CN108987058A - 一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，包括控制模块、光伏转换模块以及微波真空再生模块，微波真空再生模块包括依次连接的循环油罐、进油电磁阀、进油泵、压力滤油机、屏蔽加热筒、真空罐、出油电磁阀、出油泵和出油三通管，出油三通管的直管出口连接有合格油出油电磁阀，出油三通管的旁通管出口连接有循环油电磁阀，循环油电磁阀的出口通过回油管连接循环油罐的进油口，压力滤油机的进口处设有电接点压力表，屏蔽加热筒内设有微波发射枪和温度传感器，微波发射枪连接有微波发生器。与现有技术相比，本发明可实现安全、高效、快速、环保在线滤油目的。

Description

一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机

技术领域

本发明涉及一种绝缘油真空滤油机装置，尤其是涉及一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机。

背景技术

传统主变真空滤油机是使用电网电源供电，以加热电阻丝外套绝缘套的形式对流过其周围的绝缘油进行加热，后面配套的抽真空脱水脱气装置再进行后处理，以提高和改善绝缘油质量，由于是使用电网380V电源，传统真空滤油机耗能大。传统滤油机其加热方式是在电加热阻丝再加外套绝缘套，对流经绝缘油进行加热，无法象本申请运用微波辐射能穿透无极性的绝缘油，有选择性的对水分子进行剧烈振荡加热，因此传统滤油机效率低，加热真空脱气脱水处理工作量巨大，处理设备装置体积也庞大，还易造成加热不均匀，靠近电热丝外套附近的温度高，远处温度低，同时电热丝直接对油加热存在不安全因素，易发生油质过热劣化，甚至造成火灾的严重事故。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，可实现安全、高效、快速、环保在线滤油目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，包括控制模块、光伏转换模块以及微波真空再生模块，所述微波真空再生模块包括依次连接的循环油罐、进油电磁阀、进油泵、压力滤油机、屏蔽加热筒、真空罐、出油电磁阀、出油泵和出油三通管，所述出油三通管的直管出口连接有合格油出油电磁阀，出油三通管的旁通管出口连接有循环油电磁阀，所述循环油电磁阀的出口通过回油管连接循环油罐的进油口，所述压力滤油机的进口处设有电接点压力表，所述屏蔽加热筒内设有微波发射枪和温度传感器，所述微波发射枪连接有微波发生器，所述真空罐的抽气口连接有真空泵，真空罐内设有真空表、真空释放阀和电接点油位计，真空罐的出口处设有耐压强度传感器、含气量传感器和含水量传感器；

所述光伏转换模块包括可调角度的太阳能电池板、电池板驱动器、太阳轨迹处理器、储电器、电能调整器、太阳能供电开关和电网电源切换开关，所述太阳轨迹处理器连接电池板驱动器，所述电池板驱动器驱动太阳能电池板转动，所述太阳能电池板、储电器和电能调整器依次连接，所述电能调整器的输出端连接太阳能供电开关的一端，所述太阳能供电开关的另一端分别连接电网电源切换开关的一端和微波真空再生模块的供电端，所述电网电源切换开关的另一端连接电网电源；

所述控制模块分别连接太阳轨迹处理器、进油电磁阀、进油泵、出油泵、合格油出油电磁阀、循环油电磁阀、电接点压力表、温度传感器、微波发生器、真空泵、真空表、真空释放阀、电接点油位计、耐压强度传感器、含气量传感器和含水量传感器。

所述微波真空再生模块中进油泵将待处理绝缘油打入压力滤油机，压力滤油机将绝缘油中所含机械杂质除去，压滤后的绝缘油进入屏蔽加热筒，开启微波发生器发射微波，由于绝缘油为非极性或极性小物质，而绝缘油中所含水分为极性物质，微波穿透非极性的绝缘油，选择性地对绝缘油中所含水分子进行剧烈振荡加热脱除，由屏蔽加热筒流出的携带水汽的绝缘油以薄膜状进入真空罐，在真空状态下水分和夹带的水汽由真空泵抽走，当含水量传感器、耐压强度传感器和含气量传感器检测的结果均满足绝缘油质量控制指标参数的要求时，检测的结果全部合格，通过合格油出油电磁阀打出经处理合格的绝缘油，以供使用，只要有绝缘油质量控制指标参数中任一项检测的结果不合格，则绝缘油依次经由循环油电磁阀、循环油管，打回储油罐再进行循环处理。

