CN112378719A - 变压器标准油样配置装置及其配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变压器标准油样配置装置及其配置方法，包括储油罐、气缸、气泵和油泵；储油罐上设有连通至储油罐内部的进油通道、排油通道、内部油循环通道和气体循环通道；气缸的缸体上连通设置有气缸注气通道；储油罐上设有加热组件；进油通道经由所述油泵；内部油循环通道一端连通至储油罐上部，经由所述气缸和油泵后，另一端连通至储油罐下部；气泵位于所述气体循环通道上，气体循环通道的进气口和出气口分别连通至储油罐的上部和下部；气缸注气通道的进气口上连接有第一空气压缩机，出气口连通至气缸缸体内。进油通道、排油通道、内部油循环通道、气体循环通道、气缸注气通道上皆设有至少一个阀门。利用本发明可实现变压器标准油样的高效配置。

Description

变压器标准油样配置装置及其配置方法

技术领域

本发明涉及变压器标准油样配置技术领域，特别是一种适用于配置大容量变压器标准油样配置装置及其配置方法。

背景技术

变压器是电力系统中最重要的设备之一，对其运行状况必须全面掌握，保证它们的可靠运行，对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。总结数十年的经验表明，油中溶解气体分析（DGA）是业内公认的预防充油电气设备故障最为有效的方法之一。我国电力行业标准DL/T 596—2005《电力设备预防性试验规程》，把气相色谱分析列为所有试验项目的首位。

常规的实验室色谱分析判断故障的可靠性高，数据更加准确，但该方法存在作业程序复杂、时效性相对较差、检测周期长等问题，不利于及时发现潜伏性故障和有效地跟踪潜伏性故障的发展趋势，无法充分发挥油中溶解气体分析法的有效性和优点，因此使用变压器油中溶解气体在线监测装置可实现对变压器内绝缘油中溶解气体进行实时监测，避免取油样到实验室分析，时效性更高，减少人员的操作误差。

随着国内智能变电站建设工作的不断发展，越来越多的变压器油中溶解气体在线监测装置在状态检修工作中得到广泛应用。通过总结分析近年在线监测装置实际应用情况来看，受环境因素及装置稳定性的影响，变压器油中溶解气体在线监测装置发生精度漂移，甚至因测量不准确而出现漏报、误报等情况。因此，有必要对新购置的装置进行质量把关，还需要定期对现场装置进行校验，以保障监测数据准确稳定可靠。因此开展变压器油中溶解气体在线监测装置检验和标定工作都非常有必要，而开展这项工作的关键就是标准油样的配制。

目前，国内关于变压器油标准油样配制方法的研究较少，常见的配制方法是采用传统方法手动或仪器配制油样。传统的变压器油标准油样配制装置，往往采用自然溶解的方式进行操作，这种方式耗时长，效率低，严重制约着变压器油的配制时效；并且传统的标准油样配制装置还存在着混合不均匀，气体溶入油中的量相对较少，配制油样的准确性较差，一次配制的油样量和浓度范围也很有限等问题。对于要求油中气体浓度非常精确的校验工作来说，无法达到预期的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器标准油样配置装置及其配置方法，可适用于变压器标准油样的配置，实现变压器标准油样的高效配置。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种变压器标准油样配置装置，包括储油罐、气缸、气泵和油泵；

所述储油罐上设有连通至储油罐内部的进油通道、排油通道、内部油循环通道和气体循环通道；所述气缸的缸体上连通设置有气缸注气通道；

储油罐上设有加热组件；进油通道和排油通道上分别设有至少一个阀门，进油通道经由所述油泵；

所述内部油循环通道一端连通至储油罐上部，经由所述气缸和油泵后，另一端连通至储油罐下部，内部油循环通道上设有至少一个阀门；

所述气泵位于所述气体循环通道上，气体循环通道的进气口和出气口分别连通至储油罐的上部和下部，气体循环通道上设有至少一个阀门；

所述气缸注气通道上设有至少一个阀门，进气口上连接有第一空气压缩机，出气口连通至气缸缸体内。

本发明的变压器标准油样配置装置在应用时，可通过加热组件对储油罐内的混合油样进行加热，同时通过油样循环和气体循环加速油样的混合均匀，能够适应大容量油样的配置，提高配置效率。

