CN207832796U - 一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置。该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；油路系统包括依次管路连接的过滤器、脱气室和油泵，脱气室的内部设置有液位控制器，底部设置有微水传感器，过滤器与脱气室之间设置有第一电磁阀，脱气室与油泵之间设置有第二电磁阀；氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室、气泵和氢气传感器，气泵与氢气传感器之间设置有第三电磁阀，氢气传感器的出口设置有第四电磁阀；油路系统、氢气检测模块分别与系统软件模块信号连接，系统软件模块与通讯模块数据传输连接，通讯模块与主站计算机数据传输连接。

Description

一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置

技术领域

本实用新型属于检测系统技术领域，涉及一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置。

背景技术

随着现代工业的发展，氢气在化工，冶金，航天，电力等部门得到广泛的应用，氢气的浓度测量已越来越受到重视，如何快速准确地测量氢气浓度已是各相关行业亟待解决的问题。微量水分对绝缘油的介质损耗因数、电阻率等电气性能指标有明显的影响，探讨绝缘油受微量水分的影响规律，对于采取有效措施监控绝缘油的运行状态具有重要意义。而目前在电力系统中普遍实行的定期检修制度已不适应电力系统改革发展的需要和电力用户对供电可靠性的要求，电力企业已迫切需要推行在国际上更先进的状态检修，即根据设备的运行状态确定是否需要维修和如何维修，而在线监测是对高压电气设备实行状态维修的必须和有效的手段。

由于电力变压器和套管等电气设备均选用绝缘油或油纸和纸板组成的绝缘结构，当设备内部发生热性故障、放电性故障或绝缘油、纸老化时，会产生多种气体，这些气体会溶解于油中，不同类型的气体及浓度可以反映不同类型的电气故障。目前，对电力变压器进行故障判的方法主要有局部放电诊断法和绝缘油中气体含量的监测方法。局放检测的判断方法易受现场的电磁场干扰，放电信号难以提取，故对电力变压器故障诊断最有效的判断方法还是油中气体检测法。

变压器油中气体含量的监测方法可分为离线式和在线式两种。离线式的气相色谱仪具有选择性好、分离性能高、分离时间快、灵敏度高和适用范围广等优点，但也存在一系列的不足之处，脱气作业存在人为误差，检测曲线的人工修正也会加大误差；从取油样到油气分离再到实验室分析，作业程序复杂，花费时间长；另外，绝缘劣化的发展有快有慢，预防性实验不能实时的发现故障，对电力变压器油中气体含量实施在线监测已成为迫切的需要。在线式气相色谱监测系统很好的解决了离线式气相色谱仪的检测周期长、分析时间长等缺点。但是目前大部分在线式气相色谱监测系统，例如宁波理工的“MGA2000变压器油中气体在线监测装置”提到的方法仅使用油中气体智能传感器进行测量，测量精度偏低、测量气体少、长期工作不稳定、后期维护量大。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置。该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置能够定期检测和分析油浸式电气设备油中故障气体的含量和变化趋势能及时发现故障隐患。

为了达到前述的实用新型目的，本实用新型提供一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；

所述油路系统包括依次管路连接的过滤器、脱气室和油泵，所述脱气室的内部设置有液位控制器，底部设置有微水传感器，所述过滤器与脱气室之间设置有第一电磁阀，所述脱气室与油泵之间设置有第二电磁阀；

所述氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室、气泵和氢气传感器，所述气泵与氢气传感器之间设置有第三电磁阀，所述氢气传感器的出口设置有第四电磁阀；

所述油路系统、氢气检测模块分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与主站计算机数据传输连接。

上述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置中还可以采用能够检测多种故障气体的气体传感器替换氢气传感器，以实现多种故障气体的定性和定量检测。过滤器可以在绝缘油进行检测前进行初步的杂质过滤，清洁。