所述控制模块用于预先设置绝缘油质量控制指标参数和太阳轨迹处理器内的所在地经纬度太阳轨迹，还用于控制微波真空再生模块进行绝缘油的循环处理。

所述微波发射枪为多个，多个微波发射枪均布于屏蔽加热筒顶面的内壁处，微波发生器产生的微波能分别均匀输送至各微波发射枪，微波发射枪对进入屏蔽加热筒内的绝缘油发射微波。

所述电池板驱动器根据太阳轨迹处理器中预先的所在地经纬度太阳轨迹，驱动太阳能电池板转动而捕捉最大日光量，太阳能电池板将接收到的日光转化为电能，电能调整器将电能转换为适合微波真空再生模块的工作电源。

当白天有日光时，则合上太阳能供电开关，断开电网电源切换开关，由太阳能电池板对微波真空再生模块进行供电，当白天无日光或夜晚时，则断开太阳能供电开关，合上电网电源切换开关，由电网电源对微波真空再生模块进行供电。

电接点油位计实时监测真空罐内油位，当真空罐内油位超过上限阈值时，则关闭进油泵和进油电磁阀，直至抽真空室内油位处于正常设定范围内，重新开启进油泵和进油电磁阀，当真空罐内油位降至下限阈值时，关闭出油泵和出油电磁阀，直至真空罐内油位处于正常设定范围内，重新开启出油泵和出油电磁阀；

温度传感器实时监测屏蔽加热筒内温度，当屏蔽加热筒内温度超过设定温度值时，则关闭微波发生器，直至屏蔽加热筒内温度小于设定温度值，重新开启微波发生器；

电接点压力表实时监测压力滤油机的进油压力，当进入压力滤油机的进油压力超过设定进油压力值时，则关闭进油泵和进油电磁阀，直至进入压力滤油机的进油压力小于设定进油压力值，重新开启进油泵和进油电磁阀。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）传统压力滤油机的加热再生方式无法象本申请运用微波辐射能穿透无极性的绝缘油，有选择性的对水分子进行剧烈振荡加热，本发明利用绝缘油为非极性绝缘液体，但其内部所含水分为极性分子的特性，微波加热再生是使极性分子内部高速振荡高效加热，而对非极性的绝缘油能穿透的原理，有选择性的将绝缘油内所含水分除去，且没有电热丝对油直接加热的危险因素，与传统绝缘油滤油机相比具有巨大优势。

2）目前在绝缘油滤油机运用上还未有运用太阳能的先例，本发明在绝缘油滤油机制造和运用上首先将光伏转换作为绝缘油滤油机的主要动力能源，达到安全、高效、快速、环保在线滤油目的，整套装置可以做到智能小型化，易于融入智能电网建设中。

3）将微波极性分子振荡加热工艺与绝缘油真空抽水、气脱气工艺相结合，有效地保证再生后的绝缘油质量。

附图说明

图1为绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机的整体结构示意图；

图2为绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机的工作状态示意图；

图3为控制模块的控制原理方框图；

图4为太阳能电池板自动跟踪太阳轨迹的示意图；

图5为光伏转换模块的工作原理示意图。

图中，1-进油电磁阀，2-进油泵，3-电接点压力表，4-压力滤油机，5-屏蔽加热筒，6-微波发生器，7-微波发射枪，8-温度传感器，9-真空罐，10-真空表，11-真空释放阀，12-电接点油位计，13-真空泵，14-耐压强度传感器，15-含气量传感器，16-含水量传感器，17-出油电磁阀，18-出油泵，19-绝缘油，20-循环油罐，21-循环油管，22-合格油出油电磁阀，23-循环油电磁阀，24-出油三通管，25-微波辐射射线，26-太阳能电池板，27-电池板驱动器，28-太阳轨迹处理器，29-储电器，30-电能调整器，31、太阳能供电开关，32、电网电源切换开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机包括控制模块、光伏转换模块以及微波真空再生模块，微波真空再生模块包括进油电磁阀1、进油泵2、电接点压力表3、压力滤油机4、屏蔽加热筒5、微波发生器6、微波发射枪7、温度传感器8、真空罐9、真空表10、真空释放阀11、电接点油位计12、真空泵13、耐压强度传感器14、含气量传感器15、含水量传感器16、出油电磁阀17、出油泵18、循环油罐20、循环油管21、合格油出油电磁阀22、循环油电磁阀23和出油三通管24，绝缘油19处理的管道连接如下：

