CN1288676C - 滤油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滤油装置，用于净化或净化和干燥在一个电力变压器或一个活动心线圈内的一个分接开关中的油，其中在通向滤油装置的进油线路内的油回路中设置有一个测量装置，用于检测流过的油的体积流量，根据将测量值与额定值作比较的结果，通过中间连接的变频器来影响电动的泵电机。

Description

滤油装置

技术领域

本发明涉及一种滤油装置，用于净化或净化和干燥在一个电力变压器或一个活动心线圈上的一个分接开关中的油。

背景技术

从申请人的“滤油装置Typ 51”和“滤油装置OF 100”的操作说明中已知一种这样的滤油装置。

这种公知的滤油装置具有一个泵单元，该泵单元在一个圆柱状容器中含有一个供油泵、一个泵电机和一个滤芯。容器的上盖和下盖上装有进油和回油的法兰接合件。供油泵通过分接开关的吸入管道和进油输送管吸入开关油。油在此向下流入泵单元的容器中，并通过滤芯由供油泵施压。经纸滤芯净化或经组合滤芯净化并干燥的油通过回油线路排出容器，并通过回油输送管流回到分接开关中，确切地说，是流回到分接开关头中。

从DE-PS 40 33 172已知一种尤其适用于这种滤油装置的组合滤芯。

该滤芯或其它构造的滤芯在使用期间掺杂有滤出的污物粒，流动阻力也就越来越大，因此在一定的工作压力下必须更换滤芯。为此，在已知的滤油装置中存在某些监控器：首先设置一个压力开关，将该压力开关调到允许的最大工作压力，并在达到该值或超过该值时接通报警接点，该报警接点例如在一个操纵盘上发出达到调节的最高值乃至需要更换滤芯的信号。此外，通常设置有一个恒温器，其在例如小于20摄氏度的低油温情况下扣发压力开关的信息讯号。由此避免在油粘度高时发误警号。

为了控制已知的滤油装置，设有一个定时装置，它在相应分接开关的电动机传动装置运行之后使泵电机乃至滤油装置的供油泵在一定的时间内处于操作状态。这通常是通过定时继电器或定时开关进行的。

最后，还给泵电机设有一个电动机保护开关来充当保险装置，其具有热力或磁性过电流断开件。

因此，总的看来，已知滤油装置存在几个缺陷：在每次接通时，供油泵都是以全功率操作的，而未考虑到油的粘度与油温有关。因为供油泵也必须在油温低乃至油粘稠的情况下产生足够高的油流量，泵电机和供油泵相对于正常工作超过了一定限度。其结果除了可能在供油泵中产生气蚀作用外，接通的分接开关的吸入管道中的油流量也过高，这会导致分接开关的负荷转换开关中油与吸油管之间出现电荷分隔。进一步的缺点是，同样未考虑滤芯相应的状态，即，其相对于油保留的渗透性程度。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种所述类型的滤油装置，它克服了上述缺陷，在每种与温度相关的油粘度的情况下，都能实现最佳化的油过滤或油过滤和干燥，此外考虑了滤芯在运行中在其允许的渗透性公差内的各自的状态。

根据本发明，提出一种滤油装置，用于净化或净化和干燥在一个电力变压器或一个活动心线圈内的一个分接开关中的油，其中设有一个构造成压力容器的泵单元，其中所述泵单元具有一个供油泵、一个驱动所述供油泵的泵电机以及一个滤芯，其中通过一条回油线路和一条进油线路在压力容器与分接开关之间形成一个油回路，所述回油线路将流经滤芯的油送至分接开关，而所述进油线路将待净化的油送至滤芯，其特征在于，在进油线路中设有一个测量装置，用于检测流过的油的体积流量并将其转换成一个电测量信号，所述测量装置与一个调节器保持连接，在所述调节器中，作为将所述电测量信号与一个预调节的额定值作比较的结果而产生一个控制信号，所述调节器与一个变频器的输入端保持电连接，而所述变频器的输出端与泵电机的电接头保持电连接。

本发明基于这样的总构思，即，将以l/s测量的待过滤油的一个确定的体积流量用作为衡量滤油装置的功能的标准。并且，根据本发明，将这种体积流量测量用于确定过滤的油量、用于确定滤芯的状态，并且最终用于对与状态相关的滤油装置进行控制。一种这样的本发明的体积流量测量可优选通过一个具有限定的横截面的流量传感器或也可以借助一种通过隔膜配置的压差测量进行。

本发明的特别有利之处在于，通过经由一个相应的控制部件改变供油泵的传送效率来补偿因油粘度变化而变化的流动阻力。进一步的优点在于，可通过提高供油泵的传送效率来控制滤芯工作期间增大的流动阻力。就本发明而言，可从整体上始终恒定地保持体积流量与所述影响无关，尤其是在滤芯的整个使用期限中。此外，可通过对控制信号作出相应的评定来判断何时需要更换滤芯。

