门远离油库储油罐的一端，所述第四驱动阀门的另一端连接至所述储油单元，

所述控制单元具体用于：在所述第二预设时间段结束后，控制所述第一驱动阀门和所述第四驱动阀门打开，以及控制所述第二驱动阀门和所述第三驱动阀门关闭，以使所述储油单元中的变压器油依次经过所述第四驱动阀门、所述第一驱动阀门流入油库储油罐。

5.根据权利要求1或2所述的油计量系统，其特征在于，所述第一预设时间段为5-10min，所述第二预设时间段为20-30min。

6.根据权利要求1所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括第二质量流量单元，

所述控制单元还用于使车间储油罐的油经过所述第二质量流量单元注入变压器，直至变压器的油位到达预设油位；

所述第二质量流量单元用于测量流经其的变压器油的质量流量；

所述控制单元还用于获取所述第二质量流量单元的测量数据，并将从车间储油罐的油注入变压器开始至变压器的油位到达预设油位之间的时间段内所述第二质量流量单元测量到的质量流量作为变压器注油数据。

7.根据权利要求6所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括第五驱动阀门，所述第五驱动阀门的一端连接至车间储油罐，其另一端经所述第二质量流量单元连接至变压器注油口，

所述控制单元具体用于：控制所述第五驱动阀门打开，以使车间储油罐的油依次经过所述第五驱动阀门、所述第二质量流量单元注入变压器，直至变压器的油位到达所述预设油位时，控制所述第五驱动阀门关闭，以停止向变压器输油。

8.根据权利要求2、4或7所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统中包括的驱动阀门均为气动球阀。

9.根据权利要求1-4、6和7中任一项所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括图像采集单元、图像处理单元和显示单元，

所述图像采集单元用于实时采集变压器车间内各段管路和各部件的图像；

所述控制单元还用于实时获取变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态；

所述图像处理单元用于将所述控制单元实时获取的变压器车间内各段管路的名称、位置编号和实际状态，以及各部件的名称、位置编号和实际状态叠加至所述图像采集单元实时采集的图像上，并通过所述显示单元实时显示该叠加图像。

10.根据权利要求1-4、6和7中任一项所述的油计量系统，其特征在于，所述油计量系统还包括报警单元和显示单元，

所述控制单元还用于获取变压器车间内各段管路和各部件的实际状态，并在获取到异常状态时分别生成对应的报警指令和对应的报警数据，将生成的报警指令发送至所述报警单元，以触发所述报警单元发出警报，以及将生成的报警数据发送至所述显示单元，以显示所述报警数据；所述警报的类型与异常状态的类型和处于该异常状态的部件相对应。