CN107170555B - 一种变压器充气贮存干燥保护系统及包括该系统的变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器充气贮存干燥保护系统和包括该系统的变压器，包括进气管、采气阀、气泵模块、止回气阀、出气管、出气阀、湿度测量仪和控制模块，出气阀安装在出气管的上方，采气阀安装在一级进气管上，气泵模块安装在一级进气管和二级进气管之间。所述系统还包括干燥罐体组，干燥罐体组由若干个干燥罐体组成，干燥罐体组的一端与二级进气管通过连接管连接，干燥罐体组的另一端与出气管通过连接管连接。本发明的干燥系统是基于分子筛技术形成的，在干燥罐体内设置分子筛，该干燥保护系统直接连接变压器本体，对通入油箱的保护性气体进行微循环过滤，直接去除掉保护性气体中的水份，使变压器时刻保持干燥状态。

Description

一种变压器充气贮存干燥保护系统及包括该系统的变压器

技术领域

本发明涉及变压器设备领域，尤其涉及一种变压器充气贮存干燥保护系统及包括该系统的变压器。

背景技术

变压器是变电站最重要的一次设备。变压器内部安全运行寿命主要取决绝缘材料的机械强度和电气强度。在这个意义上来讲，变压器的绝缘材料状况的优劣决定和影响整个变电站的供电可靠性。传统的变压器未安装运行时存储依靠注入变压器油或油箱充入氮气等保护性气体保存，理论上在没有油箱泄露情况下，可以保证变压不会受外界水分影响，保持干燥状态。但大量的实践显示，很多变压器在这种保护存储方法，因为油箱结构、气候变化、运输转移等多面因素，变压器内部仍然受潮。这对变电站按时建设交付产生巨大影响，甚至很多变压器受潮了而又不为人知，最后导致变压器短路事故。特别目前国内电网建设特高压变压器，采用传统充气方式基础上如何进一步保证油箱内没有受潮气体，为变压器这一重大的电力一次设备设置最后一道防护措施，其意义非常重大。

分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3～2.0nm)的孔道和空腔体系。分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO₂/Al₂O₃组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积，达300～1000m²/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水，水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。分子筛对水的吸附首先为物理吸附，在分子筛内部表面空气中的水分子可以被分层吸附并液化，液态水附着与分子筛内表面，这样可以降低分子筛内部大比表面积的高表面能。

目前变压器的干燥系统，是变压器上面的油枕连接的呼吸器结构。呼吸器里面的吸湿材料硅胶颗粒阻止空气里的水分进入变压器本体油。而这种接触式的过虑无法确保含水空气和本体油完全分离，实际上只是起到一个轻微的延缓作用。而且正是该结构是本体与外界的唯一开放通道，它也成为本体受潮的主要途径，特别是当吸湿器里面的硅胶丧失功能后，大量的水分通过这个呼吸器结构进入变压器本体内，从而使变压器油受潮。

发明内容

本发明公开了一种变压器充气贮存干燥保护系统及包括该系统的变压器。本发明的干燥系统是基于分子筛技术形成的，在干燥罐体内设置分子筛，该干燥保护系统直接连接变压器本体，对通入油箱的保护性气体进行微循环过滤，直接去除掉保护性气体中的水份，使变压器时刻保持干燥状态。

本发明解决上述问题采用的技术如下：

一种变压器充气贮存干燥保护系统，包括进气管、采气阀、气泵模块、止回气阀、出气管、出气阀、湿度测量仪和控制模块，所述出气阀安装在所述出气管上，所述进气管分为一级进气管和二级进气管，所述采气阀安装在所述一级进气管上，所述气泵模块安装在所述一级进气管和所述二级进气管之间；

所述充气贮存干燥保护系统还包括干燥罐体组，所述干燥罐体组由若干个干燥罐体组成，所述干燥罐体组的一端与所述二级进气管通过连接管连接，所述连接管与所述二级进气管之间安装有止回气阀，所述干燥罐体组的另一端与所述出气管通过连接管连接，所述连接管与所述出气管之间安装有止回气阀。

优选的，所述干燥罐体的数量至少为2个，所述干燥罐体自下而上分为多级干燥罐体，每两个所述干燥罐体通过所述连接管连接，每两个所述干燥罐体之间的所述连接管在与前一级的所述干燥罐连接的位置设置有止回气阀。

优选的，所述湿度测量仪包括进气测量仪和出气测量仪，所述进气测量仪安装在所述一级进气管上并置于所述气泵模块和所述采气阀之间，所述进气测量仪采集原始气体的湿度，所述出气测量仪安装在所述出气管上。