储油罐出口连接进油电磁阀1进口，进油电磁阀1的出口连接进油泵2的进口，进油泵2的出口连接压力滤油机4进口，压力滤油机4出口连接屏蔽加热筒5的进口，屏蔽加热筒5的出口连接真空罐9进油口，真空罐9出油口经出油电磁阀17连接出油泵18进口，真空泵13的吸气口连接真空罐9的抽气口，出油泵18出口连接出油三通管24的进口，出油三通管24的直管出口连接合格油出油电磁阀22进口，出油三通管24的旁通管出口连接循环油电磁阀23的进口，循环油电磁阀23的出口通过循环油管21连接循环储油罐顶部的进油口，真空罐9上部安装真空释压阀和真空表10。

如图3所示，真空表10、电接点油位计12、温度传感器8、电接点压力表3、含水量传感器16、耐压强度传感器14、含气量传感器15等的输出端分别连接控制模块的输入端，控制模块的输出端分别连接微波发生器6、进油电磁阀1、出油电磁阀17、进油泵2、出油泵18、合格油出油电磁阀22、循环油电磁阀23、真空释放阀11、真空泵13和太阳轨迹处理器28等的输入端。控制模块可以是PLC处理器或其它微机芯片处理器，控制模块根据预先设置的编程程序对上述绝缘油19的微波真空再生模块进行智能控制运行。电接点油位计12安装于真空罐9侧面用于监控真空罐9油位；温度传感器8安装在屏蔽加热筒5顶部，其传感探头穿入屏蔽加热筒5外壁，并插入筒内，用于监控屏蔽加热筒5内部温度；电接点压力表3安装于压力滤油机4的进油口，用于监控系统进油压力；含水量传感器16、耐压强度传感器14、含气量传感器15分别安装于真空罐9出油口和出油电磁阀17进口之间，其传感器探头穿过管壁并深入绝缘油19中，以监测处理油的质量。

工作时，电接点油位计12实时监测真空罐9内油位，当真空罐9内油位超过上限阈值时，则关闭进油泵2和进油电磁阀1，直至抽真空室内油位处于正常设定范围内，重新开启进油泵2和进油电磁阀1，当真空罐9内油位降至下限阈值时，关闭出油泵18和出油电磁阀17，直至真空罐9内油位处于正常设定范围内，重新开启出油泵18和出油电磁阀17；

温度传感器8实时监测屏蔽加热筒5内温度，当屏蔽加热筒5内温度超过设定温度值时，则关闭微波发生器6，直至屏蔽加热筒5内温度小于设定温度值，重新开启微波发生器6；

电接点压力表3实时监测压力滤油机4的进油压力，当进入压力滤油机4的进油压力超过设定进油压力值时，则关闭进油泵2和进油电磁阀1，直至进入压力滤油机4的进油压力小于设定进油压力值，重新开启进油泵2和进油电磁阀1。

以上电接点油位计12、温度传感器8、电接点压力表3、含水量传感器16、耐压强度传感器14、含气量传感器15等均能进行在线监测，并将监测数据传输至控制模块，由控制模块根据预先输入参数设置的编程程序进行智能控制运行。

微波发射枪7为多个，多个微波发射枪7分别穿入屏蔽加热筒5上部的外壁，进入内壁，并均布安装于上部内壁，微波发生器6产生的微波能分别均匀输送至各微波发射枪7，微波发射枪7对进入屏蔽加热筒5内的绝缘油19发射微波辐射射线25，对应绝缘油19进行剧烈振荡加热，屏蔽加热筒5的外表隔层为能屏蔽阻隔微波外泄的材料构成。

