CN111223644B - 免维护吸湿器的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种免维护吸湿器的控制系统及方法。吸湿器连接至控制系统的检测装置和变压器。控制方法包括：通过检测装置采集吸湿器中的湿度数据；当湿度数据大于预设湿度时，通过检测装置检测变压器内的温度数据；根据温度数据判断变压器是否处于呼气状态；当变压器处于呼气状态时，控制吸湿器中的加热棒工作以对吸湿器内的干燥剂进行加热烘干。本申请能够根据变压器内的温度数据对变压器的呼吸状态进行判断，提高了变压器呼气状态判断的可靠性。此外，本方案能够在变压器处于呼气状态时对吸湿器中的干燥剂进行加热烘干，保证了变压器系统的安全性。

Description

免维护吸湿器的控制方法及系统

技术领域

本申请涉及电力系统中的变压器系统技术领域，尤其涉及免维护吸湿器的控制方法及控制系统。

背景技术

目前电力行业中有油箱的设备，如大型电力变压器、电抗器充有绝缘油，这类高压电气设备的油箱会因温度变化引起热胀冷缩，导致油箱油位高低变化，需要吸湿器来平衡油箱内外气压差。当油箱负压吸气时，外部空气通过吸湿器干燥、空气净化后进入油箱；当油箱内部压力大于外部气压，油箱呼出的气体通过吸湿器排出。吸湿器起着安全隔离油箱内外空气交换、平衡压差的功能。

电力设备油箱所用的吸湿器，内部填装的干燥剂，经过一段时间的空气交换使用后，会吸湿饱和，因此需定期更换干燥剂。现有的干燥剂通常为变色硅胶，变色硅胶在干燥的情况下多呈蓝色，当吸收潮气后变色硅胶逐渐变为粉红色而失效。目前电力运行检修规定了运检人员需要定期到现场通过目视检查干燥器内的变色硅胶颜色变化，一旦发现变色硅胶的颜色发生变化，则需要及时对已变色的硅胶进行更换。

然而，现有的维护方式不仅增加了工作量，也为电力变压器的正常运行增加了安全隐患。例如，在巡检周期内可能存在干燥剂提前吸湿饱和，导致进入油箱内的空气湿度超标，进而易导致绝缘油微水含量过大、高压绝缘劣化，从而引起电力设备故障。此外，更换变色硅胶存在高额的成本，且更换下来的硅胶也会带来污染及垃圾处理问题。

随着智能变电站的建设及智能化运维的逐步推广，免维护吸湿器应运而生。免维护吸湿器可在吸湿硅胶湿度较大时对变色硅胶进行加热烘干以使其可反复使用，进而无需更换维护。

然而，免维护吸湿器如果需要对吸湿硅胶进行加热烘干，则需在变压器呼气状态下进行。若在变压器吸气时加热，会导致硅胶烘干时产生的大量水汽直接被变压器吸入。因此，如何判断变压器是否在呼吸状态是免维护吸湿器控制的重点。

发明内容

本申请的目的在于提供一种免维护吸湿器的控制系统及方法，应用于变压器系统，能够对变压器的呼吸状态进行判断，进而能够在变压器处于呼气状态时对免维护吸湿器中的干燥剂进行加热烘干，保证了变压器系统的安全性。

第一方面，本申请实施例公开一种免维护吸湿器的控制方法，吸湿器连接至控制系统的检测装置和变压器；所述控制方法包括：通过所述检测装置采集所述吸湿器中的湿度数据；当所述湿度数据大于预设湿度时，通过所述检测装置检测所述变压器内的温度数据；根据所述温度数据判断所述变压器是否处于呼气状态；当所述变压器处于呼气状态时，控制所述吸湿器中的加热棒工作以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干。