优选的，所述多级干燥罐体以串联的方式连接。

优选的，所述干燥罐体内腔中设置有分子筛。

优选的，所述干燥罐体水平或倾斜的安装在固定架的两侧支架上，所述支架上设置有手柄，所述手柄抓取所述干燥罐体的两端并固定。

优选的，所述支架上设置有导槽，所述手柄沿着所述导槽上下滑动，所述手柄的后端设有高度调节旋钮用于固定所述手柄。

优选的，所述干燥罐体组垂直的安装在固定架的上下两侧支架上。

优选的，所述采气阀和所述出气阀在垂直方向上的距离不低于2m。

本发明还公开了一种变压器，包括油箱，还包括上述的充气贮存干燥保护系统，所述油箱上设置连接口与所述出气管的出气口连接，所述进气管的进气口外接保护性气体输送装置。

本发明的有益效果：

本发明的干燥系统是基于分子筛技术形成的，在干燥罐体内设置分子筛，该干燥保护系统直接连接变压器本体，对通入油箱的保护性气体进行循环过滤，通过分子筛直接去除掉保护性气体中的水份，使变压器时刻保持干燥状态。干燥系统中设置的湿度测量仪可以检测原始气体和干燥后的气体中水分的含量，确保保护性气体干燥的程度达到使用要求。止回气阀的设置是用来防止保护性气体倒流，防止气泵模块中的泵及驱动电动机反转，以及保护性气体的泄露。

本发明中的进出气阀在垂直方向上的距离不低于2米，是防止两者距离太近产生微循环情况，同时确保干燥的保护性气体在足够的空间中来回循环，而对充入整个变压器油箱内的保护性气体达到完全循环干燥处理效果。干燥系统中的干燥罐体设置在固定架的两侧支架上，由于支架上设置有手柄，支架上还设置有导槽，通过设置多组手柄来固定相应的干燥罐体，手柄可以沿着所述导槽上下滑动，手柄抓取所述干燥罐体的两端并固定。手柄的设置可以确保干燥罐体在更换时更加方便，而且干燥罐体可以通过手柄在支架上移动到合适的位置，同时确保保护性气体有足够的高度和空间进行充分干燥。

附图说明

图1为本发明变压器充气贮存干燥保护系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例一：

如图1所示，本发明公开了一种变压器充气贮存干燥保护系统，包括进气管1、采气阀2、气泵模块3、止回气阀4、出气管8、出气阀9、湿度测量仪和控制模块10，出气阀81安装在出气管8的上方，进气管1分为一级进气管11和二级进气管12，采气阀2安装在一级进气管11上，气泵模块3安装在一级进气管11和二级进气管12之间。湿度测量仪包括进气测量仪71和出气测量仪72，进气测量仪71安装在一级进气管11上并置于气泵模块3和采气阀2之间，进气测量仪71用于采集原始气体的湿度，出气测量仪72安装在出气管8上，用于采集干燥后气体的湿度。干燥系统中设置的湿度测量仪可以检测原始气体和干燥后的气体中水分的含量，确保保护性气体干燥的程度达到使用要求。通过控制模块10控制气泵模块3和湿度测量仪的运转。

充气贮存干燥保护系统还包括干燥罐体组6，干燥罐体组6由若干个干燥罐体组成，干燥罐体组6的一端与二级进气管12通过连接管5连接，连接管5与二级进气管12之间安装有止回气阀4，干燥罐体组6的另一端与出气管8通过连接管5连接，连接管5与出气管8之间安装有止回气阀4。干燥罐体内腔中设置有分子筛。通过分子筛直接去除掉保护性气体中的水份，使变压器时刻保持干燥状态。

本实施例优选的，干燥罐体的数量至少为2个，干燥罐体自下而上倾斜排列，所述干燥罐体分为多级干燥罐体。每两个干燥罐体通过连接管5连接，每两个干燥罐体之间的连接管5在与前一级的干燥罐连接的位置设置有止回气阀4。多级干燥罐体以串联的方式连接。止回气阀4的设置是用来防止保护性气体倒流，防止气泵模块3中的泵及驱动电动机反转，以及保护性气体的泄露。

更优选的，干燥罐体的数量为2个，所述干燥罐体自下而上分为一级干燥罐体61和二级干燥罐体62，一级干燥罐体61和二级干燥罐体62的两端设置有法兰结构63，法兰结构63上设置有单向阀631，用于打开关闭干燥罐体63与连接管5之间的连接，一级干燥罐体61和二级干燥罐体62通过连接管5连接，一级干燥罐体61和连接管5之间设置有止回气阀4。

本发明的采气阀2和出气阀9在垂直方向上的距离不低于2m。当采气阀2和出气阀9的垂直距离比较近且低于2m后，对充入变压器油箱的保护性气体进行干燥处理后，会发现虽然出气测量仪72指示已经处理完毕，但是保护性气体水含量还是没有达到预期效果。这是由于采气阀2和出气阀9之间的距离过近，容易产生微循环，干燥的保护性气体只有在小空间中来回循环，而对充入整个变压器内的保护性气体，并不能达到完全循环干燥处理效果。所以保证采气阀2和出气阀9在垂直方向上的距离不低于2m是为了确保保护性气体得到完全的干燥处理。

