CN111667984B - 一种调压装置及全站系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压器技术领域，公开了一种调压装置及全站系统。该调压装置，包括弹性件，弹性件设置于油枕内并用于容纳气体，补气回收机构包括：储气罐，其用于储存气体；连接管路，其分别连通于弹性件和储气罐；开关组件，其设置于连接管路上，用于控制连接管路的启闭；空气压缩机，其连通于储气罐，用于压缩气体。该调压装置在弹性件、连接管路和储气罐的配合作用下，实现对弹性件的补气和回收。该调压装置与外界大气完全隔离，不与外界进行空气交换，就能实现变压器或高压电抗器油箱内部压力的平衡，起到了调压和稳压的作用。同时，无需更换变色硅胶，维护量很小，从而降低生产维护成本。

Description

一种调压装置及全站系统

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种调压装置及全站系统。

背景技术

变压器或高压电抗器内部充满着变压器油，当变压器油受热体积膨胀时，变压器油箱中的油流向油枕，当遇冷收缩时，油枕中的油流向变压器油箱。为了实现此功能，油枕中设有胶囊或波纹管，胶囊或波纹管具有一定的弹性，其内腔与大气连通，胶囊或波纹管将变压器油与空气隔离，当变压器油受热体积膨胀时，变压器油箱内部压力大，挤压胶囊或波纹管，将内腔中的空气排除，当变压器油遇冷收缩时，变压器油箱内部压力小，胶囊或波纹管内腔体积增大，吸收外界空气，以此来实现均衡变压器内部油箱压力的作用。

由于变压器油热胀冷缩，油枕中的胶囊或波纹管会产生呼吸现象，为了延长胶囊或波纹管的使用寿命，也为了防止由于胶囊或波纹管存在裂纹等因素而引起外界湿气、杂质进入变压器油，通常在呼吸管道的末端安装过滤装置，俗称呼吸器，其内部含除湿用的变色硅胶和过滤杂质的油封杯，相当于人戴了口罩呼吸。对于湿度较大的地区来说，变色硅胶的更换较为频繁，而且费时费力，工作效率低。

为了解决上述问题，现有技术存在以下两种方式：

第一种是通过改变呼吸器的结构来提高更换变色硅胶的操作速率，，例如简化呼吸器各部件的螺栓连接结构，便于拆卸和安装，以提高了更换变色硅胶的操作速率。

第二种是通过增加辅助装置来降低变色硅胶的更换频率。例如在呼吸管道中增加膨胀器，当油枕中的胶囊或波纹管进行呼吸时，吸收膨胀器中的氮气，呼出的气体也存于膨胀器中，相当于人套了个塑料袋在呼吸，当呼吸的气体量超过膨胀器体积时，通过补气阀和释压阀与外界空气连通，吸收更多的气体或者排出更多的气体。但是在本质上，油枕中胶囊或波纹管内腔还是与外界大气相通的，只是与外界交换的气体量较小，降低了变色硅胶的更换频率。以500kV变压器为例，根据60立方米的变压器油量、30度温升、0.07％的热膨胀系数进行计算，膨胀器容积要达到1.26立方米，体积很大，而且500kV变压器为分相变压器，每一相都安装这么大体积的膨胀器，事实难以实现，但是减小膨胀器容积意味着与外界交换的气体量增加，与普通的呼吸器相比，只是减缓了硅胶变色的速率。因此，通过在呼吸管道中增加膨胀器的方式，受膨胀器容积的影响，作用效果不大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调压装置，不与外界进行空气交换，减少变色硅胶的维护成本。

本发明的另一个目的在于提供一种全站系统，共同呼吸，呼吸效果好，生产成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种调压装置，包括：

