CN111834095A - 一种油浸式变压器附件负压检修方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种油浸式变压器附件负压检修方法和装置,其中方法通过对油枕胶囊抽气产生负压,使变压器油箱及散热器凹陷变形、容积减少,从而将变压器油箱中的变压器油挤压至油枕;本申请从变压器附件检修处形成与大气平衡的变压器油压对应的油枕油位开始,直至油枕内油量增加的容积略大于检修本身需要排出的油量时停止抽气,并关闭主变本体瓦斯两侧管道阀门,完成检修所需排出变压器油的内部转移,从而实现了不需要对外排油的方式进行变压器油箱顶部附件检修和渗漏油处理,避免变压器排油带来的附加工作、变压器油受到污染的风险,从而减少工作量,缩短施工时间,提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及变压器检修技术领域,更具体地,涉及一种油浸式变压器附件负压检修方法和装置。
背景技术
油浸式变压器油箱顶部的套管升高座、压力释放阀、铁芯接地引出线套管等附件,在运行过程中可能由于二次接线盒密封不良或法兰密封圈失效等常见的缺陷而导致渗漏油的情况。处理这类缺陷,需要将变压器油排放至相应部件的安装法兰以下,才能进行检修更换处理;待工作结束后,再将变压器油重新回注到变压器中。
油浸式变压器检修一般的排放油步骤是,先关闭主变本体瓦斯两侧管道阀门,使用排油泵将变压器油从变压器底部的排油阀抽出至外置油罐中储存;由于变压器油在转移过程中受到水分、潮气等污染的可能性比较高,中间还需要额外安排滤油环节。这样,施工工具需要增加油罐、滤油机等大型、大功率工器具,施工工程量大、操作时间较长,非常麻烦。
根据油枕容量或排油量的大小,还可采取另一种方式:先关闭本体瓦斯两侧管道阀门,再将本体油箱中变压器油排出至变压器油枕;工作结束,打开本体瓦斯两侧管道阀门,让变压器油重新注回变压器油箱内。其整个过程需要用变压器油清洁排油泵及全部连接管,排油阀与注油阀,造成变压器油的损耗,并容易使变压器油在转移过程中受到污染、混入空气和受潮。
申请号为201810180213.5的专利提供了一种技术方案对油浸式变压器的附件进行检修、渗漏油处理,但该方案仍有一定的局限性。
发明内容
针对的现有技术的局限,本发明提出一种油浸式变压器附件负压检修方法和装置,本发明采用的技术方案是:
一种油浸式变压器附件负压检修方法,包括以下步骤:
对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕;
监测变压器油箱中油压与大气压相等的油位,当变压器油箱中油压与大气压相等的油位高度到达待检修附件安装口时,暂停抽气并保持油枕压力,将此时油枕中的油位高度以及油面宽度分别作为记录高度以及记录宽度;
根据所述记录高度以及记录宽度,获取此时继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度;
继续对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕,在油枕的油位高度超过所述目标高度后,停止抽气,关闭变压器油箱瓦斯两侧管道阀门;
解除变压器油箱内的负压,核实油箱内变压器油低于检修位置后,开始检修;
检修完毕后,解除油枕的负压,打开瓦斯两侧阀门,让变压器油回流至变压器油箱内,静置、排气后恢复现场结束检修。
相较于现有技术,本申请提供的油浸式变压器附件负压检修方法通过对油枕胶囊抽气产生负压,使变压器油箱及散热器凹陷变形、容积减少,从而将变压器油箱中的变压器油挤压至油枕;本申请从变压器附件检修处形成与大气平衡的变压器油压对应的油枕油位,直至油枕内油量增加的容积略大于检修本身需要排出的油量时停止抽气,并关闭主变本体瓦斯两侧管道阀门,完成检修所需排出变压器油的内部转移,从而实现了不需要对外排油的方式进行变压器油箱顶部附件检修和渗漏油处理,避免变压器排油带来的附加工作、变压器油受到污染的风险,从而减少工作量,缩短施工时间,提高效率。
作为一种优选方案,在根据所述记录高度以及记录宽度,获取继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度的步骤中,按以下公式获取所述油位高度变化值:
其中,h1表示所述记录高度,h△表示所述油位高度变化值;S1表示油枕中变压器油在油量处于所述记录高度时垂直于油枕长度的横截面积,k1表示所述记录宽度,S2、k2分别表示油枕中变压器油在油量处于所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积及油面宽度,S△表示油枕中变压器油从油量处于所述记录高度提升到所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积变化值;v表示所述检修预估需要排出变压油的油量,c表示油枕长度,r表示油枕横截圆面的半径。
