CN110095403A - 一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法，所述方法包括：将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在所述饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；将所述过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用所述混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将所述混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；所述监测与控制通用系统MCGS将接收到的所述电导率与预设的电导率值进行比较，根据比较结果调整所述混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；将经过配比的混合液注入到成品液罐，将所述成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法及系统。
背景技术
由于干式变压器主要用于人们的生活和工作场所，并且与人的距离越来越近，如变电站、机场、地铁、医院、宾馆和居民小区等，因此人们对干式变压器的安全、可靠和环保要求也越来越高。早在20世纪80年代欧洲电工标准委员会就颁布了欧洲标准HD464/S1，对干式变压器提出了环境的特殊试验项目。2002年国际电工委员会在修订干式变压器IEC60076-11/Ed.1CDV2002《干式变压器》标准草案中也将环境试验列入其中，只是内容与HD464/S1中的要求稍有不同。在2003年，欧洲电工标准委员会颁布的EN60726:2003中关于这项试验与IEC60076-11/Ed.1CDV2002的内容取得了一致。2004年IEC正式颁布的IEC60076-11:2004《电力变压器第11部分：干式变压器》中已经把这项试验内容要求纳入其中。在近几年当中，一些国内的制造厂家已经意识到环境这特殊试验的重要性。我们在试验过程中发现，整个试验最长需要持续144h，试验溶液电导率从0.1S/m～1.5S/m之间根据不同试验项目需要持续维持在此范围内。
因此，需要一种技术，以实现对干式变压器环境试验溶液电导率的控制。
发明内容
本发明技术方案提供一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法及系统，以解决如何对干式变压器环境试验溶液电导率的进行控制的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法，所述方法包括：
将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在所述饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；
将所述过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用所述混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将所述混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；
所述监测与控制通用系统MCGS将接收到的所述电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据比较结果调整所述混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；
将经过配比的混合液注入到成品液罐，将所述成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
优选地，利用所述成品液罐中的电导率传感器测量所述经过配比的混合液的电导率，对所述成品液罐中的电导率进行监控。
优选地，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将所述过饱和溶液按预定的时间间隔加注到所述混合液罐。
优选地，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将所述纯净水加注到所述混合液罐。
优选地，包括：当所述混合液罐中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到所述混合液罐。
基于本发明的另一方面，提供一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统，所述系统包括：
饱和液罐，将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在所述饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；
混合液罐，将所述过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用所述混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将所述混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；
通用监控MCGS，所述监测与控制通用系统MCGS将接收到的所述电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据比较结果调整所述混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；
成品液罐，将经过配比的混合液注入到成品液罐，将所述成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
优选地，所述成品液罐中设置电导率传感器，利用所述成品液罐中的电导率传感器测量所述经过配比的混合液的电导率，对所述成品液罐中的电导率进行监控。
优选地，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将所述过饱和溶液按预定的时间间隔加注到所述混合液罐。
优选地，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将所述纯净水加注到所述混合液罐。
优选地，包括：当所述混合液罐中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到所述混合液罐。
本发明技术方案提供一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法及系统，其中方法包括：将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；将过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；监测与控制通用系统MCGS将接收到的电导率与预设的电导率值进行比较，根据比较结果调整混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；将经过配比的混合液注入到成品液罐，将成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。本发明的技术方案提供干式变压器环境试验溶液电导率控制方法与系统，改进了现有的只能人工控制环境试验中溶液电导率的情况，使得整个环境试验的可靠性明显提升。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的监测与控制通用系统MCGS结构示意图；