如图2所示，微波真空再生模块中进油泵2提供进油的动力，将待处理绝缘油19打入压力滤油机4，压力滤油机4将绝缘油19中所含机械杂质除去，以保证供给后面的屏蔽加热筒5和真空罐9是杂质达标的绝缘油19，压滤后的绝缘油19进入屏蔽加热筒5，开启微波发生器6发射微波，由于绝缘油19为非极性或极性很小物质，而绝缘油19中所含水分为极性物质，微波穿透非极性的绝缘油19，选择性地对绝缘油19中所含水分子进行剧烈振荡加热脱除，由屏蔽加热筒5流出的携带水汽的绝缘油19以薄膜状进入真空罐9，在真空状态下水分和夹带的水汽由真空泵13抽走，当含水量传感器16、耐压强度传感器14和含气量传感器15检测的结果均满足绝缘油质量控制指标参数的要求时，检测的结果全部合格，通过合格油出油电磁阀22打出经处理合格的绝缘油19，以供使用，只要有绝缘油质量控制指标参数中任一项检测的结果不合格，则绝缘油19依次经由循环油电磁阀23、循环油管21，打回储油罐再进行循环处理。当抽真空工作完成后，开启真空释放阀11，将系统真空破坏，恢复常压后，才能关机。

如图5所示，光伏转换模块包括可调角度的太阳能电池板26、电池板驱动器27、太阳轨迹处理器28、储电器29、电能调整器30、太阳能供电开关31和电网电源切换开关32，太阳轨迹处理器28连接电池板驱动器27，电池板驱动器27驱动太阳能电池板26转动角度θ，太阳能电池板26、储电器29和电能调整器30依次连接，电能调整器30的输出端连接太阳能供电开关31的一端，太阳能供电开关31的另一端分别连接电网电源切换开关32的一端和微波真空再生模块的供电端，电网电源切换开关32的另一端连接电网电源。

控制模块预先设置太阳轨迹处理器28内的所在地经纬度太阳轨迹，电池板驱动器27根据太阳轨迹处理器28中预先的所在地经纬度的每日太阳运动轨迹，如图4所示，自动驱动太阳能电池板26转动而捕捉最大日光量，太阳能电池板26将接收到的太阳能转化为电能并储存在储电器29中，电能调整器30将储电器29中的电能调整到适合绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机的工作电源，供给绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机工作。电网电源切换开关32作为备用电源切换器，用于无阳光或夜晚，储电器29电能耗尽时，切换外接电网电源供电。具体有：当白天有日光时，则合上太阳能供电开关31，断开电网电源切换开关32，由太阳能电池板26对微波真空再生模块进行供电，当白天无日光或夜晚时，则断开太阳能供电开关31，合上电网电源切换开关32，由电网电源对微波真空再生模块进行供电。

控制模块预先设置绝缘油质量控制指标参数，绝缘油质量控制指标参数包括绝缘油19含水量、耐压、含气量等的指标，当所处理油质量控制指标不达标时，控制模块控制绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机进行循环处理运行，如控制指标全部合格，则自动停止处理。

综上，本发明创新点是在绝缘油压力滤油机制造和运用上首先将光伏转换作为主要动力能源，并在绝缘油压力真空过滤处理方面，利用绝缘油19为非极性绝缘液体，但其内部所含水分为极性分子的特性，运用微波辐射能加热，使绝缘油19内部所含极性水分子高速振荡高效加热，而对非极性的绝缘油19能穿透的原理，有选择性的将绝缘油19内所含水分除去，没有传统绝缘油压力真空压力滤油机的电热丝和电热棒对油直接加热的危险因素，达到安全、高效、快速、环保在线滤油目的，整套装置可以做到智能小型化，易于融入智能电网建设中，具体创新点如下：

1、在绝缘油压力滤油机制造运用上首先将光伏转换作为主要动力能源；

2、针对绝缘油19的非极性性质和内部所含水分为极性分子的特点进行微波发生器6、屏蔽加热筒5及配套设施的发明设计；

3、将微波极性分子振荡加热工艺与绝缘油19真空抽水、气脱气工艺相结合，发明设计微波振荡抽真空滤油装置；

4、将变频控制系统运用到处理装置上，当绝缘油19水分含量多、品质差时，处理装置输出功率大（即压力滤油机4、微波发生器6、真空泵13工作功率对应随绝缘油19中杂质、水分、水气含量的增大而增大），反之亦然，达到高效、环保目的；

5、配套智能自控装置，智能控制运行。

Claims (7)