作为另外一种优选方案,在根据所述记录高度以及记录宽度,获取继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度的步骤中,按以下公式获取所述油位高度变化值:
其中,h△表示所述油位高度变化值,v表示所述检修预估需要排出变压油的油量,c表示油枕长度,k1表示所述记录宽度。
进一步的,所述检修预估需要排出变压油的油量v按以下公式获取:
v=v1+v2;
其中,v1表示主变各升高座高于检修位置的变压器油量,v2表示顶部高于检修位置各连管的变压器油量。
本发明还提供以下内容:
一种实现前述油浸式变压器附件负压检修方法的油浸式变压器附件负压检修装置,包括:负压产生单元、变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元以及油枕油位检测单元;其中,
所述负压产生单元包括真空泵、保持阀门、三通管件以及第一管道接头;所述保持阀门两端分别通过连管连接所述真空泵与所述三通管件;所述三通管件连接所述第一管道接头;所述第一管道接头用于连接油枕的吸湿器连管;
所述变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元包括第一油位观测管以及第二管道接头;所述第一油位观测管一端连接所述第二管道接头,另一端与大气相通;所述第二管道接头用于连接变压器底部排油阀;
所述油枕油位检测单元包括第二油位观测管以及第三管道接头;所述第二油位观测管一端连接所述第三管道接头,另一端连接所述三通管件;在使用时所述第二油位观测管最高位与油枕顶部齐平;所述第三管道接头用于连接油枕的排注油管。
相较于现有技术,本申请提供的油浸式变压器附件负压检修装置结构简单,容易操作,不仅在于实现前述油浸式变压器附件负压检修方法,而且在使用过程前,只需要用变压器油清洁油位检测单元和其连接的阀门,变压器油损耗很少,能够大幅减少变压器油的损耗,减少变压器的检修成本。
在一种优选方案中,所述负压产生单元还包括真空表;所述真空表设于所述三通管件与所述保持阀门之间。
通过增设所述真空表,可在操作过程中,监测油枕胶囊的负压值,并且可以根据预设真空值停止真空泵,再进行人工的微调,使抽排过程更加稳定精细、可控。
在一种优选方案中,所述负压产生单元还包括补气阀门;所述补气阀门设于所述三通管件与所述保持阀门之间。
通过增设所述补气阀门,可在当真空泵抽气使油枕胶囊气体压力过低时,根据实际情况补充回空气或氮气等气体,以此调整油枕胶囊的负压。
进一步的,所述第一油位观测管以及第二油位观测管为透明软管或透明玻璃管及其组合。
在一种优选方案中,所述第一油位观测管与所述第二管道接头之间还设有第一观测控制阀。
在一种优选方案中,所述第三管道接头与所述第二油位观测管之间还设有第二观测控制阀;所述第二油位观测管与所述三通管件之间还设有第三观测控制阀。
通过增设所述第一观测控制阀、第二观测控制阀或第三观测控制阀,能够更好地对接通、截断油管与变压器内部变压器油的联系进行控制,便于检修操作。
附图说明
图1为本发明实施例提供的油浸式变压器附件负压检修方法的流程图;
图2为本发明实施例实施过程中油枕油位高度、宽度变化的横截圆面示意图;
图3为本发明实施例实施过程中油枕油位横截面积变化示意图;
图4为本发明实施例提供的负压产生单元示意图;
图5为本发明实施例提供的变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元示意图;
图6为本发明实施例提供的油枕油位检测单元示意图;
图7为本发明实施例提供的浸式变压器附件负压检修装置与变压器的连接示意图;
附图标记说明:1、负压产生单元;11、真空泵;12、保持阀门;13、三通管件;14、补气阀门;15、真空表;16、第一管道接头;2、变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元;21、第一油位观测管;22、第一观测控制阀;23、第二管道接头;3、油枕油位检测单元;31、第二油位观测管;32、第二观测控制阀;33、第三观测控制阀;34、第三管道接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通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。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本案的研发人员经过仔细研究后发现,申请号为201810180213.5的专利方案的局限性在于:套管升高座作为位于变压器油箱顶部的附件,为便于排气,每个套管升高座最高位置都设有排气管道以将气体汇集通向气体继电器,实际上套管升高座顶部与油枕与本体间的油管是互相连通的;通过反复实验证实,正是由于这种结构导致检修人员难以运用申请号为201810180213.5的专利方案,即通过对油枕抽真空,在套管升高座产生一个比其排气管更低的油气平衡压力区;套管升高座上的大部分检修工作如CT二次接线盒密封处理、非垂直安装的套管法兰密封圈更换等,都难以使用该平衡压力检修方案,且本领域的技术人员无法就该技术问题直接在现有技术和公知常识的基础上提出有意义的解决方案。