图3为根据本发明优选实施方式的环境试验溶液控制系统工作流程图；以及
图4为根据本发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法流程图。针对现有干式变压器环境试验过程中试验溶液电导率需要人工配制且电导率不能连续稳定在要求范围，本申请实施方式供了一种操作简单、自动化程度高的解决方案。本申请实施方式是为了解决上述背景技术中所提到的目前在进行干式变压器环境试验时试验溶液电导率波动需要人为干预调整且电导率不够稳定的问题。本申请实施方式通过对试验溶液电导率的实时监测、数据处理，指导控制单元及时对试验溶液进行调整，使整个试验过程无人值守，提高试验的稳定性。从而提高干式变压器环境试验的效率，提升干式变压器行业产品的安全性。本申请的干式变压器环境试验溶液电导率自动试控制系统包括MCGS自动控制系统、PLC系统、饱和液罐、混合液罐、成品液罐、电导率传感器、混合泵、液位计、电磁阀。
如图1所示，一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法，方法包括：
优选地，在步骤101：将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液。本申请将饱和液罐可一次性加入足够量的晶体盐，饱和液罐内设有自动循环功能，将高浓度盐水在试验前提前完全溶解，直至生成过饱和溶液。
优选地，在步骤102：将过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS。
本申请的电导率传感器包括如下任意一种：电极型电导率传感器、电感型电导率传感器和超声波电导率传感器。本申请中，电极型电导率传感器是根据电解导电原理，采用电阻测量法对电导率实现测量；电感型电导率传感器是依据电磁感应原理实现对液体电导率的测量；超声波电导率传感器是根据超声波在液体中的变化对电导率进行测量。在具体应用过程中，本领域技术人员可根据实际需求从上述电导率传感器中选择使用。
优选地，在步骤103：监测与控制通用系统MCGS将接收到的电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据比较结果调整混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比。
优选地，当混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将过饱和溶液按预定的时间间隔加注到混合液罐。
优选地，方法还包括：当混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将纯净水加注到混合液罐。
优选地，方法还包括：当混合液罐中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐。
本申请的混合液罐具有自动调节罐内液体电导率功能，在混合液罐内装有电导率传感器，将测量的电导率数据实时传输至监测与控制通用系统MCGS，通用监控系统MCGS采集到电导率后，再与系统内预设的电导率值进行比较，调制符合要求的电导率溶液。混合液罐内装有混合泵，将从饱和液罐内注入的过饱和溶液与纯净水完全混合。
优选地，在步骤104：将经过配比的混合液注入到成品液罐，将成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
优选地，利用成品液罐中的电导率传感器测量配比的混合液的电导率，对成品液罐中的电导率进行监控。
本申请成品液罐中溶液为混合液罐内混合完成的符合试验要求的溶液，其溶液经过盐雾试验装置直接喷洒至变压器试品。为使成品罐的液体电导率数据更加准确，在成品盐水罐内也装有电导率传感器，保证成品液罐中的溶液符合试验要求。
本申请实施方式的干式变压器环境试验溶液电导率控制方法，改进了只能人工控制环境试验中溶液电导率的情况，使得整个环境试验的可靠性明显提升。本申请实施方式只需对环境试验准备好充足的溶质及纯净水溶液(利用现有条件已经满足)，即可实现无人值守，提升试验人工成本及效率。本申请实施方式可为干式变压器环境试验的进行提供有力支撑，提高干式变压器行业产品的质量及安全性。
图2为根据本发明优选实施方式的监测与控制通用系统MCGS结构示意图。如图2所示，监测与控制通用系统MCGS通过不同传感器监测收集不同的物理数据，例如液位传感器监测各个液罐的液体位置，电导率测试仪监测溶液的电导率。PLC根据通用监控MCGS中预设的水位高度值、电导率溶液范围对不同传感器采集的物理数据进行比对，从而控制对应的系统组件，完成相应的功能。本申请监测与控制通用系统MCGS只是用来收集处理水位、电导率信号，做处理判断功能，具体控制动作需要PLC来执行，例如控制开关电磁阀、抽水泵等工作，PLC控制器相关功能简述如下：
PLC控制器，用于根据所述监测通用系统中给出的分析结果调节系统中各设备具体运转。
本申请中，在混合液罐中设置电导率传感器，实时测量混合盐液电导率并转换为电导率信号通过485通讯方式上传至监测通用系统，与监测与控制通用系统中预设的电导率标准值进行比对分析，PLC控制器根据分析结果控制混合液罐饱和盐液和纯进水配比，进而使混合盐液的电导率符合预设的电导率标准值。电磁阀是用来控制纯净水的补给，由PLC控制。
监测与控制通用系统又名MCGS，是一款用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，具有操作简便、可视性好、可维护性强的特点。由于监测与控制通用系统(MCGS)是一款比较成熟的软件系统，且已被广泛应用到各个工业控制领域，此处不再赘述。
图3为根据本发明优选实施方式的环境试验溶液控制系统工作流程图。如图3所示，在混合溶液阶段，来自饱和液罐中的试验溶液被注入到混合液罐，电导率仪用来测量罐体内液体电导率，仪表通过485通讯方式将测量后的数据实时传输至上位机，上位机读取到数据后与预设的电导率值进行比较实现方法如下：
若混合液罐中的电导率值高于试验要求值，注水泵停止从饱和液罐中注入过饱和溶液，同时电磁阀动作，向混合液罐中注入纯净水；
若混合液罐中的电导率值低于试验要求职，则电磁阀关闭，注水泵向混合液罐中注入过饱和溶液。上述过程通过系统控制，检测数据来自电导率测试仪；
为了实现对混合液罐中溶液电导率的控制，监测与控制通用系统MCGS算法：
1.实时检测混合液罐电导率值。
2.在设定范围内，如电导率小于设定值的15％时，饱和液间歇加注，以20秒为周期，期间加注7秒。
3.在设定范围内，如电导率大于设定值的90％时，纯净水一直加注。
4.当混合罐液体大于液位设定的90％时停止加注饱和液及纯水。
5.在进行混合罐加注时，混合罐混合泵一直运行，保证电导率均匀。
当混合液罐中的试验溶液满足通用监控MCGS预设值时，PLC控制注水泵将混合溶液注入到成品液罐。
考虑到成品溶液在试验过程中自然蒸发从而导致电导率偏高的情况，为了保证最终成品溶液的电导率也在预设的范围内，成品液罐中的电导率传感器实时监控成品溶液，若发现溶液电导率高于预设范围，PLC控制电磁阀，注入纯净水，直至溶液电导率值符合预设范围。