第一方面所描述的技术方案，由于变压器运行功率的变化导致变压器内的温度发生改变，进而导致变压器的呼气和吸气状态，因此，在吸湿器内的湿度大于预设湿度时，通过检测装置检测变压器内的温度数据，根据温度数据即可实现了对变压器的呼气状态的判断，进而能够在变压器处于呼气状态时对免维护吸湿器中的干燥剂进行加热烘干，保证了变压器系统的安全性。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述检测装置包括湿度传感器和温度传感器；所述湿度传感器用于检测所述吸湿器内的湿度数据；所述温度传感器用于采集所述变压器内的变压器油的温度数据；所述根据所述温度数据判断所述变压器是否处于呼气状态包括：根据所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据判断所述变压器是否处于所述呼气状态。如此，可以直接使用变压器中的油温探头作为温度传感器来检测变压器油的温度，降低成本。此外，由于直接对油温进行检测直接反应的变压器的的温度状态，提高了对变压器内温度的检测精度，进而提高了对变压器呼气状态的确定精度。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，当所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据处于上升状态时，确定所述变压器处于所述呼气状态。如此可以确保对变压器呼气状态确定的可靠性。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，为了提高对变压器呼气状态判断的准确率，当所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据的上升变化率大于设定阈值时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制方法在所述控制所述加热棒工作以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干的步骤后，还包括：当所述变压器油的温度数据的上升变化率不大于所述设定阈值时，控制所述加热棒停止加热。如此，可以确保在启动加热后遇到故障时，可以及时中断加热，确保加热过程中的可靠性和安全性。

第二方面，本申请实施例公开一种免维护吸湿器的控制系统，吸湿器与变压器相连。所述控制系统包括检测装置，采集模块、判断模块和控制模块。检测装置用于检测所述吸湿器内的湿度数据以及所述变压器内的温度数据。采集模块用于采集所述检测装置所检测到的湿度数据。判断模块用于根据所述湿度数据判断所述吸湿器内的湿度是否大于预设湿度；在所述吸湿器内的湿度大于所述预设湿度时，所述采集模块还用于采集所述检测装置所检测到的温度数据；所述判断模块还用于根据所述温度数据判断所述变压器是否处于呼气状态。控制模块用于在所述变压器处于呼气状态时，控制所述吸湿器中的加热棒工作以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述检测装置包括湿度传感器和温度传感器；所述湿度传感器用于检测所述吸湿器内的湿度数据；所述温度传感器用于采集所述变压器内的变压器油的温度数据；所述判断模块具体用于根据所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据确定所述变压器是否处于所述呼气状态。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述判断模块用于在所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据处于上升状态时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，所述判断模块用于在所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据的上升变化率大于设定阈值时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，在控制所述加热棒进行加热后，所述控制模块还用于在所述变压器油的温度数据的上升变化率不大于所述设定阈值时，控制所述加热棒停止加热。

附图说明

为了说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请实施例中的变压器系统的架构示意图。

图2为本申请实施例中的免维护吸湿器的结构示意图。

图3为本申请实施例中的免维护吸湿器的控制系统的原框图。

图4本申请一实施例中的免维护吸湿器的控制示意图。

图5本申请另一实施例中的免维护吸湿器的控制示意图。

图6为本申请一实施例中的免维护吸湿器的控制方法的流程图。

图7为本申请另一实施例中的免维护吸湿器的控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种免维护吸湿器的控制系统及方法，应用于变压器系统中，能够对变压器的呼吸状态进行判断，进而能够在变压器处于呼气状态时对免维护吸湿器中的硅胶进行热烘干，保证了变压器系统的安全性。

本申请实施例中的变压器系统中的变压器的外形结构为带油枕结构。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的实施例进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例中的变压器系统的架构示意图。如图1所示，所述变压器系统1000包括变压器900以及与变压器900相连的吸湿器800。所述变压器包括变压器器本体910、油枕920以及导油管930。其中，导油管930连接于变压器本体910与所述油枕920之间。吸湿器800通过呼吸管700和油枕920相连。

本申请实施例中，变压器本体910充满变压器油，油枕920内下部为变压器油，上部为空气，空气通过呼吸管700和大气连接。变压器本体910运行时，温度升高，油膨胀，油枕920内油面升高，将部分空气排出；变压器本体910的运行功率降低后，温度降低，油冷缩，油枕920内油面降低，从外部吸入空气。由于变压器油遇到水汽会变质，要求空气干燥度很高，因此需要在呼吸管700远离油枕920的一端安装吸湿器800以对吸入的空气进行除湿。