本实施例中的干燥罐体水平或倾斜的安装在固定架的两侧支架14上，支架14上设置有导槽(图中未示出)，支架14上还设置有手柄141，手柄14的后端设有高度调节旋钮(图中未示出)用于固定手柄141。手柄141沿着导槽上下滑动，手柄141抓取干燥罐体的两端并固定。手柄141的设置可以确保干燥罐体组6在更换时更加方便，而且干燥罐体组6可以通过手柄141在支架14上移动到合适的位置，同时确保保护性气体有足够的高度和空间进行充分干燥。

实施例二：

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。本实施例中的干燥罐体组6垂直的安装在固定架的上下两侧支架上。支架上设置有导槽，支架上还设置有手柄，手柄的后端设有水平调节旋钮用于固定手柄。手柄沿着导槽左右滑动，手柄抓取干燥罐体的两端并固定。

本发明还公开了一种变压器，该变压器包括油箱，同时还包括上述实施例中的充气贮存干燥保护系统，油箱上设置连接口与出气管8的出气口81连接，进气管1的进气口12外接保护性气体输送装置。

本发明变压器充气贮存干燥保护系统的保护性气体干燥步骤说明：

1).气体输送装置将保护性气体由进气口12进入进气管1；

2).气体进入一级进气管11，气体经过采气阀2，进气测量仪71采集原始保护性气体的湿度数据；

3).气体经过气泵模块3进入二级进气管12，气泵模块3推送气体继续向前运动；

4).气体通过止回气阀4和连接管5进入干燥罐体组6，气体在通过干燥罐体内的分子筛过滤水分，水分子穿过分子筛表面的孔径被吸附于分子筛的内部；

5).气体经过连接管5进入出气管8，出气测量仪72采集干燥后的保护性气体的湿度；

6).气体经过出气阀9从出气管8的出气口81进入变压器的油箱中。

本发明的干燥罐体组6在工作一段时间后，需要进行更换，替换干燥罐体的步骤如下：

1).关闭控制模块10；

2).关闭采气阀2；

3).关闭出气阀9；

4).用干燥罐体两端的法兰结构63上的单向阀631旋开与连接管5的螺纹接口；

5).用提供的密封塞封住干燥罐体的两端；

6).松开支架上的手柄，并且移开干燥罐体组6；

7).安置一组新的或者重置的干燥罐体组6，用可提升的手柄141在支架14上滑动，并把干燥罐体组6固定在恰当的位置；

8).再次旋紧干燥罐体与连接管5的螺纹接口。

本发明中的干燥系统是基于分子筛技术形成的，在干燥罐体内设置分子筛，该干燥保护系统直接连接变压器本体，通过分子筛直接去除掉保护性气体中的水份，使变压器时刻保持干燥状态。本发明中的进出气阀在垂直方向上的距离不低于2米，是防止两者距离太近产生微循环情况，同时确保干燥的保护性气体在足够的空间中来回循环，而对充入整个变压器油箱内的保护性气体达到完全循环干燥处理效果。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种变压器充气贮存干燥保护系统，包括进气管、采气阀、气泵模块、止回气阀、出气管、出气阀、湿度测量仪和控制模块，所述出气阀安装在所述出气管上，其特征在于，所述进气管分为一级进气管和二级进气管，所述采气阀安装在所述一级进气管上，所述气泵模块安装在所述一级进气管和所述二级进气管之间；

所述充气贮存干燥保护系统还包括干燥罐体组，所述干燥罐体组由若干个干燥罐体组成，所述干燥罐体组的一端与所述二级进气管通过连接管连接，所述连接管与所述二级进气管之间安装有所述止回气阀，所述干燥罐体组的另一端与所述出气管通过连接管连接，连接管与所述出气管之间安装有所述止回气阀；

所述干燥罐体的数量至少为2个，所述干燥罐体自下而上分为多级干燥罐体，每两个所述干燥罐体通过所述连接管连接，每两个所述干燥罐体之间的所述连接管在与前一级的所述干燥罐连接的位置设置有所述止回气阀；

所述湿度测量仪包括进气测量仪和出气测量仪，所述进气测量仪安装在所述一级进气管上并置于所述气泵模块和所述采气阀之间，所述进气测量仪采集原始气体的湿度，所述出气测量仪安装在所述出气管上；

所述干燥罐体内腔中设置有分子筛；

所述干燥罐体水平或倾斜的安装在固定架的两侧支架上，所述支架上设置有手柄，所述手柄抓取所述干燥罐体的两端并固定；

所述采气阀和所述出气阀在垂直方向上的距离不低于2m。

2.根据权利要求1所述的变压器充气贮存干燥保护系统，其特征在于，所述多级干燥罐体以串联的方式连接。

3.根据权利要求1所述的变压器充气贮存干燥保护系统，其特征在于，所述支架上设置有导槽，所述手柄沿着所述导槽上下滑动，所述手柄的后端设有高度调节旋钮用于固定所述手柄。

4.根据权利要求1所述的变压器充气贮存干燥保护系统，其特征在于，所述干燥罐体组垂直的安装在固定架的上下两侧支架上。

5.一种变压器，包括油箱，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的干燥保护系统，所述油箱上设置连接口与所述出气管的出气口连接，所述进气管的进气口外接保护性气体输送装置。

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