弹性件，所述弹性件设置于油枕内并用于容纳气体；

补气回收机构，所述补气回收机构包括：

储气罐，其用于储存所述气体；

连接管路，其分别连通于所述弹性件和所述储气罐；

开关组件，其设置于所述连接管路上，用于控制所述连接管路的启闭；

空气压缩机，其连通于所述储气罐，用于压缩所述气体。

作为优选，还包括：

气囊；

缓冲箱，其一端连通于所述连接管路，另一端连通于所述气囊；

活塞，所述活塞设置于所述缓冲箱内并与其滑动配合。

作为优选，还包括复位件，所述复位件设置于所述缓冲箱内，所述复位件的一端连接于所述活塞，另一端连接于所述缓冲箱靠近所述气囊一侧的内壁上。

作为优选，所述缓冲箱靠近所述气囊一端设置有连通孔，所述气囊通过所述连通孔连通于所述缓冲箱的内腔。

作为优选，还包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置于所述缓冲箱内部的两端，共同用于检测所述活塞的位置。

作为优选，所述气囊的容积和所述缓冲箱的容积相同。

作为优选，所述开关组件包括常开电磁阀和常闭电磁阀，通过控制所述常闭电磁阀的启闭，用于控制所述连接管路的通断。

作为优选，还包括流量传感器，所述流量传感器设置于所述连接管路上，用于检测所述连接管路内气体的流量。

作为优选，还包括主传感器，所述主传感器设置于所述连接管路靠近所述弹性件的分段上，用于检测所述连接管路内气体的压力和湿度。

为达上述目的，本发明还提供了一种全站系统，包括变压器、高压电抗器及上述的调压装置，所述调压装置分别连通于所述变压器和所述高压电抗器。

本发明的有益效果：

本发明提供的调压装置，当变压器或高压电抗器内部的油受热膨胀时，油箱中的油流入油枕内并挤压弹性件，使弹性件的体积变小，开关组件打开，弹性件内的气体通过连接管路输送至储气罐内，储气罐用于储存气体，以实现气体的回收；当变压器或高压电抗器内部的油遇冷收缩时，油枕中的油流入油箱，使得弹性件的体积增大，弹性件内需要吸入气体，开关组件打开，储气罐内的气体通过连接管路流入弹性件内，以实现气体的补充。当变压器或高压电抗器内部的油在正常状态时，开关组件关闭，用于切断弹性件和储气罐之间的连通。

通过设置空气压缩机连通于储气罐，空气压缩机用于压缩气体，气体的体积缩小，使储气罐能够尽可能容纳更多的气体。在弹性件、连接管路和储气罐的配合作用下，实现对弹性件的补气和回收。通过在连接管路上设置开关组件，以控制连接管路的通断，从而保证补气和回收。与现有技术采用改变呼吸器结构的方式相比，无需更换变色硅胶，维护量很小，从而降低生产维护成本。与现有在呼吸管道中增加膨胀器的方式相比，该调压装置与外界大气完全隔离，不与外界进行空气交换，就能实现变压器或高压电抗器油箱内部压力的平衡，起到了调压和稳压的作用。

本发明还提供了一种全站系统，该全站系统包括变压器、高压电抗器及上述的调压装置，调压装置分别连通于变压器和高压电抗器。与现有技术相比，无需每个变压器或者高压电抗器单独安装呼吸器，通过所有的变压器、高压电抗器共用一个调压装置，可以实现一起呼吸，呼吸效果好，节约生产成本。

附图说明

图1是本发明调压装置的结构示意图。

图中：

1、弹性件；2、补气回收机构；3、主传感器；4、气囊；5、缓冲箱；6、活塞；7、复位件；8、第一传感器；9、第二传感器；10、流量传感器；11、减压阀；12、逆止阀；

21、储气罐；22、连接管路；23、开关组件；24、空气压缩机；

231、常开电磁阀；232、常闭电磁阀。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种调压装置，如图1所示，该调压装置包括弹性件1和补气回收机构2，弹性件1具体是指胶囊或波纹管，弹性件1设置于油枕内，用于容纳气体。其中油枕具体为变压器或高压电抗器内部的油枕。补气回收机构2包括储气罐21、连接管路22、开关组件23及空气压缩机24，连接管路22分别连通于弹性件1和储气罐21，储气罐21用于储存气体。储气罐21的容积所储存的气体量应能满足所有变压器、高压电抗器在最高温度下所产生的气体变化量，储气罐21的压力没有硬性规定，相同气体量的情况下，压力值越大，储气罐21的体积越小。开关组件23设置于连接管路22上，用于控制连接管路22的启闭。空气压缩机24连通于储气罐21，用于压缩气体。气体优选采用干燥、无杂质的空气，相比于纯氮气，空气容易压缩。