本发明的另一种优点在于，可通过以简单的方式针对整个滤油装置的体积流量相应地选择额定值或确定参数来与不同的分接开关匹配，其以多种不同的构造形式和大小存在，具有不同的油容量、管长度和管横截面积。

附图说明

下面借助附图对本发明作示范性的详述：

图1与分接开关接在一起的本发明的滤油装置的示意图；

图2用以说明在本发明的滤油装置中执行的方法步骤的调节回路。

具体实施方式

所述滤油装置具有一个泵单元1，正如现有技术中所公知的且在此未示出的那样，其内具有供油泵、驱动该供油泵的泵电机和滤芯。此时，泵单元1形成为圆柱状的压力容器，其气密地盖有一个上盖2和一个下盖3。上盖2上连接一条回油线路4，该回油线路具有一个闭塞栓5并通向所连接的分接开关7的分接开关头6。通过该回油线路4将过滤的或过滤并干燥的油重又导入到分接开关7的油箱8中。油回路的其它组件有一条进油线路9，它从分接开关头6通过一个按本发明在中间连接的油流传感器10、排出龙头11和又一个闭塞栓12再次经由下盖3导入压力容器内，继而导入泵单元内；由此而接通冷却循环。

工作原理如下：泵电机通过分接开关7的一个吸入管道从分接开关7的油箱8中将油吸到进油线路9上。此时，油流过布置在进油线路9中的油流传感器10。在那里进行体积流量的测量。适用于油流传感器10的流量传感器是公知的且在市场中销售。它们基于量热学原理作为电子流量传感器工作且不含有机械活动部件，这样在安装它们时就不用考虑安装位置和入流方向了。此外，作为基础的量热学原理以其不受介质粘度的影响为特点。此时，遵循量热学原理的电子流量传感器利用物理效应，即流动介质吸收热量并带走热量。这样的流量传感器通过相应的接头安装到输送管中并与流动的介质保持接触。按照介质的性质和特定的要求，传感器由贵金属或塑料构成，并包括两个与温度有关的电阻和一个热源。通过该热源可在介质中产生局部升温，这种局部升温由一个作为测量探针的与温度有关的电阻进行测量。如果介质流动的话，热源就吸走能量；介质便被冷却。从中产生的温度变化就是衡量流量的标准。第二测量探针测量介质温度的变化并用于补偿测量结果。最终从两测温探针的电阻差获得温度补偿的测量值。另一公知的传感器包括四个与温度有关的电阻，此时，两个首先入流的电阻在流动的介质中冷却，从中产生的电阻电桥的失调便是衡量流量的标准。通过使用这样的电阻电桥，使得传感器的入流与方向无关。这样的流量传感器由德国公司ifmelectronic GmbH提供，型号标记为SI 1004。完全类似的流量传感器还由美国公司Weber Sensors、德国公司Endress & Hauser和德国公司Schmidt-Feintechnik提供。

油从下方通过下盖3流入压力容器中，并通过滤芯被供油泵施压。净化过滤的油随后从上盖2排出压力容器，并通过回油线路4流回到分接开关7的油箱8中。

根据本发明，泵单元1中的泵电机具有用于控制其转速的部件；在此尤其适用的是变频器。

三相交流异步电动机通过频率控制调节转速的原理是技术人员所公知的；人们可通过频率来调节这种电动机的转速，从而必须使用能将固定的线电压频率转换为变化的频率的装置。变频器可实现这一点，它包括不同的电子部件，例如晶闸管、晶体管、IGBT或MCT。人们借助这样的变频器可随意地产生大于或小于线电压频率的频率。合适的变频器为由西门子公司制造的型号标记为“MICROMASTER”的产品。同一制造商还提供有“COMBIMASTER”型号标记的整体部件，其由一个变频器和一个异步电动机组合而成。

因为可对泵电机的转速加以控制，也就可在以后改变供油泵的传送效率。尤其可将公知的离心泵用作供油泵，也可采用其它技术人员所公知的泵类型。

位于通向泵单元1的进油线路9中的油流传感器10以上述方式通过进油线路9，乃至通过分接开关7的负荷转换开关的油箱8测定油的体积流量。油流传感器10与一个未示出的调节器电连接，在该调节器中，将实际测量的体积流量，即油流量与一个预定的额定值进行比较，并在有偏差的情况下通过在泵电机前设置的变频器改变其转速，继而相应地改变供油泵的传送效率。