可选的，所述加热组件包括伴热带和保温层，伴热带缠绕于储油罐的外表面上，保温层包裹于伴热带的外周。可使得储油罐内的温度更加均衡，油样溶解混合更均匀。

可选的，变压器标准油样配置装置还包括储油罐进气通道，储油罐进气通道的进气口上设有第二空气压缩机，储油罐进气通道经一排油吹扫阀门后连通至进油通道。

可选的，所述气缸注气通道上还设有压力传感器，并连通有调压通道，所述调压通道一端连接在气缸注气通道的阀门与出气口之间，另一端上设有排气调压阀门。

可选的，变压器标准油样配置装置还包括外部油循环通道，所述外部油循环通道包括一端连通储油罐上部的上部油路和一端连通储油罐下部的下部油路，其中至少一个油路经由所述油泵，两油路的另一端上分别设有阀门。

可选的，储油罐上部和下部分别设有3个连通接口，气缸的缸体上设有至少2个连通接口，活塞杆采用贯通式活塞杆，活塞杆的外置端设有1个连通接口；所述进油通道包括上部气路和下部油路，下部油路经由所述油泵；

储油罐的上部第一连通接口连接进油通道的上部气路和气体循环通道，进油通道上部气路的通气口和管路中部分别设置第一阀门和第十三阀门，所述储油罐进气通道连接在第一阀门和第十三阀门之间；储油罐的上部第二连通接口连接外部油循环通道的上部油路；储油罐上部第三连通接口连接内部油循环通道，内部油循环通道自储油罐上部第三连通接口起，经由气缸缸体第一连通接口、活塞杆连通接口后，连通至油泵，进而经由一第十六阀门后，连接至储油罐下部第二连通接口；

储油罐下部第一连通接口连接排油通道和进油通道下部油路，排油通道的出油口和中部分别设有第四阀门和第七阀门，进油通道下部油路经进油口的第三阀门、油泵和第七阀门后连接至储油罐下部第一连通接口；储油罐下部第三连通接口连接气体循环通道，气泵两侧的气体循环通道管路上分别设置至少一个阀门；

第一空气压缩机经第二阀门连通至气缸缸体的第二连通接口。

可选的，所述气体循环通道与所述进油通道的上部气路复用第十三阀门所在的管路，连通至储油罐的上部第一连通接口；

所述内部油循环通道、外部油循环通道以及进油通道的下部油路，三者复用油泵所在的管路，皆与第四阀门和第七阀门之间的排油通道管路相通；

所述外部油循环通道下部油路连接储油罐一端的对端设有第六阀门，外部油循环通道与内部油循环通道复用油泵所在的管路连接至第六阀门，同时与排油通道复用第七阀门所在的管路连接至储油罐下部第一连通接口；

第六阀门与第十六阀门所在的管路相连通。

以上方案通过管路复用能够实现整个装置的外部管路简化，通过合理控制各阀门的开断组合即可实现所需通道的导通或关闭，从而实现进油、进气、排油、油循环等操作。

可选的，气体循环通道上，第十三阀门与气泵之间的管路上设有第五阀门，气泵与储油罐下部第三连通接口之间的管路上设有第十阀门；外部油循环通道的上部油路连接储油罐一端的对端设有第八阀门；内部油循环通道上，储油罐上部第三连通接口与气缸缸体第一连通接口之间的管路上设有第十七阀门，气缸活塞杆连通接口与油泵之间的管路上设有第九阀门。