本实施例提供的调压装置，当变压器或高压电抗器内部的油受热膨胀时，油箱中的油流入油枕内并挤压弹性件1，使弹性件1的体积变小，开关组件23打开，弹性件1内的气体通过连接管路22输送至储气罐21内，储气罐21用于储存气体，以实现气体的回收；当变压器或高压电抗器内部的油遇冷收缩时，油枕中的油流入油箱，使得弹性件1的体积增大，弹性件1内需要吸入气体，开关组件23打开，储气罐21内的气体通过连接管路22流入弹性件1内，以实现气体的补充。当变压器或高压电抗器内部的油在正常状态时，开关组件23关闭，用于切断弹性件1和储气罐21之间的连通。

通过设置空气压缩机24连通于储气罐21，空气压缩机24用于压缩气体，气体的体积缩小，使储气罐21能够尽可能容纳更多的气体。在弹性件1、连接管路22和储气罐21的配合作用下，实现对弹性件1的补气和回收。通过在连接管路22上设置开关组件23，以控制连接管路22的通断，从而保证补气和回收。与现有技术采用改变呼吸器结构的方式相比，无需更换变色硅胶，维护量很小，从而降低生产维护成本。与现有在呼吸管道中增加膨胀器的方式相比，该调压装置与外界大气完全隔离，不与外界进行空气交换，就能实现变压器或高压电抗器油箱内部压力的平衡，起到了调压和稳压的作用。

为了能够顺利启动补气和回收的过程，如图1所示，该调压装置包括主传感器3和控制器，主传感器3设置于连接管路22靠近弹性件1的分段上，用于检测连接管路22内气体的压力和湿度。控制器分别电连接于主传感器3和开关组件23，如果弹性件1内的气体大量流出，连接管路22靠近弹性件1的分段为气体的进气管路，当主传感器3检测到压力值、湿度值较大时，主传感器3将该信号传递给控制器，控制器控制开关组件23打开，使得气体能够流入储气罐21内。当气体压力值、湿度值超过规定的允许范围时，控制器控制发出告警信号，告知运维人员消除故障。通过设置主传感器3，以保证开关组件23启闭的准确性和整个装置的安全性。但是采用这种方式，开关组件23会频繁启动，影响开关组件23的使用寿命。

为了解决这个问题，该调压装置还包括气囊4、缓冲箱5及活塞6，缓冲箱5为中空结构，缓冲箱5的一端连通于连接管路22，另一端连通于气囊4，活塞6设置于缓冲箱5内并与其滑动配合。活塞6将缓冲箱5的内腔分割，形成第一腔体和第二腔体，第一腔体连通于连接管路22，第二腔体连通于气囊4。

当弹性件1内的气体需要回收时，气体经连接管路22进入缓冲箱5的第一腔体，逐渐增多的气体推动活塞6向靠近气囊4的方向移动，在活塞6的推动作用下，第二腔体内的气体被挤压至气囊4内，以实现气体的初步回收；当弹性件1内需要气体补充时，弹性件1内部空间增大，气囊4内的气体逐渐释放至第二腔体并推动活塞6向远离气囊4的方向移动，以将第一腔体内的气体经连接管路22推动至弹性件1内，实现气体的初步释放和补充。

如果没有气囊4和缓冲箱5，该调压装置也可以正常运行，通过设置气囊4和缓冲箱5，起到了缓解补气回收机构2的作用。在此过程中，气囊4和缓冲箱5起到过渡的作用，当气囊4填充满或完全释放后才启动补气回收机构2。可以理解的是，缓冲箱5的容积和气囊4的容积越大，启动补气回收机构2的频率越低，以减少开关组件23的使用频率，延长开关组件23的使用寿命。