本申请中的饱和液罐、混合液罐和成品液罐中均可以设置液位计，分别用于对饱和液罐、混合液罐和成品液罐中液体的位置进行监测。
图4为根据本发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统结构图。如图4所示，进水电磁阀1、混合泵2、加注饱和盐液泵3、混合罐电磁阀4、电导率传感器5、混合泵6、加注成品液泵7、成品罐电磁阀8、电导率传感器9、出水阀10、饱和液罐11、混合液罐12和成品液罐13。本申请提供的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统，系统包括：
饱和液罐11，将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液。
混合液罐12，将过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS。
本申请的电导率传感器包括如下任意一种：电极型电导率传感器、电感型电导率传感器和超声波电导率传感器。本申请中，电极型电导率传感器是根据电解导电原理，采用电阻测量法对电导率实现测量；电感型电导率传感器是依据电磁感应原理实现对液体电导率的测量；超声波电导率传感器是根据超声波在液体中的变化对电导率进行测量。在具体应用过程中，本领域技术人员可根据实际需求从上述电导率传感器中选择使用。
通用监控MCGS，监测与控制通用系统MCGS将接收到的电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送PLC控制器；PLC控制器根据比较结果调整混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比。
优选地，系统包括：当混合液罐12中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将过饱和溶液按预定的时间间隔加注到混合液罐12。
优选地，系统包括：当混合液罐12中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将纯净水加注到混合液罐12。
优选地，系统包括：当混合液罐12中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐12。
成品液罐13，将经过配比的混合液注入到成品液罐，将成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
优选地，成品液罐13中设置电导率传感器，利用成品液罐中的电导率传感器测量配比的混合液的电导率，对成品液罐中的电导率进行监控。
如图4所示，饱和液罐11中设置液位计14，混合液罐12中设置液位计15，成品液罐13中设置液位计15。本申请中的饱和液罐11、混合液罐12和成品液罐13中均可以设置液位计，分别用于对饱和液罐11、混合液罐12和成品液罐13中液体的位置进行监测。
本申请中还包括混合泵2及混合泵6，混合泵2、混合泵6分别安装在饱和液罐和混合液罐的一侧，混合泵2、混合泵6，通过上下循环使饱和液罐中的饱和盐液和混合液罐中的混合盐液充分混合。
本申请实施方式改进了现有的只能利用人工控制干式变压器环境试验中溶液电导率的情况，使得整个环境试验的可靠性明显提升；本申请只需对环境试验准备好充足的溶质及纯净水溶液，即可实现无人值守，降低试验人工成本，提高电导率测试精度和试验效率。
发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统与发明优选实施方式的一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的方法，所述方法包括：
将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在所述饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；
将所述过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用所述混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将所述混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；
所述监测与控制通用系统MCGS将接收到的所述电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据比较结果调整所述混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；
将经过配比的混合液注入到成品液罐，将所述成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
2.根据权利要求1所述的方法，利用所述成品液罐中的电导率传感器测量所述经过配比的混合液的电导率，对所述成品液罐中的电导率进行监控。
3.根据权利要求1所述的方法，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将所述过饱和溶液按预定的时间间隔加注到所述混合液罐。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将所述纯净水加注到所述混合液罐。
5.根据权利要求1所述的方法，包括：当所述混合液罐中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到所述混合液罐。
6.一种控制干式变压器环境试验溶液电导率的系统，所述系统包括：
饱和液罐，将饱和液罐中加入晶体盐，将晶体盐在所述饱和液罐中完全溶解并达到过饱和，生成过饱和溶液；
混合液罐，将所述过饱和溶液和纯净水注入到混合液罐；利用所述混合液罐中的电导率传感器测量经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率，并将所述混合液的电导率发送至监测与控制通用系统MCGS；
监测与控制通用系统MCGS，所述监测与控制通用系统MCGS将接收到的所述电导率与预设的电导率值进行比较，生成比较结果，并将比较结果发送至PLC控制器；所述PLC控制器根据比较结果调整所述混合液罐中的过饱和溶液和纯净水的配比；
成品液罐，将经过配比的混合液注入到成品液罐，将所述成品液罐中的经过配比的混合液经过盐雾试验装置后喷洒至变压器试品。
7.根据权利要求6所述的系统，所述成品液罐中设置电导率传感器，利用所述成品液罐中的电导率传感器测量所述经过配比的混合液的电导率，对所述成品液罐中的电导率进行监控。
8.根据权利要求6所述的系统，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率小于设定值时，将所述过饱和溶液按预定的时间间隔加注到所述混合液罐。
9.根据权利要求6所述的系统，包括：当所述混合液罐中经过混合的过饱和溶液和纯净水的混合液的电导率大于设定值时，将所述纯净水加注到所述混合液罐。
10.根据权利要求6所述的系统，包括：当所述混合液罐中的混合液的液位大于设定的比例时，则停止将过饱和溶液和纯净水注入到所述混合液罐。
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