本申请实施例中，将变压器900的油枕920通过呼吸管700呼出气体的过程定义为变压器900的呼气状态。将变压器900的油枕920通过呼吸管700吸入气体的过程定义为变压器900的吸气状态。

此外，在一些实施例中，变压器本体910的一侧还设置有散热器600以对变压器本体910进行散热。

请参阅图2，图2为本申请实施例中的免维护吸湿器的结构示意图。其中，免维护吸湿器是指能够在干燥剂湿度较大时对干燥剂进行加热烘干以使其可反复使用，进而无需更换干燥剂的吸湿器。如图2所示，免维护吸湿器800包括外壳810、设置于外壳810内的干燥剂820以及容置于外壳810内且被干燥剂820锁包裹的加热棒830。所述加热棒830用于对已潮湿的干燥剂820进行加热烘干。可以理解，为了提高加热速度，可以设置多个加热棒830并间隔插入干燥剂820中。本申请实施方式中，干燥剂820为变色硅胶。外壳810可以是透明的玻璃罩。

需要说明的是，吸湿器800的可以通过A端的开口与外部大气连通。例如，可以在A端的开口处设置一个透气栅840。

然而，加热棒830如果需要对干燥剂820进行加热烘干，则需在变压器900处于呼气状态下进行。若在变压器99的吸气状态时进行加热，会导致干燥剂820烘干时产生的大量水汽直接被变压器900吸入，进而引发安全隐患。因此，如何判断变压器900是否在呼吸状态是本案所要讨论的重点。

请参阅图3，图3为本申请实施例中的免维护吸湿器的控制系统的原框图。所述控制系统100与所述吸湿器800相连，用于对干燥剂820的湿度进行检测，并在干燥剂820的湿度达到预设湿度时控制加热棒830对干燥剂820进行加热烘干。

具体地，所述控制系统100包括检测装置10、采集模块20、判断模块30及控制模块40。请再一并结合参阅图2和图4，其中图4为本申请一实施例中的免维护吸湿器的控制示意图。在一种实施方式中，所述检测装置10为温湿度传感器，并设置于所述吸湿器800靠近呼吸管820的一端。例如，温湿度传感器可以设置于吸湿器800的法兰位置。所述检测装置10用于检测湿度和温度数据。所述采集模块20用于采集所述检测装置10所检检测到的湿度数据和温度数据。所述判断模块30用于根据所述湿度数据判断所述干燥剂820的湿度是否大于预设湿度，并在所述干燥剂820的湿度大于预设湿度时，根据所述温度数据判断所述变压器900是否处于呼气状态。当确定所述变压器900处于呼气状态时，所述控制模块40控制所述加热棒300工作以对所述干燥剂820进行加热烘干。本实施方式中，当所述温度数据处于升高状态时，所述判断模块30判断所述变压器900处于呼气状态。

一种实施方式中，所述控制模块40控制所述加热棒300工作以对所述干燥剂820进行加热烘干包括：所述控制模块40控制所述加热棒300工作预设时间以对所述干燥剂820进行加热烘干。其中，预设时间可以根据大量数据的积累并通过自学习的方式获得。

本申请实施中的控制系统100，通过检测装置10对吸湿器800的湿度和温度进行检测，并通过温度变化确定变压器900是否处于呼气状态，如此可以在检测到干燥剂820的湿度大于预设湿度，且在变压器900处于呼气状态时控制加热棒830对干燥剂进行加热烘干，在实现对吸湿器免维护的同时降低了变压器的安全隐患。

上述实施例中对变压器900的呼气判断的方式适合应用在大型变压器上，由于大型变压器的呼吸效果比较明显，比较容易通过温度传感器的升降数据来确定变压器的呼吸状态。然而，在小型光伏变压器上应用时，由于变压器内部油量少，热胀冷缩效果不明显，变压器呼吸效果不明显，甚至检测不到变压器的呼吸。