为了解决现有技术的局限性,本实施例提供了一种技术方案,下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
请参考图1,一种油浸式变压器附件负压检修方法,包括以下步骤:
S01,对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕;
S02,监测变压器油箱中油压与大气压相等的油位,当变压器油箱中油压与大气压相等的油位高度到达待检修附件安装口时,暂停抽气并保持油枕压力,将此时油枕中的油位高度以及油面宽度分别作为记录高度以及记录宽度;
S03,根据所述记录高度以及记录宽度,获取此时继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度;
S04,继续对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕,在油枕的油位高度超过所述目标高度后,停止抽气,关闭变压器油箱瓦斯两侧管道阀门;
S05,解除变压器油箱内的负压,核实油箱内变压器油低于检修位置后,开始检修;
S06,检修完毕后,解除油枕的负压,打开瓦斯两侧阀门,让变压器油回流至变压器油箱内,静置、排气后恢复现场结束检修。
相较于现有技术,本申请提供的油浸式变压器附件负压检修方法通过对油枕胶囊抽气产生负压,使变压器油箱及散热器凹陷变形、容积减少,从而将变压器油箱中的变压器油挤压至油枕;本申请从变压器附件检修处形成与大气平衡的变压器油压对应的油枕油位,直至油枕内油量增加的容积略大于检修本身需要排出的油量时停止抽气,并关闭主变本体瓦斯两侧管道阀门,完成检修所需排出变压器油的内部转移,从而实现了不需要对外排油的方式进行变压器油箱顶部附件检修和渗漏油处理,避免变压器排油带来的附加工作、变压器油受到污染的风险,从而减少工作量,缩短施工时间,提高效率。
本实施例提供的方案还能够更加有效处理涉及套管升高座上的检修工作,如CT二次接线盒密封处理、非垂直安装的套管法兰密封圈更换等,具有更加广泛的适用性;并且不受检修附件放置方向的限制,能够很好地应对处于检修附件侧装或者向下安装的情况。
具体的,以某变压器厂110kV 50MVA的自冷变压器为例,其设有20组PC2200-24/460散热器,即每组散热片由24片高2200mm,宽460mm的薄铁片构成,全部散热器总的散热面积达20*24*2.2*0.46=485.76mm2;以薄铁片构成的散热片会在内外压力差的作用之下发生变形,而散热器的内部容积也会随之而发生改变:例如,若上述薄铁片变形1mm,侧散热器的容积将变化485.76L。现有技术中采用排油泵进行排油的过程中便需要考虑上述细节,其排出的变压器油实际包括两部分,第一部分变压器油是在检修位置以上各连管、位置的变压器油(不含油瓦斯蝶阀至油枕的变压器油);第二部分变压器油,则是排油操作导致散热器因内部油压力减少、散热片变形、容积减少而必然被额外排出的变压器油。
而本实施例的方案调整了思维角度,将上述细节转化为一种可以利用的特点,通过改变散热器的受压(内侧油压力),从而改变其容积,以此最终实现变压器油的内部转移。在上述步骤执行过程中,在变压器油箱油压与大气压强相等的变压器油箱油位下降至检修位置时,油枕内增加的变压器油即上述的第二部分变压器油;此后继续抽负压,散热器容积继续减少,油枕内的油量继续增加直至继续增加的油量大于上述的第一部分变压器油;这时关闭瓦斯两侧蝶阀,打开升高座排气阀或其它合适位置的排气塞解除变压器油箱内的负压,使散热器容积增大,就能够容纳上述的第一部分变压器油,从而可以对待检修附件开展检修工作。
请参阅图2,在一种可选的实施例中,在步骤S03中,按以下公式获取所述油位高度变化值:
其中,h1表示所述记录高度,h△表示所述油位高度变化值;S1表示油枕中变压器油在油量处于所述记录高度时垂直于油枕长度的横截面积,k1表示所述记录宽度,S2、k2分别表示油枕中变压器油在油量处于所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积及油面宽度,S△表示油枕中变压器油从油量处于所述记录高度提升到所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积变化值;v表示所述检修预估需要排出变压油的油量,c表示油枕长度,r表示油枕横截圆面的半径。
