CN113314322B - 一种油位校验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种油位校验装置及方法，该油位校验装置包括：主体，主体的顶端通过储油柜的放油管连通储油柜；多个阀门，各阀门安装在主体的不同高度位置；与多个阀门一一对应的多个压强传感器，压强传感器通过对应的阀门与主体连通，压强传感器在主体的位置高度与对应的阀门的位置高度相同，各压强传感器之间的距离相同，压强传感器用于采集储油柜放出的油的压强；控制模块，与压强传感器电连接，用于接收压强传感器采集的压强，并根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。本发明实施例提供的油位校验装置及方法，能够提高油位校验的可靠性。

Description

一种油位校验装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及油位校验技术，尤其涉及一种油位校验装置及方法。

背景技术

变电站作为对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所，是电力系统不可或缺的部分。在变电站如110kV～500kV的变电站中，主变压器主要采用油浸式结构，储油柜中的绝缘油是变压器主要的绝缘和散热介质，而为了确保主变压器安全可靠运行，工作人员在对其进行更换油位计、补油、变压器投运验收等工作时，均需对主变压器进行油位校验。

目前，现有的油位校验装置，通常是采用红外成像或连通器校验，但红外测温设备成本高，而且由于环境和角度的影响，油位校验误差很大；对于连通器校验方式，其工作过程中人为因素影响较大，一般要求主变压器停电，否则易产生设备损坏，触电和高处坠落等风险。

发明内容

本发明实施例提供一种油位校验装置及方法，以提高油位校验的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种油位校验装置，包括：

主体，主体的顶端通过储油柜的放油管连通储油柜；

多个阀门，各阀门安装在主体的不同高度位置；

与多个阀门一一对应的多个压强传感器，压强传感器通过对应的阀门与主体连通，压强传感器在主体的位置高度与对应的阀门的位置高度相同，各压强传感器之间的距离相同，压强传感器用于采集储油柜放出的油的压强；

控制模块，与压强传感器电连接，用于接收压强传感器采集的压强，并根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。

可选的，阀门包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，压强传感器包括第一压强传感器、第二压强传感器和第三压强传感器；第一压强传感器通过第一阀门与主体连通，第二压强传感器通过第二阀门与主体连通，第三压强传感器通过第三阀门与主体连通。

可选的，主体设置有第一安装位置、第二安装位置和第三安装位置，第一安装位置在主体的位置高度高于第二安装位置的位置高度，第二安装位置在主体的位置高度高于第三安装位置的位置高度；第一阀门安装于第一安装位置，第二阀门安装于第二安装位置，第三阀门安装于第三安装位置。

可选的，第一压强传感器在主体的位置高度高于第二压强传感器的位置高度，第二压强传感器在主体的位置高度高于第三压强传感器的位置高度，第一压强传感器采集的油的压强为第一压强，第二压强传感器采集的油的压强为第二压强，第三压强传感器采集的油的压强为第三压强。

可选的，第一压强传感器与第二压强传感器的高度差，以及第二压强传感器与第三压强传感器的高度差均为第一高度差；第二压强传感器与储油柜底端的距离为第一距离，第二压强传感器与储油柜顶端的距离为第二距离；

控制模块用于根据第一高度差、第一距离、第二距离、第一压强、第二压强和第三压强，确定储油柜中油的油位。

可选的，主体的顶部设置有安装法兰，安装法兰通过胶圈和螺栓与放油管的放油阀连接。

可选的，上述油位校验装置还包括放油柜，放油柜用于放置储油柜放出的油；

阀门还包括第四阀门，主体通过第四阀门与放油柜连通，第四阀门在主体的位置高度低于其他阀门的位置高度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种油位校验方法，油位校验方法由如第一方面所述的油位校验装置中的控制模块执行，油位校验方法包括：

接收压强传感器采集的储油柜中油的压强；

根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。

可选的，油位校验装置中的压强传感器包括第一压强传感器、第二压强传感器和第三压强传感器，第一压强传感器在主体的位置高度高于第二压强传感器的位置高度，第二压强传感器在主体的位置高度高于第三压强传感器的位置高度，第一压强传感器采集的油的压强为第一压强P₁，第二压强传感器采集的油的压强为第二压强P₂，第三压强传感器采集的油的压强为第三压强P₃；