第二方面，本发明提供一种基于第一方面所述变压器标准油样配置装置的油样配置方法，包括步骤：

控制第二空气压缩机运行，排油吹扫阀门、第十三阀门、第七阀门、第四阀门打开，以对储油罐进行残油排空和吹扫；

维持第二空气压缩机运行，保持排油吹扫阀门、第十三阀门、第四阀门打开，关闭第七阀门，并打开第十七阀门、第九阀门，以对气缸进行残油排空和吹扫；

控制油泵运行，第三阀门、第七阀门、第十三阀门、第一阀门打开，关闭第四阀门，以向储油罐内注油；

控制第一空气压缩机运行，第二阀门打开，以向气缸注气；

控制伴热带对储油罐进行加热；

控制内部油循环通道上的阀门打开，以使得油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动；

控制气泵运行以及气循环通道上的阀门打开，以使得气体在气循环通道与储油罐之间循环流动。

可选的，油样配置方法还包括：检测储油罐内的油样，根据检测结果和预设的油样参考数据进行再次注油，以实现补油，并在补油后重新控制油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动，然后控制外部油循环通道上的阀门打开，使得油样在外部油循环通道与储油罐之间流动；

在油样检测结果负荷预设油样参考数据时，停止油样配置。

可选的，方法还包括：通过关闭第二阀门，打开第十四阀门，调节内部油循环通道内的压力，在压力回复至常压后，关闭第十四阀门。

具体的，在进行标准油样配置时，可采用定量标准气体法，根据系统内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度等参数，计算要配制所需浓度的标准油样需充入标准气体的量，然后通入相应体积标准气体，通过加热、系统油、气循环等使气体快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样。此外可根据实际需求设计大容量储油罐，从而在短时间内完成标准油样的制备工作，进一步提高标准油样配制效率。

有益效果

本发明的变压器标准油样配置装置能够适用于各种浓度标准油样的配制，可以通过对储罐内的油加压、加热，达到快速、大量的制备变压器油标准油样的效果，以便于节省标准油样配制时间，提高配制标准油样质量；通过油循环、气循环能够快速、高效的让标准气体与空白变压器油充分混合；并且在密闭环境下进行油气混合，能够有效防止空气中的气体对调试、校验工作产生影响；此外在恒温50℃的条件下，其重复性和再现性均可达到调试、校验工作的要求。

附图说明

图1所示为本发明变压器标准油样配置装置的一种实施例结构示意图；

图2所示为本发明油样配置方法的一种实施例流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

本实施例介绍变压器标准油样配置装置。

参考图1所示，本发明的变压器标准油样配置装置，包括储油罐、气缸、气泵和油泵；

储油罐上设有连通至储油罐内部的进油通道01、排油通道、内部油循环通道02和气体循环通道03；所述气缸的缸体上连通设置有气缸注气通道；

储油罐上设有加热组件；进油通道和排油通道上分别设有至少一个阀门，进油通道经由所述油泵；

内部油循环通道02一端连通至储油罐上部，经由所述气缸和油泵后，另一端连通至储油罐下部，内部油循环通道上设有至少一个阀门；

气泵位于气体循环通道03上，气体循环通道的进气口和出气口分别连通至储油罐的上部和下部，气体循环通道上设有至少一个阀门；

所述气缸注气通道上设有至少一个阀门，进气口上连接有第一空气压缩机，出气口连通至气缸缸体内。

本发明的变压器标准油样配置装置在应用时，可通过加热组件对储油罐内的混合油样进行加热，同时通过油样循环和气体循环加速油样的混合均匀，能够适应大容量油样的配置，提高配置效率。

如图1所示的实施例，本发明在具体实施时还可进行以下设置以进一步优化装置。

加热组件包括伴热带和保温层，伴热带缠绕于储油罐的外表面上，保温层包裹于伴热带的外周。可使得储油罐内的温度更加均衡，油样溶解混合更均匀。

变压器标准油样配置装置还包括储油罐进气通道，储油罐进气通道的进气口上设有第二空气压缩机，储油罐进气通道经一排油吹扫阀门V-15后连通至进油通道。

气缸注气通道上还设有压力传感器，并连通有调压通道，所述调压通道一端连接在气缸注气通道的阀门与出气口之间，另一端上设有排气调压阀门V-14。

变压器标准油样配置装置还包括外部油循环通道04，外部油循环通道包括一端连通储油罐上部的上部油路和一端连通储油罐下部的下部油路，其中至少一个油路经由所述油泵，两油路的另一端上分别设有阀门，用于连接外部设备如管路或具有储油功能的设备或其他设备，以在两阀门之间形成外循环通路的一部分通路。