可选地，如图1所示，缓冲箱5靠近气囊4一端设置有连通孔，气囊4通过连通孔连通于缓冲箱5的内腔。通过设置连通孔，保证气囊4和第二腔体的连通效果。优选地，在缓冲箱5靠近气囊4一端的外壁上凸设连接柱，在连接柱沿其轴向方向开设连通孔，气囊4的开口套设于连接柱上，利用气囊4自身的弹性，在实现气囊4和缓冲连接效果的同时，还能保证两者之间的密封效果。

进一步地，如图1所示，该调压装置还包括复位件7，复位件7具体为弹簧，复位件7设置于缓冲箱5内，复位件7的一端连接于活塞6，另一端连接于缓冲箱5靠近气囊4一侧的内壁上。活塞6的初始位置在缓冲箱5的中间位置，此时复位件7处于松弛状态，活塞6向靠近气囊4的方向滑动，活塞6逐渐压缩复位件7，被压缩的复位件7在自身恢复作用力下，用于活塞6的复位；活塞6向远离气囊4的方向滑动，活塞6逐渐拉伸复位件7，被拉伸的复位件7在自身恢复作用力下，用于活塞6的复位。

可以理解的是，气囊4的容积和缓冲箱5的容积相同，以保证缓冲箱5内腔的气体都能够被气囊4容纳，气体回收效果好。当活塞6在初始位置时，气囊4的初始含量只有缓冲箱5的容积一半。

由于缓冲箱5和气囊4只是起到初步过渡作用，为了保证缓冲箱5和补气回收机构2两者之间的工作衔接，如图1所示，该调压装置还包括第一传感器8和第二传感器9，第一传感器8和第二传感器9分别设置于缓冲箱5内部的两端，共同用于检测活塞6的位置。

当活塞6逐渐向靠近气囊4的方向移动，即活塞6移动至缓冲箱5的最右端，第二传感器9检测到活塞6的位置并将该信号传递给控制器，控制器控制发出气体回收信号，使得开关组件23开启，使气体回收至储气罐21内；当活塞6逐渐向远离气囊4的方向移动，即活塞6移动至缓冲箱5的最左端，第一传感器8检测到活塞6的位置并将该信号传递给控制器，控制器控制发出补充气体信号，使得开关组件23开启，使储气罐21内的气体释放至弹性件1内。如果第一传感器8和第二传感器9检测到活塞6的位置相同，即活塞6距离缓冲箱5两端的距离相同，此时活塞6回到缓冲箱5的中间部位，第一传感器8和第二传感器9将复归信号传递给控制器，控制器控制关闭开关组件23。

可以理解的是，开关组件23可以设置多组，当一组开关组件23失效，其他组开关组件23可以作为备选进行使用。可选地，在储气罐21的两侧分别设置有开关组件23，储气罐21的每侧并联设置两组开关组件23。

具体地，开关组件23包括常开电磁阀231和常闭电磁阀232，常开电磁阀231处于一直打开状态，常闭电磁阀232处于一直关闭状态，通过控制常闭电磁阀232的启闭，用于控制连接管路22的通断。

为了检测常开电磁阀231和常闭电磁阀232的使用状况，如图1所示，该调压装置还包括流量传感器10，流量传感器10设置于连接管路22上，用于检测连接管路22内气体的流量。当没有发出气体回收或者补气信号时，若监测到常开电磁阀231和常闭电磁阀232之间的气体管道有空气流动，气体管道为导通状态，说明常闭电磁阀232出现故障，立即关闭常开电磁阀231，实现气体管道的封闭，并通过控制器发出告警信号；若发出气体回收或者补气信号时，监测不到常开电磁阀231和常闭电磁阀232之间的气体管道有空气流动，气体管道为封闭状态，说明常闭电磁阀232出故障，立即打开另一个常闭电磁阀232，实现气体管道的导通，并通过控制器发出告警信号。

优选地，该调压装置还包括减压阀11，减压阀11设置于连接管路22上，减压阀11起到了降低气体压力的作用，使储气罐21内高压气体以低压的形式缓慢的释放，以减少高压气体对各个零件的冲击。

优选地，该调压装置还包括逆止阀12，逆止阀12设置于连接管路22上并位于储气罐21和空气压缩机24之间，逆止阀12限制气体的流动方向，防止高压气体反冲作用于空气压缩机24，起到了保护空气压缩机24的作用。