例如，6MW变压器油体积为4000L，根据变压器油体积变化与温度变化公式(△V＝V*△T*0.0007)可以得出，6MW变压器油变化1℃时体积变化2.8L；3MW变压器油体积为2000L，根据变压器油体积变化与温度变化公式可以得出，3MW变压器油变化1℃时体积变化1.4L。其中，变压器油变化1℃时间约为5-20分钟(主要集中在8-20分钟)，由此可见，变压器油体积变化非常慢，呼吸的气流非常微弱，难以察觉。

上述实施例中，由于检测装置10为温湿度一体的传感器且设置于吸湿器800内，且呼吸管700的长度较长，导致油枕920内温度高的空气经呼吸管700流至吸湿器800时被冷却，进而使得检测装置10对温度数据检测不明显，即影响了对变压器900的呼气状态判断的准确度。

为解决上述问题，请参阅图5，图5为本申请另一实施例中的免维护吸湿器的控制示意图。为了提高对变压器呼气状态判断的准确度，在一种实施方式中，所述检测装置10包括独立的湿度传感器11和温度传感器12。所述湿度传感器11设置于吸湿器800内且靠近呼吸管700。所述温度传感器12设置于变压器本体910内，用于检测变压器本体910内的变压器油的温度，通过直接检测油温的温度变化来确定变压器900是否处于呼气状态，进而提高了对变压器900的呼气状态确定的精度。本实施例中，温度传感器12可以是现有的变压器油温探头(pt100温度传感器)，进而可以降低系统的成本。

此外，由于油温升高速度越快，变压器的呼气作用越强，因此为了进一步提高对小型变压器的呼气状态的判断的精度，在一种实施方式中，所述判断模块30根据所述温度数据上升的变化率来确定变压器900是否处于呼气状态。具体地，当温度上升的变化率大于设定阈值时，确定变压器900处于呼气状态。

当温度上升的变化率不大于所述设定阈值时，说明变压器900的呼气状态较弱，若此时继续控制加热棒830加热烘干，则可能导致水汽进入变压器900而存在隐患，因此，在一种实施方式中，当启动加热后，所述判断模块30还继续判断所述温度上升的变化率是否大于所述设定阈值时，并当变压器油的温度上升的变化率不大于所述设定阈值时，控制所述加热棒830停止加热烘干，如此可以进一步提高加热的安全性和可靠性。

请参阅图6，图6为本申请一实施中的免维护吸湿器的控制方法的流程图。所述控制方法应用于前述的控制系统100中。如图6所示，该免维护吸湿器的控制方法包括如下步骤。

步骤S11，通过检测装置采集吸湿器中的湿度数据。

步骤S12，判断所采集的湿度数据是否大于预设湿度。若是，则执行步骤S13；若否，则继续执行步骤S12。

步骤S13，通过检测装置采集变压器中的温度数据。

步骤S14，根据采集到的温度数据判断变压器是否处于呼气状态。若是，则执行步骤S15；若否，则继续执行步骤S14。

一种实施方式中，所述检测装置包括湿度传感器和温度传感器；所述湿度传感器用于检测所述吸湿器内的湿度数据；根据所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据判断所述变压器是否处于所述呼气状态。具体地，当所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据处于上升状态时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