为了更好的优化装置结构，简化管路，本实施例采用了管路复用技术，如图1所示，储油罐上部和下部分别设有3个连通接口，气缸的缸体上设有至少2个连通接口，活塞杆采用贯通式活塞杆，活塞杆的外置端设有1个连通接口。

储油罐的进油通道包括上部气路和下部油路，下部油路经由油泵。

储油罐的上部第一连通接口连接进油通道的上部气路和气体循环通道，进油通道上部气路的通气口和管路中部分别设置第一阀门V-1和第十三阀门V-13，储油罐进气通道连接在V-1和V-13之间；储油罐的上部第二连通接口连接外部油循环通道的上部油路；储油罐上部第三连通接口连接内部油循环通道，内部油循环通道自储油罐上部第三连通接口起，经由气缸缸体第一连通接口、活塞杆连通接口后，连通至油泵，进而经由一第十六阀门V-16后，连接至储油罐下部第二连通接口；储油罐下部第一连通接口连接排油通道和进油通道下部油路；储油罐下部第三连通接口连接气体循环通道，气泵两侧的气体循环通道管路上分别设置至少一个阀门。

气体循环通道上，第十三阀门V-13与气泵之间的管路上设有第五阀门V-5，气泵与储油罐下部第三连通接口之间的管路上设有第十阀门V-10；外部油循环通道的上部油路连接储油罐一端的对端设有第八阀门V-8；内部油循环通道上，储油罐上部第三连通接口与气缸缸体第一连通接口之间的管路上设有第十七阀门V-17，气缸活塞杆连通接口与油泵之间的管路上设有第九阀门V-9。

本实施例管路复用具体体现为：

进油通道的上部气路路径为储油罐—V-13—V-1，下部油路路径为V-3—油泵—V-7—储油罐下部第一连通接口；通过控制油泵运行，进油通道上的各阀门打开即可实现储油罐进油。排油通道复用进油通道下部油路中的阀门V-7所在管路，连通至出口阀门V-4，储油罐油排空吹扫路径为第二空气压缩机—V-15—V-13—储油罐上部第一连通接口—储油罐下部第一连通接口—V-7—V-4；

第一空气压缩机经第二阀门V-2连通至气缸缸体的第二连通接口，可用于为气缸注气，同时还能够通过复用内部油循环通道的一部分，连通至排油通道及第四阀门V-4，形成气缸油排空系统；此外，路径：第二空气压缩机—V-15—V-13—储油罐上部第一连通接口—储油罐上部第三连通接口—V-17—气缸缸体第一连通接口—气缸活塞杆连通接口—V-9—V-4，能够形成气缸油排空、吹扫通道；

气体循环通道03与进油通道01的上部气路复用阀门V-13所在的管路，连通至储油罐的上部第一连通接口；气体循环通道路径为：储油罐上部第一连通接口—V-13—V-5—气泵—V-10—储油罐下部第三接口；

内部油循环通道、外部油循环通道以及进油通道的下部油路，三者复用油泵所在的管路，皆与阀门V-4和阀门V-7之间的排油通道管路相通；

内部油循环通道的路径为：储油罐下部第二连通接口—V-16—油泵—V-9—气缸活塞杆连通接口—气缸缸体第一连通接口—V-17—储油罐上部第三连通接口—；

外部油循环通道下部油路连接储油罐一端的对端设有第六阀门V-6，外部油循环通道与内部油循环通道复用油泵所在的管路连接至阀门V-6，同时与排油通道复用第七阀门V-7所在的管路连接至储油罐下部第一连通接口；外部油循环通道的路径为：V-8—储油罐上部第二连通接口—储油罐下部第一连通接口—V-10—油泵—V-6，同时阀门V-6与阀门V-16所在的管路相连通。