正如上面已经提到的那样，由油流传感器10测量的且导致传送效率变化的油流量的变化可以有不同的原因。一方面，油的粘度会因温度状况的改变而改变，另一方面，滤芯的流动阻力会因其在操作中掺杂的滤出颗粒增多而越来越大。这两种情况都通过本发明同样地测出，并引起传送效率的改变，即进行调节。在各种情况下，进油线路9中的油流速度都保持在一个恒定的不危险的值。

此外，特别有利的是，利用作为流速的额定值与实际值比较的结果而在调节器中产生的控制信号来监测整个系统中产生的最大和最小值。此外，通过适时地存储这些信号可长期有效地拟定出更换滤芯的趋势报告。

还可在达到相应的极限值时直接产生“更换过滤器”的信号，例如显示在一个操纵盘或操作区上。

此外，还可设置附加部件来监测油中的含水量，例如在进油线路中布置一个附加的H2O传感器。通过设置技术人员所熟知的这样附加的H2O传感器，可确定油的含水量；通过再将测定的含水量与预先给定的极限值加以比较，可了解到何时联合过滤，也即何时净化并干燥滤芯，允许采用起干燥作用的沸石装置，因此可与其它影响油流量的过滤层的状态无关地更换滤芯。

下面参照示意性示出调节回路的图2对基于本发明的调节方法再次作出说明。

方框图中的上方示出了调节区段，该调节区段由本发明的滤油装置自身和与之连接的分接开关7的油箱8组成。滤芯的污染或油受温度制约的粘度变化作为干扰量Z作用在该调节区段上。在一个测量装置中，在此是在油流传感器10中，将油的体积流量Vx作为调节量进行检测并将其转换成一个测量信号x。在一个调节器中将该体现体积流量Vx的实际值的测量信号x与一个相应的额定值w加以比较。一个合适的调节器可采取不同的方式构造；尤其有利的是在此例如使用申请人的“TapManager”仪器。结果，从调节器中产生控制量u，确切地说，这是相对于供油泵的泵电机的变频器变化的控制流。因此，该泵电机可改变其转速；随后改变供油泵的传送效率并由此控制干扰量Z的影响。因此就接通了调节回路。此外，通过相应地选择预定的额定值w，即理想的油流速度，整个滤油装置可以简单的方式在不同的情况下与不同的分接开关相配。尤其考虑到了进油线路9和回油线路4不同的长度和横截面积、分接开关7对应油箱8中的油体积或特定的油类型。此外，还可将从调节器中产生的控制量长期存储在一个非易失性存储器中，由此获得有关一般情况下的整个装置的状态和特定情况下的相应滤芯及其推测的更换时间点的趋势报告。

Claims (8)

1.一种滤油装置，用于净化或净化和干燥在一个电力变压器或一个活动心线圈内的一个分接开关中的油，

其中设有一个构造成压力容器的泵单元，

其中所述泵单元具有一个供油泵、一个驱动所述供油泵的泵电机以及一个滤芯，

其中通过一条回油线路和一条进油线路在压力容器与分接开关之间形成一个油回路，所述回油线路将流经滤芯的油送至分接开关，而所述进油线路将待净化的油送至滤芯，

其特征在于，在进油线路(9)中设有一个测量装置，用于检测流过的油的体积流量并将其转换成一个电测量信号，

所述测量装置与一个调节器保持连接，在所述调节器中，作为将所述电测量信号与一个预调节的额定值作比较的结果而产生一个控制信号，

所述调节器与一个变频器的输入端保持电连接，而所述变频器的输出端与泵电机的电接头保持电连接。

2.如权利要求1所述的滤油装置，其特征在于，用于检测体积流量的测量装置是一个量热学的流量传感器(10)。

3、如权利要求1所述的滤油装置，其特征在于，用于检测体积流量的测量装置是一个具有隔膜配置的压差测量装置。

4、如权利要求1-3之一所述的滤油装置，其特征在于，在所述进油线路(9)或回油线路(4)中设有一个另外的测量装置，用于检测流过的油的含水量并将其转换成一个另外的电测量信号。

5、如权利要求1或2所述的滤油装置，其特征在于，附加设置一些部件，用于适时存储检测的体积流量的值和/或用于检测其最小/最大值。

6、如权利要求1所述的滤油装置，其特征在于，设置一些部件，用于在检测的体积流量达到最小值时产生一个更换过滤器的信号。

7、如权利要求4所述的滤油装置，其特征在于，设置一些另外的部件，用于在检测的含水量达到一个预先调节的最大值时产生一个更换过滤器的信号。

8、如权利要求1或2所述的滤油装置，其特征在于，可将所述预调节的体积流量的额定值选择成与分接开关的构造类型和/或回油线路(4)和进油线路(9)的几何尺寸有关。

Images