在另外一种可选的实施例中,在步骤S03中,按以下公式获取所述油位高度变化值:
其中,h△表示所述油位高度变化值,v表示所述检修预估需要排出变压油的油量,c表示油枕长度,k1表示所述记录宽度。
具体的,实际工程操作中,由于变压器停电后油枕实际油位处于稍低于中间位置,而且检修过程中油枕油位升高高度不大,因此可将油枕中变压器油从油量处于所述记录高度提升到所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面,近似看作为矩形,即可根据需要排出变压器油容量,对目标油位的工程公式简化为上述表示。
进一步的,所述检修预估需要排出变压油的油量v按以下公式获取:
v=v1+v2;
其中,v1表示主变各升高座高于检修位置的变压器油量,v2表示顶部高于检修位置各连管的变压器油量。
请参阅图4至6,一种实现前述油浸式变压器附件负压检修方法的油浸式变压器附件负压检修装置,包括:负压产生单元1、变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元2以及油枕油位检测单元3;其中,
所述负压产生单元1包括真空泵11、保持阀门12、三通管件13以及第一管道接头16;所述保持阀门12两端分别通过连管连接所述真空泵11与所述三通管件13;所述三通管件13连接所述第一管道接头16;所述第一管道接头16用于连接油枕的吸湿器连管;
所述变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元2包括第一油位观测管21以及第二管道接头23;所述第一油位观测管21一端连接所述第二管道接头23,另一端与大气相通;所述第二管道接头23用于连接变压器底部排油阀;
所述油枕油位检测单元3包括第二油位观测管31以及第三管道接头34;所述第二油位观测管31一端连接所述第三管道接头34,另一端连接所述三通管件13;在使用时所述第二油位观测管31最高位与油枕顶部齐平;所述第三管道接头34用于连接油枕的排注油管。
相较于现有技术,本申请提供的油浸式变压器附件负压检修装置结构简单,容易操作,不仅在于实现前述油浸式变压器附件负压检修方法,而且在使用过程前,只需要用变压器油清洁油位检测单元和其连接的阀门,变压器油损耗很少,能够大幅减少变压器油的损耗,减少变压器的检修成本。
具体的,所述油浸式变压器附件负压检修装置与变压器的连接如图7所示;所述负压产生单元1的所述第一管道接头16连接油枕的吸湿器连管,所述变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元2的所述第二管道接头23连接变压器底部排油阀;所述油枕油位检测单元3的所述第三管道接头34连接油枕的排注油管。
作为一种可选的实施例,所述真空泵11可为小型充气泵,便于携带,其电源方式可以是蓄电池(超级电容)、交流电源或车充供电。
作为一种可选的实施例,所述变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元2及所述油枕油位检测单元3可用透明软管、透明玻璃管等各种透明细管或组合,或其它能够准确测量油气平衡位置的设备予以实现。
在一种优选方案中,所述负压产生单元1还包括真空表15;所述真空表15设于所述三通管件13与所述保持阀门之间12。
通过增设所述真空表15,可在操作过程中,监测油枕胶囊的负压值,并且可以根据预设真空值停止真空泵11,再进行人工的微调,使抽排过程更加稳定精细、可控。
作为一种可选的实施例,所述真空表15可以是独立配置,亦可以由所述真空泵11自带,所述真空表15还可具备达到指定真空度自动停泵的功能。
在一种优选方案中,所述负压产生单元1还包括补气阀门14;所述补气阀门14设于所述三通管件13与所述保持阀门12之间。
通过增设所述补气阀门14,可在当真空泵11抽气使油枕胶囊气体压力过低时,根据实际情况补充回空气或氮气等气体,以此调整油枕胶囊的负压。
进一步的,所述第一油位观测管21以及第二油位观测管31为透明软管或透明玻璃管及其组合。
在一种优选方案中,所述第一油位观测管21与所述第二管道接头23之间还设有第一观测控制阀22。
在一种优选方案中,所述第三管道接头34与所述第二油位观测管31之间还设有第二观测控制阀32;所述第二油位观测管31与所述三通管件13之间还设有第三观测控制阀33。
通过增设所述第一观测控制阀22、第二观测控制阀32或第三观测控制阀33,能够更好地对接通、截断油管与变压器内部变压器油的联系进行控制,便于检修操作。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油浸式变压器附件负压检修方法,其特征在于,包括以下步骤:
对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕;
