CN115116705A - 一种变压器储油柜状态监测系统 - Google Patents

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郭琦
郭靖
李征宇
刘钧
梁灏
闫丽婷
李勇
张启飞
王立
杜娟
薛宇箭
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Abstract

本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种变压器储油柜状态监测系统，包括储油柜，所述储油柜连接在变压器本体的上方，在所述储油柜的下方设置有注放油管，在所述注放油管的下方连接有油压监测管，在所述油压监测管的下端设置有阀门，用于保存压力和放气，在所述油压监测管内垂直设置有至少两个压力传感器，采集不同高度下的油压值，所述压力传感器与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块与显示模块连接，本发明油压监测管和呼吸监测管分别安装在注放油管下端和呼吸器上端，可以在变压器不停电的情况下进行加装、拆除和维护，操作简单方便。

Description

一种变压器储油柜状态监测系统
技术领域
本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种变压器储油柜状态监测系统。
背景技术
主变压器一直是变电站的绝对核心设备，它的安全稳定运行直接关系着电力系统的安全稳定。储油柜作为主变压器的附件，承担着存储和释放变压器油的作用。目前绝大多数的变压器储油柜油位是通过机械结构的油位计来判断的，而油位计会因为机械卡涩和胶囊破裂、老化等原因产生错误读数，假油位现象，从而无法准确判断变压器储油柜的油位。而储油柜呼吸管路出现堵塞等情况时，通过油位计难以判断，严重情况下甚至可能导致重瓦斯动作而造成变压器跳闸。而判断变压器储油柜是否存在假油位故障，主要依托经验和以往记录的油位数据进行纵向或横向比较，目前，还没有合适的可以带电判断变压器储油柜状态的装置，为解决上述问题，设计变压器储油柜带电监测装置，对于及时发现储油柜故障，减少主变停电时间，更好得保障变压器安全稳定运行具有重要意义。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种变压器储油柜状态监测系统。
为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：
一种变压器储油柜状态监测系统，包括储油柜，所述储油柜连接在变压器本体的上方，在所述储油柜的下方设置有注放油管，在所述注放油管的下方连接有油压监测管，在所述油压监测管的下端设置有阀门，用于保存压力和放气，在所述油压监测管内垂直设置有至少两个压力传感器，采集不同高度下的油压值，所述压力传感器与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块与显示模块连接。
进一步，所述储油柜为胶囊式储油柜时，在所述储油柜内设置有气囊，所述气囊通过气体管路与呼吸器连接，在所述气体管路与呼吸器之间通过法兰盘连接有呼吸监测管，在所述呼吸监测管内设置有微压传感器，所述微压传感器与数据处理模块连接。
再进一步，还包括报警模块，所述报警模块与数据处理模块连接，用于在油压数据或呼吸量数据异常时，进行警示。
更进一步，所述数据处理模块通过无线传输的方式与移动终端连接，用于实现远程监控。
更进一步，所述数据处理模块为PC机、PLC控制器、单片机或者服务器中的一种。
更进一步，在所述变压器本体上安装有油温表和绕温表，所述油温表和绕温表均与数据处理模块连接。
更进一步，在所述储油柜内设置有油位计，所述油位计与数据处理模块连接。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、本发明油压监测管和呼吸监测管分别安装在注放油管下端和呼吸器上端，可以在变压器不停电的情况下进行加装、拆除和维护，操作简单方便；
2、本发明通过至少两个压力传感器测取变压器油的压强并通过压强差计算油的密度，从而对储油柜油位进行实时监测，起到远程监视油位的作用，其测量准确且精度高，可以及时发现储油柜假油位、低油位、高油位等故障，而且在储油柜油位计故障时也不影响运检人员对变压器油位的判断；
3、本发明通过高精度的微压传感器对储油柜呼吸情况进行监控，可以及时发现储油柜呼吸不畅或者不呼吸、胶囊破损等故障；
4、本发明通过实时测得的油密度、油位结合变压器本体的容积、储油柜尺寸，计算出变压器的实时油量，可以及时发现变压器隐蔽性漏油等缺陷，并且可以在变压器需要进行补油或者放油时，帮助检修人员确定需要补充或者放掉的油量；
5、本发明采用静态器件且无转动的机械部件，替代了油位计胶囊或浮球等机械转动部件，降低了装置故障率，提高了可靠性能，本发明压力传感器与微压传感器之间可以相互监测，及时发现自身故障，进行维修，而且维修过程也不会影响变压器正常运行；
6、本发明通过压力传感器与微压传感器对储油柜状态进行实时监测，在储油柜出现卡涩、堵塞、呼吸受阻、胶囊破损、假油位、油位过高或过低等故障时实时发出报警信号，极大提高了运维人员对储油柜运行状态把握的及时性和准确性，对相关检修策略的制定提供了更有力的依据；
7、本发明可以通过油温表、绕温表和油位计，提供实时油温、绕温、油位来配合压力传感器与微压传感器进行综合判断。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的模块图；
图3为本发明胶囊式储油柜和波纹管式储油柜的示意图；
图中，储油柜—1、变压器本体—2、注放油管—3、气囊—4、气体管路—5、呼吸器—6、油压监测管—7、阀门—8、压力传感器—9、数据处理模块—10、显示模块—11、呼吸监测管—12、微压传感器—13、报警模块—14、移动终端—15、油温表—16、绕温表—17、油位计—18。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