此外，气缸缸体上可设置冗余连通接口，并连接相应阀门如图1中V-11、V-12，用于其他控制功能的扩展。

以上方案通过管路复用能够实现整个装置的外部管路简化，通过合理控制各阀门的开断组合即可实现所需通道的导通或关闭，从而实现进油、进气、排油、油循环、气循环等操作。

实施例2

本实施例介绍基于实施例1中变压器标准油样配置装置的油样配置方法，参考图2所示，包括以下步骤：

控制第二空气压缩机运行，排油吹扫阀门V-15、阀门V-13、阀门V-7、阀门V-4打开，以对储油罐进行残油排空和吹扫；

维持第二空气压缩机运行，保持排油吹扫阀门V-15、第十三阀门V-13、第四阀门V-4打开，关闭第七阀门V-7，并打开阀门V-17、阀门V-9，以对气缸进行残油排空和吹扫；

控制油泵运行，阀门V-3、阀门V-7、阀门V-13、阀门V-1打开，关闭阀门V-4，以向储油罐内注油；

控制第一空气压缩机运行，阀门打开V-2，以向气缸注气；

控制伴热带对储油罐进行加热；

控制内部油循环通道上的阀门打开，以使得油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动；

控制气泵运行以及气循环通道上的阀门打开，以使得气体在气循环通道与储油罐之间循环流动。

油样配置方法还包括：检测储油罐内的油样，根据检测结果和预设的油样参考数据进行再次注油，以实现补油，并在补油后重新控制油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动，然后控制外部油循环通道上的阀门打开，使得油样在外部油循环通道与储油罐之间流动；

在油样检测结果负荷预设油样参考数据时，停止油样配置。

通过关闭阀门V-2，打开阀门V-14，调节内部油循环通道内的压力，在压力回复至常压后，关闭阀门V-14。

在进行标准油样配置时，可采用定量标准气体法，根据系统内油的体积与浓度、需要配制的标准油样浓度等参数，计算要配制所需浓度的标准油样需充入标准气体的量，然后通入相应体积标准气体，通过加热、系统油、气循环等使气体快速溶解于变压器空白油中，充分平衡后最终获得标准油样。此外可根据实际需求设计大容量储油罐，从而在短时间内完成标准油样的制备工作，进一步提高标准油样配制效率。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种变压器标准油样配置装置，其特征是，包括储油罐、气缸、气泵和油泵；

所述储油罐上设有连通至储油罐内部的进油通道、排油通道、内部油循环通道和气体循环通道；所述气缸的缸体上连通设置有气缸注气通道；

储油罐上设有加热组件；进油通道和排油通道上分别设有至少一个阀门，进油通道经由所述油泵；

所述内部油循环通道一端连通至储油罐上部，经由所述气缸和油泵后，另一端连通至储油罐下部，内部油循环通道上设有至少一个阀门；

所述气泵位于所述气体循环通道上，气体循环通道的进气口和出气口分别连通至储油罐的上部和下部，气体循环通道上设有至少一个阀门；

所述气缸注气通道上设有至少一个阀门，进气口上连接有第一空气压缩机，出气口连通至气缸缸体内。

2.根据权利要求1所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，所述加热组件包括伴热带和保温层，伴热带缠绕于储油罐的外表面上，保温层包裹于伴热带的外周。

3.根据权利要求1所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，变压器标准油样配置装置还包括储油罐进气通道，储油罐进气通道的进气口上设有第二空气压缩机，储油罐进气通道经一排油吹扫阀门后连通至进油通道。

4.根据权利要求1所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，所述气缸注气通道上还设有压力传感器，并连通有调压通道，所述调压通道一端连接在气缸注气通道的阀门与出气口之间，另一端上设有排气调压阀门。

5.根据权利要求2所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，变压器标准油样配置装置还包括外部油循环通道，所述外部油循环通道包括一端连通储油罐上部的上部油路和一端连通储油罐下部的下部油路，其中至少一个油路经由所述油泵，两油路的另一端上分别设有阀门。