本实施例提供的调压装置的工作过程如下：

当变压器油受热膨胀时，油箱中的油流入油枕，挤压弹性件1使其体积变小，弹性件1内腔中气体沿着连接管路22送至缓冲箱5中，推动活塞6向靠近气囊4的方向移动，气囊4不断膨胀，当活塞6移动至最右端，碰触到第二传感器9时，控制器发出气体回收信号，与空气压缩机24相连的其中一个常闭电磁阀232打开，同时启动空气压缩机24，实现将连接管路22的气体压缩并存储到储气罐21内，在不断压缩气体的过程中，位于缓冲箱5两端的第一传感器8和第二传感器9检测到活塞6的距离相同，即活塞6回到缓冲箱5的中间部位，控制器发出复归信号，关闭空气压缩机24和常闭电磁阀232。

当变压器油遇冷收缩时，油枕中的油流入油箱，弹性件1体积增大，需吸入空气，使得活塞6向远离气囊4的方向移动，气囊4不断收缩，当活塞6移动至最左端，碰触到第一传感器8时，控制器发出补气信号，与减压阀11相连的其中一个常闭电磁阀232打开，实现将储气罐21中的气体释放到连接管路22中，在不断释放气体的过程中，位于缓冲箱5两端的第一传感器8和第二传感器9检测到活塞6的距离相同，控制器发出复归信号，关闭常闭电磁阀232。

本实施例还提供了一种全站系统，该全站系统包括变压器、高压电抗器及上述的调压装置，调压装置分别连通于变压器和高压电抗器。与现有技术相比，无需每个变压器或者高压电抗器单独安装呼吸器，通过所有的变压器、高压电抗器共用一个调压装置，可以实现一起呼吸，呼吸效果好，节约生产成本。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种调压装置，包括弹性件(1)，所述弹性件(1)设置于油枕内并用于容纳气体，其特征在于，还包括补气回收机构(2)，所述补气回收机构(2)包括：

储气罐(21)，其用于储存所述气体；

连接管路(22)，其分别连通于所述弹性件(1)和所述储气罐(21)；

开关组件(23)，其设置于所述连接管路(22)上，用于控制所述连接管路(22)的启闭；

空气压缩机(24)，其连通于所述储气罐(21)，用于压缩所述气体；

气囊(4)；

缓冲箱(5)，其一端连通于所述连接管路(22)，另一端连通于所述气囊(4)；

活塞(6)，所述活塞(6)设置于所述缓冲箱(5)内并与其滑动配合。

2.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，还包括复位件(7)，所述复位件(7)设置于所述缓冲箱(5)内，所述复位件(7)的一端连接于所述活塞(6)，另一端连接于所述缓冲箱(5)靠近所述气囊(4)一侧的内壁上。

3.根据权利要求2所述的调压装置，其特征在于，所述缓冲箱(5)靠近所述气囊(4)一端设置有连通孔，所述气囊(4)通过所述连通孔连通于所述缓冲箱(5)的内腔。

4.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，还包括第一传感器(8)和第二传感器(9)，所述第一传感器(8)和所述第二传感器(9)分别设置于所述缓冲箱(5)内部的两端，共同用于检测所述活塞(6)的位置。

5.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，所述气囊(4)的容积和所述缓冲箱(5)的容积相同。

6.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，所述开关组件(23)包括常开电磁阀(231)和常闭电磁阀(232)，通过控制所述常闭电磁阀(232)的启闭，用于控制所述连接管路(22)的通断。

7.根据权利要求6所述的调压装置，其特征在于，还包括流量传感器(10)，所述流量传感器(10)设置于所述连接管路(22)上，用于检测所述连接管路(22)内气体的流量。

8.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，还包括主传感器(3)，所述主传感器(3)设置于所述连接管路(22)靠近所述弹性件(1)的分段上，用于检测所述连接管路(22)内气体的压力和湿度。

9.一种全站系统，其特征在于，包括变压器、高压电抗器及权利要求1-8任一项所述的调压装置，所述调压装置分别连通于所述变压器和所述高压电抗器。

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