第一压强传感器与第二压强传感器的高度差，以及第二压强传感器与第三压强传感器的高度差均为第一高度差H，第二压强传感器与储油柜中油所在高度的高度差为第二高度差h₂，第二压强传感器与储油柜顶端的距离为第一距离d₁，第二压强传感器与储油柜底端的距离为第二距离d₂。

可选的，油位为D，

a＝P₁+P₃-P₂，b＝H(P₁-P₃)，c＝2P₂H²。

本发明实施例提供的油位校验装置及方法，通过控制模块接收压强传感器采集的压强，并根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。与现有的油位校验装置相比，本发明实施例提供的油位校验装置及方法，通过控制模块可自动确定储油柜中油的油位，且在对变压器的油位进行校验时不需变压器停电，即不影响变压器的正常工作，同时可解决人为因素影响校验准确度的问题，从而提高油位校验的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种油位校验装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种油位校验装置部分结构的结构框图；

图3是本发明实施例一提供的一种油位校验装置和储油柜的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种油位校验方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种油位校验装置的结构示意图，图2是本发明实施例一提供的一种油位校验装置部分结构的结构框图，本实施例可适用于对变压器油位进行校验等方面，结合图1和图2，该油位校验装置包括：主体10、多个阀门20、与多个阀门一一对应的多个压强传感器30、控制模块40。

其中，主体10的顶端通过储油柜100的放油管110连通储油柜；各阀门20安装在主体10的不同高度位置；压强传感器30通过对应的阀门20与主体10连通，压强传感器30在主体10的位置高度与对应的阀门20的位置高度相同，各压强传感器30之间的距离相同，压强传感器30用于采集储油柜放出的油的压强；控制模块40与压强传感器30电连接，用于接收压强传感器30采集的压强，并根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。

具体的，各压强传感器30与储油柜100的位置高度，如各压强传感器30至储油柜100顶端和底端的高度，以及各压强传感器30之间的距离，可以预先存储在控制模块40中。储油柜100设置有油位计，油位计可计量储油柜100中油的油位，通过油位校验装置对储油柜100中油的油位进行校验，以确定油位计的计量是否准确。当需要对储油柜100中油的油位进行校验时，放油管110设置的放油阀的阀门打开，此时储油柜100中的油通过放油管110流入油位校验装置的主体10部分，若与压强传感器30对应的阀门打开，则压强传感器30会采集到油的压强，并将采集的压强传输至控制模块40，控制模块40可根据压强和预先存储的各压强传感器30与储油柜100的位置高度，确定储油柜100中油的油位。

本实施例提供的油位校验装置，通过控制模块接收压强传感器采集的压强，并根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。与现有的油位校验装置相比，本实施例提供的油位校验装置，通过控制模块可自动确定储油柜中油的油位，且在对变压器的油位进行校验时不需变压器停电，即不影响变压器的正常工作，同时可解决人为因素影响校验准确度的问题，从而提高油位校验的可靠性。

可选的，阀门20包括第一阀门21、第二阀门22和第三阀门23，压强传感器30包括第一压强传感器31、第二压强传感器32和第三压强传感器33；第一压强传感器31通过第一阀门21与主体10连通，第二压强传感器32通过第二阀门22与主体10连通，第三压强传感器33通过第三阀门23与主体10连通。

其中，第一阀门21与第二阀门22的距离和第二阀门22与第三阀门23的距离相同，以使压强传感器30之间的距离相同。以第一压强传感器31为例，当第一阀门21关闭时，第一压强传感器31无数据采集。当储油柜100中的油流入油位校验装置的主体中，且第一阀门21打开时，第一压强传感器31会采集油的压强，并将采集的压强传输至控制模块40。第二压强传感器32和第三压强传感器33采集到的压强也将传输至控制模块40。不同高度位置的压强传感器30采集的压强大小不同，压强传感器30的具体型号和规格可根据实际情况确定，在此不做限定。