如图1、图2所示，一种变压器储油柜状态监测系统，包括储油柜1，所述储油柜1为胶囊式储油柜，所述储油柜1连接在变压器本体2的上方，在所述储油柜1内设置有油位计18，在所述变压器本体2上安装有油温表16和绕温表17，在所述储油柜1的下方设置有注放油管3，在所述储油柜1内设置有气囊4，在所述注放油管3的下方连接有油压监测管7，在所述油压监测管7的下端设置有阀门8，用于保存压力和放气，在所述油压监测管7内垂直设置有至少两个压力传感器9，所述气囊4通过气体管路5与呼吸器6连接，在所述气体管路5与呼吸器6之间通过法兰盘连接有呼吸监测管12，在所述呼吸监测管12内设置有微压传感器13，所述压力传感器9、微压传感器13、油温表16、绕温表17和油位计18与数据处理模块10电性连接，所述报警模块14与数据处理模块10连接，用于在油压数据或呼吸量数据异常时，进行警示，所述数据处理模块10与显示模块11连接，所述数据处理模块10通过无线传输的方式与移动终端15连接，用于实现远程监控。
实施例2
一种变压器储油柜状态监测系统，包括储油柜1，所述储油柜1为波纹管式储油柜，所述储油柜1连接在变压器本体2的上方，在所述储油柜1内设置有油位计18，在所述变压器本体2上安装有油温表16和绕温表17，在所述储油柜1的下方设置有注放油管3，在所述注放油管3的下方连接有油压监测管7，在所述油压监测管7的下端设置有阀门8，用于保存压力和放气，在所述油压监测管7内垂直设置有至少两个压力传感器9，所述压力传感器9、油温表16、绕温表17和油位计18与数据处理模块10电性连接，所述报警模块14与数据处理模块10连接，用于在油压数据或呼吸量数据异常时，进行警示，所述数据处理模块10与显示模块11连接，所述数据处理模块10通过无线传输的方式与移动终端15连接，用于实现远程监控。
上述实施例中，所述数据处理模块10为PC机、PLC控制器、单片机或者服务器中的一种。
如图1、图3所示，h1为两个压力传感器之间的高度差，h2为下方的压力传感器与储油柜底部的高度差，h3为下方的压力传感器与储油柜顶部的高度差，P1、P2分别为上方和下方的压力传感器采集到的变压器对应高度的压强；h为储油柜油面与下方的压力传感器的高度差，H为储油柜油面与储油柜底部的高度差，ρ为变压器油的密度，g为重力加速度；根据液体压强公式P=ρgh，可以求出变压器油的实时密度ρ=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
可得
Figure 140846DEST_PATH_IMAGE002
。
可得H=h-h2。
可得变压器储油柜油位N=
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
根据已经计算得到的ρ和H，结合变压器储油柜以下部分的容积V1，储油柜的总容积V2。
对于高度为h4的波纹管式储油柜，其油量m=
Figure 98438DEST_PATH_IMAGE004
。
对于半径为R的胶囊式储油柜，其油量m=
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。
S为油在储油柜里面的面积，S=
Figure 194306DEST_PATH_IMAGE006
。
以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种变压器储油柜状态监测系统，包括储油柜（1），所述储油柜（1）连接在变压器本体（2）的上方，在所述储油柜（1）的下方设置有注放油管（3），其特征在于：在所述注放油管（3）的下方连接有油压监测管（7），在所述油压监测管（7）的下端设置有阀门（8），用于保存压力和放气，在所述油压监测管（7）内垂直设置有至少两个压力传感器（9），所述压力传感器（9）与数据处理模块（10）电性连接，所述数据处理模块（10）与显示模块（11）连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：所述储油柜（1）为胶囊式储油柜时，在所述储油柜（1）内设置有气囊（4），所述气囊（4）通过气体管路（5）与呼吸器（6）连接，在所述气体管路（5）与呼吸器（6）之间通过法兰盘连接有呼吸监测管（12），在所述呼吸监测管（12）内设置有微压传感器（13），所述微压传感器（13）与数据处理模块（10）连接。
3.根据权利要求2所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：还包括报警模块（14），所述报警模块（14）与数据处理模块（10）连接，用于在油压数据或呼吸量数据异常时，进行警示。
4.根据权利要求1所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：所述数据处理模块（10）通过无线传输的方式与移动终端（15）连接，用于实现远程监控。
5.根据权利要求1所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：所述数据处理模块（10）为PC机、PLC控制器、单片机或者服务器中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：在所述变压器本体（2）上安装有油温表（16）和绕温表（17），所述油温表（16）和绕温表（17）均与数据处理模块（10）连接。
7.根据权利要求1所述的一种变压器储油柜状态监测系统，其特征在于：在所述储油柜（1）内设置有油位计（18），所述油位计（18）与数据处理模块（10）连接。
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