监测变压器油箱中油压与大气压相等的油位,当变压器油箱中油压与大气压相等的油位高度到达待检修附件安装口时,暂停抽气并保持油枕压力,将此时油枕中的油位高度以及油面宽度分别作为记录高度以及记录宽度;
根据所述记录高度以及记录宽度,获取此时继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度;
继续对油枕胶囊进行抽气产生负压,使变压器油箱中的变压器油流向油枕,在油枕的油位高度超过所述目标高度后,停止抽气,关闭变压器油箱瓦斯两侧管道阀门;
解除变压器油箱内的负压,核实油箱内变压器油低于检修位置后,开始检修;
检修完毕后,解除油枕的负压,打开瓦斯两侧阀门,让变压器油回流至变压器油箱内,静置、排气后恢复现场结束检修。
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器附件负压检修方法,其特征在于,在根据所述记录高度以及记录宽度,获取继续将检修预估需要排出变压油的油量转移至油枕后,油枕的油位高度变化值;以所述记录高度与油位高度变化值之和作为目标高度的步骤中,按以下公式获取所述油位高度变化值:
其中,h1表示所述记录高度,h△表示所述油位高度变化值;S1表示油枕中变压器油在油量处于所述记录高度时垂直于油枕长度的横截面积,k1表示所述记录宽度,S2、k2分别表示油枕中变压器油在油量处于所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积及油面宽度,S△表示油枕中变压器油从油量处于所述记录高度提升到所述目标高度时垂直于油枕长度的横截面积变化值;v表示所述检修预估需要排出变压油的油量,c表示油枕长度,r表示油枕横截圆面的半径。
4.根据权利要求2或3所述的油浸式变压器附件负压检修方法,其特征在于,所述检修预估需要排出变压油的油量v按以下公式获取:
v=v1+v2;
其中,v1表示主变各升高座高于检修位置的变压器油量,v2表示顶部高于检修位置各连管的变压器油量。
5.一种实现如权利要求1至4所述油浸式变压器附件负压检修方法的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,包括:负压产生单元(1)、变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元(2)以及油枕油位检测单元(3);其中,
所述负压产生单元(1)包括真空泵(11)、保持阀门(12)、三通管件(13)以及第一管道接头(16);所述保持阀门(12)两端分别通过连管连接所述真空泵(11)与所述三通管件(13);所述三通管件(13)连接所述第一管道接头(16);所述第一管道接头(16)用于连接油枕的吸湿器连管;
所述变压器油箱中油压与大气压相等的油位监测单元(2)包括第一油位观测管(21)以及第二管道接头(23);所述第一油位观测管(21)一端连接所述第二管道接头(23),另一端与大气相通;所述第二管道接头(23)用于连接变压器底部排油阀;
所述油枕油位检测单元(3)包括第二油位观测管(31)以及第三管道接头(34);所述第二油位观测管(31)一端连接所述第三管道接头(34),另一端连接所述三通管件(13);在使用时所述第二油位观测管(31)最高位与油枕顶部齐平;所述第三管道接头(34)用于连接油枕的排注油管。
6.根据权利要求5所述的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,所述负压产生单元(1)还包括真空表(15);所述真空表(15)设于所述三通管件(13)与所述保持阀门之间(12)。
7.根据权利要求5所述的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,所述负压产生单元(1)还包括补气阀门(14);所述补气阀门(14)设于所述三通管件(13)与所述保持阀门(12)之间。
8.根据权利要求5所述的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,所述第一油位观测管(21)以及第二油位观测管(31)为透明软管或透明玻璃管及其组合。
9.根据权利要求5所述的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,所述第一油位观测管(21)与所述第二管道接头(23)之间还设有第一观测控制阀(22)。
10.根据权利要求5所述的油浸式变压器附件负压检修装置,其特征在于,所述第三管道接头(34)与所述第二油位观测管(31)之间还设有第二观测控制阀(32);所述第二油位观测管(31)与所述三通管件(13)之间还设有第三观测控制阀(33)。
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