可选的，主体10设置有第一安装位置11、第二安装位置12和第三安装位置13，第一安装位置11在主体10的位置高度高于第二安装位置12的位置高度，第二安装位置12在主体的位置高度高于第三安装位置13的位置高度；第一阀门21安装于第一安装位置11，第二阀门22安装于第二安装位置12，第三阀门23安装于第三安装位置13。

其中，第一安装位置11与第二安装位置12之间的距离和第二安装位置12与第三安装位置13之间的距离相同，以使第一阀门21与第二阀门22的距离和第二阀门22与第三阀门23的距离相同。以第一阀门21为例，第一阀门21安装于设置在主体10上的第一安装位置11，保证在储油柜100中的油流入油位校验装置的主体，且第一阀门21打开时，第一压强传感器31采集到油的压强。

可选的，第一压强传感器31在主体10的位置高度高于第二压强传感器32的位置高度，第二压强传感器32在主体10的位置高度高于第三压强传感器33的位置高度，第一压强传感器31采集的油的压强为第一压强，第二压强传感器32采集的油的压强为第二压强，第三压强传感器33采集的油的压强为第三压强。

其中，第一压强传感器31、第二压强传感器32和第三压强传感器33在主体10的位置高度不同，相应的采集到的第一压强、第二压强和第三压强也不同，但不同位置高度油的密度可以相同。控制模块40可根据压强传感器30的位置高度和采集到的压强，确定储油柜100中油的油位。

可选的，第一压强传感器31与第二压强传感器32的高度差，以及第二压强传感器32与第三压强传感器33的高度差均为第一高度差；第二压强传感器32与储油柜底端的距离为第一距离，第二压强传感器32与储油柜顶端的距离为第二距离；控制模块40用于根据第一高度差、第一距离、第二距离、第一压强、第二压强和第三压强，确定储油柜100中油的油位。

具体的，图3是本发明实施例一提供的一种油位校验装置和储油柜的结构示意图，参考图3，第一压强传感器31与第二压强传感器32之间的距离和第二压强传感器32与第三压强传感器33之间的距离相同，第二压强传感器32在第一压强传感器31和第三压强传感器33之间。控制模块40可根据第一高度差、第一距离、第二距离、第一压强、第二压强和第三压强，确定储油柜100中油的油位，即油位与第一高度差、第一距离、第二距离、第一压强、第二压强和第三压强有关。

可选的，主体10的顶部设置有安装法兰14，安装法兰14通过胶圈和螺栓与放油管110的放油阀(图中未示出)连接。

具体的，安装法兰14使用方便，能够承受较大的压力，可使得管件连接处固定并密封，使用较为广泛。放油阀的阀门打开时，储油柜100中的油通过放油管110流入油位校验装置的主体10。放油阀的阀门关闭时，安装法兰14的设置可使得管件连接处固定并密封，即放油阀与主体10的连接处可靠固定并密封，防止储油柜100中的油通过放油阀流入油位校验装置的主体10。

可选的，上述油位校验装置还包括放油柜50，放油柜50用于放置储油柜100放出的油；阀门20还包括第四阀门21，主体10通过第四阀门21与放油柜50连通，第四阀门21在主体10的位置高度低于其他阀门的位置高度。

其中，第四阀门21可设置在主体10的底部，油位校验装置进行油位校验时，第四阀门21关闭。当完成油位校验时，可打开第四阀门21，使主体10中的油通过第四阀门21流入放油柜50，以便在下次进行油位校验时，油位校验装置的主体10可流入油。

需要说明的是，油位校验装置中阀门的数量和压强传感器的数量可根据实际情况具体设定，在此不做限定。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的一种油位校验方法的流程图，油位校验方法由本发明任意实施例所述的油位校验装置中的控制模块执行，具体包括如下步骤：

S110、接收压强传感器采集的储油柜中油的压强。

其中，油位校验装置中的压强传感器包括第一压强传感器、第二压强传感器和第三压强传感器，第一压强传感器在主体的位置高度高于第二压强传感器的位置高度，第二压强传感器在主体的位置高度高于第三压强传感器的位置高度，第一压强传感器采集的油的压强为第一压强P₁，第二压强传感器采集的油的压强为第二压强P₂，第三压强传感器采集的油的压强为第三压强P₃。不同位置的压强传感器采集的压强不同。控制模块与各个压强传感器均电连接，以接收各压强传感器采集的储油柜中油的压强。

