CN113130192A - 油浸式变压器及其油压油位一体化监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开提供一种油浸式变压器及其油压油位一体化监测方法，通过对变压器油箱内油压变化的监测，进而转化为油位的变化，操作人员则可通过主控制器观察到油压及油位的具体变化数据，这不仅使得变压器在工作过程中的安全性有所提高，更能提高测量的精确度，从而提高操作人员的工作效率。本产品在设计出厂时可设定油压及油位的安全阈值。当油压及油位超过或低于预定的阈值时，则传感器将发出油压或油位异常的警告，此时操作人员将能及时对变压器油箱进行排放气或注放油，从而确保设备的安全运转。

Description

油浸式变压器及其油压油位一体化监测方法
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种油浸式变压器及其油压油位一体化监测方法。
背景技术
油浸式变压器的油压及油位是其安全运行的重要参数，当油压及油位出现异常的变化时，及时采用相应措施可避免事故发生。在传统监测方法中，是当油压过大或过小时，通常都将造成油位的监测异常，同时还存在严重的安全隐患。当油位太低时，会使变压器内的绕组线圈、铁芯与空气相接触，从而出现液体电解质被击穿和固体绝缘子表面放电即闪络现象。目前对油浸式变压器进行监测时只能监测出其中一个，不能够同时准确的将二者监测出来，从而加大了工作人员的工作量和成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种油浸式变压器及其油压油位一体化监测方法，以对油浸式变压器的油压油位进行一体化监测，从而一体化观测变压器内油位及油压的变化，提高操作人员的工作效率。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种油浸式变压器，包括变压器油箱，所述变压器油箱上设置有蒸汽阀、空气阀，其还包括一个竖直设置的玻璃油标管，所述玻璃油标管的底部与所述变压器油箱的内腔底部连通；所述玻璃油标管的顶部封堵有螺纹玻璃塞；所述玻璃油标管底部设置有液压压力传感器，所述液压压力传感器与所述变压器油箱的内腔底部等高；所述变压器油箱与主控制器连接，所述主控制器与所述蒸汽阀、空气阀连接。
优选地，所述油浸式变压器包括设置于所述玻璃油标管内的带标记的软钢丝，所述带标记的软钢丝的上端与所述螺纹玻璃塞连接，所述带标记的软钢丝的与所述液压压力传感器连接。
优选地，所述螺纹玻璃塞外还罩设有保护壳。
本发明的油浸式变压器的油压油位一体化监测方法，包括步骤：
S1)液压压力传感器实时监测变压器油箱内的油压监测值，并将油压监测值传送至主控制器；
S2)按照所述蒸汽阀及空气阀的不同开闭状态，主控制器根据油压监测值区别计算所述变压器油箱内的液压油的真实油压和油位高度。
优选地，主控制器根据油压监测值计算所述变压器油箱内的液压油的真实油压时，若所述蒸汽阀及空气阀均为关闭状态，则取真实油压P液＝F/S，油位高度h＝F/Sρ液g；若所述蒸汽阀及空气阀中的一者或两者为打开状态，则取真实油压P液＝F/S-P空，油位高度h＝(F/S-P空)/ρ液g；其中，F为传感器所测得的油压监测值，S为玻璃油标管横截面积，ρ液为油液密度，g为重力加速度，P空为大气压力。
本发明公开通过采用一体化传感器监测的方法，解决了现有技术中监测油位、油压时，只能监测出其中一个，不能够同时准确的将二者监测出来，从而加大了工作人员的工作量和成本的同时还大大降低了工作效率等问题。与传统监测相比本发明的优势如下：
1、由于本发明公开集油压油位监测于一体，在工作效率、可操作性、通用性等方面较传统的单一监测具有明显的优势。
2、由于本发明公开在监测过程中还能实时传输出具体的数据，对异常油压油位及时警告，故而相对于传统监测而言本发明具有更好的稳定性、安全性及准确度。
3、由于使用工业塑料做螺纹玻璃塞的保护壳，经处理过的软钢丝做连接绳，故相比传统工艺本发明具有更好轻便性、抗腐蚀性和耐用性等。
附图说明
图1是本发明的油浸式变压器的结构示意图；
图2是本发明的油压油位一体化监测方法的流程图；
附图标记说明：1、变压器油箱；2、放油螺栓；3、蒸汽阀；4、空气阀；5、注油口；6、保护壳；7、螺纹玻璃塞；8、玻璃油标管；9、软钢丝；10、液压压力传感器；11、高压绝缘子；12、低压绝缘子；
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1至图2。本发明的油浸式变压器，包括变压器油箱1。变压器油箱1上设置有蒸汽阀3、空气阀4，以及一个竖直设置的玻璃油标管8。玻璃油标管8的底部与变压器油箱1的内腔底部连通。玻璃油标管8的顶部封堵有螺纹玻璃塞7。玻璃油标管8底部设置有液压压力传感器10。液压压力传感器10与变压器油箱1的内腔底部等高。变压器油箱1与主控制器连接。主控制器与蒸汽阀3、空气阀4连接。变压器油箱1上设置有高压绝缘子11、低压绝缘子12和注油口5。变压器油箱1底部还设置有放油螺栓2。