步骤S15，控制吸湿器中的加热棒工作以对干燥剂进行加热烘干。

请参阅图7，图7为本申请另一实施中的免维护吸湿器的控制方法的流程图。所述控制方法应用于前述的控制系统100中。如图7所示，该免维护吸湿器的控制方法包括如下步骤。

步骤S21，通过检测装置采集吸湿器中的湿度数据。

步骤S22，判断所采集的湿度数据是否大于预设湿度。若是，则执行步骤S23；若否，则继续执行步骤S22。

步骤S23，通过检测装置采集变压器中的温度数据。

步骤S24，判断温度数据的上升变化率是否大于设定阈值。若是，则执行步骤S25；若否，则继续执行步骤S24。

步骤S25，控制吸湿器中的加热棒工作以对干燥剂进行加热烘干。

步骤S26，判断温度数据的上升变化率是否大于设定阈值。若是，则执行步骤S27；若否，则继续执行步骤S26。

步骤S27，控制吸湿器中的加热棒停止对干燥剂进行加热烘干。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的控制方法的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中模块的对应工作过程，在此不再赘述。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请提实施例供的方法可以在硬件、固件中实施，或者可以作为可以存储在例如只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、软盘、硬盘或磁光盘的等计算机可读存储介质中的软件或计算机代码，或者可以作为原始存储在远程记录介质或非瞬时的机器可读介质上、通过网络下载并且存储在本地记录介质中的计算机代码，从而这里描述的方法可以利用通用计算机或特殊处理器或在诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程或专用硬件中以存储在记录介质上的软件来呈现。如本领域能够理解的，计算机、处理器、微处理器、控制器或可编程硬件包括存储器组件，例如，RAM、ROM、闪存等，当计算机、处理器或硬件实施这里描述的处理方法而存取和执行软件或计算机代码时，存储器组件可以存储或接收软件或计算机代码。另外，当通用计算机存取用于实施这里示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行这里示出的处理的专用计算机。

其中，所述计算机可读存储介质可为固态存储器、存储卡、光碟等。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种免维护吸湿器的控制方法，吸湿器连接至控制系统的检测装置和变压器，其特征在于，所述变压器包括变压器本体、油枕以及导油管，其中，所述导油管连接于所述变压器本体与所述油枕之间，所述吸湿器通过呼吸管和油枕相连，所述变压器本体充满变压器油，所述油枕内包含有变压器油，在所述呼吸管远离所述油枕的一端连接所述吸湿器，所述控制方法包括：

通过所述检测装置采集所述吸湿器中的湿度数据；

当所述湿度数据大于预设湿度时，通过所述检测装置检测所述变压器内的温度数据；

所述检测装置包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述变压器本体内，并用于采集所述变压器本体内的变压器油的所述温度数据；

根据所述温度数据判断所述变压器是否处于呼气状态，包括根据所述温度传感器所直接检测到的变压器中油温的温度数据判断所述变压器是否处于所述呼气状态；

当所述变压器处于呼气状态时，控制所述吸湿器中的加热棒工作，以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述检测装置包括湿度传感器；所述湿度传感器用于检测所述吸湿器内的湿度数据。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据处于上升状态时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据的上升变化率大于设定阈值时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法在所述控制所述加热棒工作以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干的步骤后，还包括：

当所述变压器油的温度数据的上升变化率不大于所述设定阈值时，控制所述加热棒停止加热。

6.一种免维护吸湿器的控制系统；吸湿器与变压器相连；其特征在于，所述变压器包括变压器本体、油枕以及导油管，其中，所述导油管连接于所述变压器本体与所述油枕之间，所述吸湿器通过呼吸管和油枕相连，所述变压器本体充满变压器油，所述油枕内包含有变压器油，在所述呼吸管远离所述油枕的一端连接所述吸湿器，所述控制系统包括：

检测装置，用于检测所述吸湿器内的湿度数据以及所述变压器内的温度数据，所述检测装置包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述变压器本体内，并用于采集所述变压器本体内的变压器油的所述温度数据；

采集模块，用于采集所述检测装置所检测到的湿度数据；

判断模块，用于根据所述湿度数据判断所述吸湿器内的湿度是否大于预设湿度；在所述吸湿器内的湿度大于所述预设湿度时，所述采集模块还用于采集所述检测装置所检测到的温度数据；所述判断模块还用于根据所述温度数据判断所述变压器是否处于呼气状态，包括根据所述温度传感器所直接检测到的变压器中油温的温度数据判断所述变压器是否处于所述呼气状态；所述呼气状态是指所述变压器呼出气体的过程；以及

控制模块，用于在所述变压器处于呼气状态时，控制所述吸湿器中的加热棒工作以对所述吸湿器内的干燥剂进行加热烘干。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述检测装置包括湿度传感器；所述湿度传感器用于检测所述吸湿器内的湿度数据。

8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块用于在所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据处于上升状态时，所述判断模块确定所述变压器处于所述呼气状态。

9.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块用于在所述温度传感器所检测到的变压器油的温度数据的上升变化率大于设定阈值时，确定所述变压器处于所述呼气状态。

10.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于，在控制所述加热棒进行加热后，所述控制模块还用于在所述变压器油的温度数据的上升变化率不大于所述设定阈值时，控制所述加热棒停止加热。

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