S120、根据压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定储油柜中油的油位。

具体的，参考图3，第一压强传感器与第二压强传感器的高度差，以及第二压强传感器与第三压强传感器的高度差均为第一高度差H，第二压强传感器与储油柜中油所在高度的高度差为第二高度差h₂，第二压强传感器与储油柜顶端的距离为第一距离d₁，第二压强传感器与储油柜底端的距离为第二距离d₂。其中，第一高度差H的大小可以是预先设定的。储油柜中油的油位为D，则D＝[(h₂-d₂)/(d₁-d₂)]×100％，

a＝P₁+P₃-P₂，b＝H(P₁-P₃)，c＝2P₂H²。由于温度变化，油的密度也会发生线性变化，因此油在三个测点即三个压强传感器之间的密度是线性的，三个测点之间油的密度关系为ρ₁+ρ₃＝2ρ₂，代入P＝ρgh，h₁＝h₂-H，h₃＝h₂+H，可得(P₁+P₃-2P₂)h₂ ²+(P₁-P₃)Hh₂+2P₂H²＝0，使a＝P₁+P₃-P₂，b＝H(P₁-P₃)，c＝2P₂H²，且P₁+P₃-2P₂≠0，

由于第二高度差h₂为正数，则

另外，也可根据第一压强传感器与储油柜中油所在高度的高度差h₁，以及第三压强传感器与储油柜中油所在高度的高度差h₃，确定油位。根据高度差h₁或高度差h₃确定油位的过程，与上述由第二高度差h₂确定油位的过程相似，在此不再赘述。

本实施例提供的油位校验方法，可自动确定储油柜中油的油位，且在对变压器的油位进行校验时不需变压器停电，即不影响变压器的正常工作，同时可解决人为因素影响校验准确度的问题，将校验误差从5％缩减至1％内，校验时间从20分钟缩减至5分钟内，从而提高油位校验的效率和可靠性。并且，油位校验精度和准确性不受压强传感器的间距H₁、H₂影响，不会因为H₁、H₂设置太大或大小影响数据准确性；可以在主变压器不停电的情况下对变压器的油位进行校验，校验过程无坠落、触电等风险产生。

注意，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、结合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 (6)

1.一种油位校验装置，其特征在于，包括：

主体，所述主体的顶端通过储油柜的放油管连通所述储油柜；

多个阀门，各所述阀门安装在所述主体的不同高度位置；

与多个所述阀门一一对应的多个压强传感器，所述压强传感器通过对应的所述阀门与所述主体连通，所述压强传感器在所述主体的位置高度与对应的所述阀门的位置高度相同，各所述压强传感器之间的距离相同，所述压强传感器用于采集所述储油柜放出的油的压强；

控制模块，与所述压强传感器电连接，用于接收所述压强传感器采集的所述压强，并根据所述压强和各所述压强传感器与所述储油柜的位置高度，确定所述储油柜中油的油位；

所述阀门包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述压强传感器包括第一压强传感器、第二压强传感器和第三压强传感器；所述第一压强传感器通过所述第一阀门与所述主体连通，所述第二压强传感器通过所述第二阀门与所述主体连通，所述第三压强传感器通过所述第三阀门与所述主体连通；

所述第一压强传感器与所述第二压强传感器的高度差，以及所述第二压强传感器与所述第三压强传感器的高度差均为第一高度差；所述第二压强传感器与所述储油柜底端的距离为第一距离，所述第二压强传感器与所述储油柜顶端的距离为第二距离；