其中，玻璃油标管8与变压器油箱1相连，二者组成连通容器。传感器10与玻璃油标管8的螺纹玻璃塞7通过一根带标记(例如刻度标记)的软钢丝9悬吊在玻璃油标管8底部，当变压器油箱1的油位发生变化时，通过玻璃油标管8底部的液体压力传感器监测出油压的变化，从而转化成具体的油位和油压值。
本发明相应的油压油位一体化监测方法，包括步骤：
S1)液压压力传感器10实时监测变压器油箱1内的油压监测值，并将油压监测值的信号传递至主控制器。
S2)按照蒸汽阀3及空气阀4的不同开闭状态，主控制器根据油压监测值区别计算变压器油箱1内的液压油的真实油压P液和油位高度h。
其中，由于本发明为实时监测，因此上述计算具体分以下两种情况：
第一种情况：当进排气阀都关闭时即油箱处于关闭状态时，此时传感器测得的压力为内部的实际压力，从而得到相应的油位。
P液＝F/S；
P液＝ρ液gh；
h＝F/Sρ液g；
第二种情况：当进排气阀有一个开启时，即油箱同大气压相连时，此时传感器测出的油压并非真实油压，由于玻璃油标管与变压器油箱相连二者压强相同，故传感器所测出玻璃油标管的压强就是油箱中液体压强与大气压强之和，且关系如下：
P液＝F/S-P空
P液＝ρ液gh
h＝(F/S-P空)/ρ液g
其中，P液为真实油压的真空油压，h为油位高度，F为传感器所测的压力，S为玻璃油标管横截面积，h为油位高度，ρ液为油液密度，g为重力加速度，P空为大气压力。
因此，本发明从而通过传感器测出油压，进而推导出油位的具体值，最终实现了对油压及油位的实时一体化监测。
其中，玻璃油标管的顶部采用螺纹接口的玻璃塞7。玻璃塞7外罩设有工业塑料制的保护外壳6。带标记的软钢丝9采用退火状态下直径为1mm的钢丝，表面采用淬火回火热处理，软钢丝9上可设置最低油位标记和最高油位标记，不仅便于传感器的安装和维修(可通过软钢丝9提起取出)，还能供操作人员观察变压器油箱内的大致油位。放油螺栓2为国标M14螺栓。蒸汽阀门3最好好防腐、防锈、防轻击等特点，随着变压器运行时变压器油箱内部温度升高，部分变压器油发生气化后导致油箱内压强升高，当压强达到一定值时蒸汽阀门将会打开，使其油箱内的压强恢复到大气压。当变压器油箱中油位降低时，油箱空间随之增大，此时箱内压强降低了，当压强低于一定时空气阀门4会打开向油箱内输送空气，待油箱内空气与外界的空气压强平衡时为止。
本发明公开在设计过程中采用了可安装在变压器油箱的玻璃油标管上的基于一种油浸式变压器油压油位一体化监测方法，通过液体压力传感器实现了对变压器内油压进行实时的监测，并且转化为变压器油箱的油位，并传递给主控制器。主控制器则在油压及油位高度的异常(超出阈值)时分别发出异常警告。本产品在设计出厂时会设定油压及油位的安全阈值。此时操作人员将能及时对变压器油箱进行排放气或注放油，从而确保设备的安全运转。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种油浸式变压器，包括变压器油箱(1)，所述变压器油箱(1)上设置有蒸汽阀(3)、空气阀(4)，其特征在于，还包括一个竖直设置的玻璃油标管(8)，所述玻璃油标管(8)的底部与所述变压器油箱(1)的内腔底部连通；所述玻璃油标管(8)的顶部封堵有螺纹玻璃塞(7)；所述玻璃油标管(8)底部设置有液压压力传感器(10)，所述液压压力传感器(10)与所述变压器油箱(1)的内腔底部等高；所述变压器油箱(1)与主控制器连接，所述主控制器与所述蒸汽阀(3)、空气阀(4)连接。
2.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油浸式变压器包括设置于所述玻璃油标管(8)内的带标记的软钢丝(9)，所述带标记的软钢丝(9)的上端与所述螺纹玻璃塞(7)连接，所述带标记的软钢丝(9)的与所述液压压力传感器(10)连接。
3.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述螺纹玻璃塞(7)外还罩设有保护壳(6)。
4.如权利要求1至3中的任一项所述油浸式变压器的油压油位一体化监测方法，其特征在于，包括步骤：
S1)液压压力传感器(10)实时监测变压器油箱(1)内的油压监测值，并将油压监测值传送至主控制器；
S2)按照所述蒸汽阀(3)及空气阀(4)的不同开闭状态，主控制器根据油压监测值区别计算所述变压器油箱(1)内的液压油的真实油压和油位高度。
5.如权利要求4所述的油浸式变压器的油压油位一体化监测方法，其特征在于，主控制器根据油压监测值计算所述变压器油箱(1)内的液压油的真实油压时，若所述蒸汽阀(3)及空气阀(4)均为关闭状态，则取真实油压P液＝F/S，油位高度h＝F/Sρ液g；若所述蒸汽阀(3)及空气阀(4)中的一者或两者为打开状态，则取真实油压P液＝F/S-P空，油位高度h＝(F/S-P空)/ρ液g；其中，F为传感器所测得的油压监测值，S为玻璃油标管横截面积，ρ液为油液密度，g为重力加速度，P空为大气压力。
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