1.一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，包括控制模块、光伏转换模块以及微波真空再生模块，所述微波真空再生模块包括依次连接的循环油罐、进油电磁阀、进油泵、压力滤油机、屏蔽加热筒、真空罐、出油电磁阀、出油泵和出油三通管，所述出油三通管的直管出口连接有合格油出油电磁阀，出油三通管的旁通管出口连接有循环油电磁阀，所述循环油电磁阀的出口通过回油管连接循环油罐的进油口，所述压力滤油机的进口处设有电接点压力表，所述屏蔽加热筒内设有微波发射枪和温度传感器，所述微波发射枪连接有微波发生器，所述真空罐的抽气口连接有真空泵，真空罐内设有真空表、真空释放阀和电接点油位计，真空罐的出口处设有耐压强度传感器、含气量传感器和含水量传感器；

所述光伏转换模块包括可调角度的太阳能电池板、电池板驱动器、太阳轨迹处理器、储电器、电能调整器、太阳能供电开关和电网电源切换开关，所述太阳轨迹处理器连接电池板驱动器，所述电池板驱动器驱动太阳能电池板转动，所述太阳能电池板、储电器和电能调整器依次连接，所述电能调整器的输出端连接太阳能供电开关的一端，所述太阳能供电开关的另一端分别连接电网电源切换开关的一端和微波真空再生模块的供电端，所述电网电源切换开关的另一端连接电网电源；

所述控制模块分别连接太阳轨迹处理器、进油电磁阀、进油泵、出油泵、合格油出油电磁阀、循环油电磁阀、电接点压力表、温度传感器、微波发生器、真空泵、真空表、真空释放阀、电接点油位计、耐压强度传感器、含气量传感器和含水量传感器。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，所述微波真空再生模块中进油泵将待处理绝缘油打入压力滤油机，压力滤油机将绝缘油中所含机械杂质除去，压滤后的绝缘油进入屏蔽加热筒，开启微波发生器发射微波，由于绝缘油为非极性或极性小物质，而绝缘油中所含水分为极性物质，微波穿透非极性的绝缘油，选择性地对绝缘油中所含水分子进行剧烈振荡加热脱除，由屏蔽加热筒流出的携带水汽的绝缘油以薄膜状进入真空罐，在真空状态下水分和夹带的水汽由真空泵抽走，当含水量传感器、耐压强度传感器和含气量传感器检测的结果均满足绝缘油质量控制指标参数的要求时，检测的结果全部合格，通过合格油出油电磁阀打出经处理合格的绝缘油，以供使用，只要有绝缘油质量控制指标参数中任一项检测的结果不合格，则绝缘油依次经由循环油电磁阀、循环油管，打回储油罐再进行循环处理。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，所述控制模块用于预先设置绝缘油质量控制指标参数和太阳轨迹处理器内的所在地经纬度太阳轨迹，还用于控制微波真空再生模块进行绝缘油的循环处理。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，所述微波发射枪为多个，多个微波发射枪均布于屏蔽加热筒顶面的内壁处，微波发生器产生的微波能分别均匀输送至各微波发射枪，微波发射枪对进入屏蔽加热筒内的绝缘油发射微波。

5.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，所述电池板驱动器根据太阳轨迹处理器中预先的所在地经纬度太阳轨迹，驱动太阳能电池板转动而捕捉最大日光量，太阳能电池板将接收到的日光转化为电能，电能调整器将电能转换为适合微波真空再生模块的工作电源。

6.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，当白天有日光时，则合上太阳能供电开关，断开电网电源切换开关，由太阳能电池板对微波真空再生模块进行供电，当白天无日光或夜晚时，则断开太阳能供电开关，合上电网电源切换开关，由电网电源对微波真空再生模块进行供电。

7.根据权利要求1所述的一种绝缘油智能光伏转换微波加热滤油机，其特征在于，电接点油位计实时监测真空罐内油位，当真空罐内油位超过上限阈值时，则关闭进油泵和进油电磁阀，直至抽真空室内油位处于正常设定范围内，重新开启进油泵和进油电磁阀，当真空罐内油位降至下限阈值时，关闭出油泵和出油电磁阀，直至真空罐内油位处于正常设定范围内，重新开启出油泵和出油电磁阀；

温度传感器实时监测屏蔽加热筒内温度，当屏蔽加热筒内温度超过设定温度值时，则关闭微波发生器，直至屏蔽加热筒内温度小于设定温度值，重新开启微波发生器；

电接点压力表实时监测压力滤油机的进油压力，当进入压力滤油机的进油压力超过设定进油压力值时，则关闭进油泵和进油电磁阀，直至进入压力滤油机的进油压力小于设定进油压力值，重新开启进油泵和进油电磁阀。