所述控制模块用于根据所述第一高度差、所述第一距离、所述第二距离、所述第一压强、所述第二压强和所述第三压强，确定所述储油柜中油的油位；

利用如下式子表示所述储油柜中油的油位：D＝[(h₂-d₂)/(d₁-d₂)]×100％，三个所述压强传感器之间油的密度关系式为ρ₁+ρ₃＝2ρ₂，将所述关系式带入P＝ρgh、h₁＝h₂-H以及h₃＝h₂+H，可得(P₁+P₃-2P₂)h₂ ²+(P₁-P₃)Hh₂+2P₂H²＝0，使a＝P₁+P₃-P₂，b＝H(P₁-P₃)，c＝2P₂H²，且P₁+P₃-2P₂≠0，则

其中，所述D为所述储油柜中油的油位，所述H为所述第一高度差，所述h₂为所述第二压强传感器与所述储油柜中油所在高度的高度差，所述d₁为所述第一距离，所述d₂为所述第二距离，所述P₁为所述第一压强，所述P₂为所述第二压强，所述P₃为所述第三压强，所述ρ₁、ρ₂以及ρ₃分别对应三个所述压强传感器处的密度。

2.根据权利要求1所述的油位校验装置，其特征在于，所述主体设置有第一安装位置、第二安装位置和第三安装位置，所述第一安装位置在所述主体的位置高度高于所述第二安装位置的位置高度，所述第二安装位置在所述主体的位置高度高于所述第三安装位置的位置高度；所述第一阀门安装于所述第一安装位置，所述第二阀门安装于所述第二安装位置，所述第三阀门安装于所述第三安装位置。

3.根据权利要求1所述的油位校验装置，其特征在于，所述第一压强传感器在所述主体的位置高度高于所述第二压强传感器的位置高度，所述第二压强传感器在所述主体的位置高度高于所述第三压强传感器的位置高度，所述第一压强传感器采集的油的压强为第一压强，所述第二压强传感器采集的油的压强为第二压强，所述第三压强传感器采集的油的压强为第三压强。

4.根据权利要求1所述的油位校验装置，其特征在于，所述主体的顶部设置有安装法兰，所述安装法兰通过胶圈和螺栓与所述放油管的放油阀连接。

5.根据权利要求1所述的油位校验装置，其特征在于，还包括放油柜，所述放油柜用于放置所述储油柜放出的油；

所述阀门还包括第四阀门，所述主体通过所述第四阀门与所述放油柜连通，所述第四阀门在所述主体的位置高度低于其他阀门的位置高度。

6.一种油位校验方法，其特征在于，所述油位校验方法由如权利要求1-5任一所述的油位校验装置中的控制模块执行，所述油位校验方法包括：

接收压强传感器采集的储油柜中油的压强；

根据所述压强和各压强传感器与储油柜的位置高度，确定所述储油柜中油的油位；

其中，所述油位校验装置中的压强传感器包括第一压强传感器、第二压强传感器和第三压强传感器，所述第一压强传感器在所述主体的位置高度高于所述第二压强传感器的位置高度，所述第二压强传感器在所述主体的位置高度高于所述第三压强传感器的位置高度，所述第一压强传感器采集的油的压强为第一压强P₁，所述第二压强传感器采集的油的压强为第二压强P₂，所述第三压强传感器采集的油的压强为第三压强P₃；

所述第一压强传感器与所述第二压强传感器的高度差，以及所述第二压强传感器与所述第三压强传感器的高度差均为第一高度差H，所述第二压强传感器与所述储油柜中油所在高度的高度差为第二高度差h₂，所述第二压强传感器与所述储油柜顶端的距离为第一距离d₁，所述第二压强传感器与所述储油柜底端的距离为第二距离d₂；

利用如下式子表示所述储油柜中油的油位：D＝[(h₂-d₂)/(d₁-d₂)]×100％，三个所述压强传感器之间油的密度关系式为ρ₁+ρ₃＝2ρ₂，将所述关系式带入P＝ρgh、h₁＝h₂-H以及h₃＝h₂+H，可得(P₁+P₃-2P₂)h₂ ²+(P₁-P₃)Hh₂+2P₂H²＝0，使a＝P₁+P₃-P₂，b＝H(P₁-P₃)，c＝2P₂H²，且P₁+P₃-2P₂≠0，则

其中，所述D为所述储油柜中油的油位，所述ρ₁、ρ₂以及ρ₃分别对应三个所述压强传感器处的密度。

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