6.根据权利要求5所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，储油罐上部和下部分别设有3个连通接口，气缸的缸体上设有至少2个连通接口，活塞杆采用贯通式活塞杆，活塞杆的外置端设有1个连通接口；所述进油通道包括上部气路和下部油路，下部油路经由所述油泵；

储油罐的上部第一连通接口连接进油通道的上部气路和气体循环通道，进油通道上部气路的通气口和管路中部分别设置第一阀门和第十三阀门，所述储油罐进气通道连接在第一阀门和第十三阀门之间；储油罐的上部第二连通接口连接外部油循环通道的上部油路；储油罐上部第三连通接口连接内部油循环通道，内部油循环通道自储油罐上部第三连通接口起，经由气缸缸体第一连通接口、活塞杆连通接口后，连通至油泵，进而经由一第十六阀门后，连接至储油罐下部第二连通接口；

储油罐下部第一连通接口连接排油通道和进油通道下部油路，排油通道的出油口和中部分别设有第四阀门和第七阀门，进油通道下部油路经进油口的第三阀门、油泵和第七阀门后连接至储油罐下部第一连通接口；储油罐下部第三连通接口连接气体循环通道，气泵两侧的气体循环通道管路上分别设置至少一个阀门；

第一空气压缩机经第二阀门连通至气缸缸体的第二连通接口。

7.根据权利要求6所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，所述气体循环通道与所述进油通道的上部气路复用第十三阀门所在的管路，连通至储油罐的上部第一连通接口；

所述内部油循环通道、外部油循环通道以及进油通道的下部油路，三者复用油泵所在的管路，皆与第四阀门和第七阀门之间的排油通道管路相通；

所述外部油循环通道下部油路连接储油罐一端的对端设有第六阀门，外部油循环通道与内部油循环通道复用油泵所在的管路连接至第六阀门，同时与排油通道复用第七阀门所在的管路连接至储油罐下部第一连通接口；

第六阀门与第十六阀门所在的管路相连通。

8.根据权利要求7所述的变压器标准油样配置装置，其特征是，气体循环通道上，第十三阀门与气泵之间的管路上设有第五阀门，气泵与储油罐下部第三连通接口之间的管路上设有第十阀门；外部油循环通道的上部油路连接储油罐一端的对端设有第八阀门；内部油循环通道上，储油罐上部第三连通接口与气缸缸体第一连通接口之间的管路上设有第十七阀门，气缸活塞杆连通接口与油泵之间的管路上设有第九阀门。

9.一种基于权利要求8所述所述变压器标准油样配置装置的油样配置方法，其特征是，包括步骤：

控制第二空气压缩机运行，排油吹扫阀门、第十三阀门、第七阀门、第四阀门打开，以对储油罐进行残油排空和吹扫；

维持第二空气压缩机运行，保持排油吹扫阀门、第十三阀门、第四阀门打开，关闭第七阀门，并打开第十七阀门、第九阀门，以对气缸进行残油排空和吹扫；

控制油泵运行，第三阀门、第七阀门、第十三阀门、第一阀门打开，关闭第四阀门，以向储油罐内注油；

控制第一空气压缩机运行，第二阀门打开，以向气缸注气；

控制伴热带对储油罐进行加热；

控制内部油循环通道上的阀门打开，以使得油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动；

控制气泵运行以及气循环通道上的阀门打开，以使得气体在气循环通道与储油罐之间循环流动。

10.根据权利要求9所述的油样配置方法，其特征是，还包括：检测储油罐内的油样，根据检测结果和预设的油样参考数据进行再次注油，以实现补油，并在补油后重新控制油样在内部油循环通道与储油罐之间循环流动，然后控制外部油循环通道上的阀门打开，使得油样在外部油循环通道与储油罐之间流动；

在油样检测结果负荷预设油样参考数据时，停止油样配置；

和/或，通过关闭第二阀门，打开第十四阀门，调节内部油循环通道内的压力，在压力回复至常压后，关闭第十四阀门。

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