电力变压器和开关设备是输、配电网的关键设备，上述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置能够通过系统软件模块自动控制油路系统构成的微水检测模块和氢气检测模块，实现脱气法氢气检测的定期控制检测和绝缘油油浸式电气设备油中故障气体(氢气)和微水的含量及变化趋势(绝缘油油温)的定期控制检测，能及时发现变压器可能存在的故障隐患，预测故障发展趋势，主站计算机控制及时下达维修指令，以及及时进行绝缘油的清洁，在电网运行中有效地预防了灾难性故障的发生，同时还延长了变压器设备的使用寿命。此外，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置中的各功能件包括脱气室、油泵、过滤器、气体传感器分别通过系统软件模块的程序控制进行自检，并通过与通讯模块数据传输连接，通讯模块与主站计算机数据传输连接，可以将自检的结果传输给主站计算机。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述系统软件模块包括单片机，所述单片机设置有软件程序，自动控制所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置进行氢气检测和微水检测。检测到的微水含量和氢气浓度通过通讯模块传输给主站计算机显示。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述脱气室底部还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述油泵中设置有油泵驱动器，所述油泵驱动器与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置设置有显示屏，所述显示屏与与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。该显示屏可以带有触控功能，方便工作人员检修时的现场操作。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述过滤器、脱气室、油泵、液位控制器、微水传感器、气泵、氢气传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述油泵与所述脱气室的底部侧面管路连接，所述气泵与所述脱气室的顶部管路连接。

本实用新型还提供一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；

所述油路系统包括依次管路连接的过滤器、脱气室和油泵，所述脱气室的内部设置有液位控制器，底部设置有微水传感器，所述过滤器与脱气室之间设置有第一电磁阀，所述脱气室与油泵之间设置有第二电磁阀；

所述氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室、气泵和氢气传感器，所述气泵与氢气传感器之间设置有第三电磁阀，所述氢气传感器的出口设置有第四电磁阀；

所述第一电磁阀与所述脱气室的底部侧面管路连接，所述气泵与所述脱气室的顶部管路连接，所述脱气室底部还设置有温度传感器；

所述油泵设置有油泵驱动器，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的表面设置有显示屏，所述油泵驱动器、油泵、脱气室、液位控制器、过滤器、气泵、氢气传感器、温度传感器、显示屏分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与主站计算机数据传输连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

本实用新型还提供上述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的检测方法，其包括以下步骤；

将变压器中的油罐与所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置中的过滤器连通，系统软件模块发出指令，启动过滤器，打开第一电磁阀，将所述油罐中的绝缘油经所述过滤器过滤后导入脱气室中进行检测分析；

采用液位控制器实时检测所述脱气室中绝缘油的含量，将测的绝缘油液位传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，所述系统软件模块根据测得的绝缘油液位判断是否需要继续向所述脱气室中导入绝缘油；

采用氢气传感器实时检测所述脱气室中氢气的浓度，将测得的氢气浓度传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，所述主站计算机根据测得的氢气浓度判断变压器是否发生故障并推测可能发生的故障类型，同时由所述系统软件模块根据测得的氢气浓度判断是否需要进行氢气的脱除；

采用微水传感器实时检测所述脱气室绝缘油中水分的含量，并采用温度传感器实时检测脱气室中绝缘油的温度；将测得的微水含量和绝缘油温度传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，所述主站计算机根据测得的微水含量和绝缘油温度判断变压器是否发生故障并推测可能发生的故障类型，同时由所述系统软件模块根据测得的微水含量和绝缘油温度判断是否需要进行绝缘油的更换。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述检测方法还包括对所述绝缘油进行氢气脱除的步骤，具体为：

所述系统软件模块判断需要进行氢气脱除，并向所述脱气室发出指令进行氢气脱除，同时关闭油泵、第一电磁阀和第二电磁阀；打开气泵、第三电磁阀、第四电磁阀和氢气传感器，使所述脱气室形成负压进行氢气脱气；

所述气泵将脱气室脱除的氢气泵出，经所述第三电磁阀泵至氢气传感器，并通过所述第四电磁阀排出；所述氢气传感器检测氢气的浓度，实时反馈给所述系统软件模块，并由所述系统软件模块判断是否停止氢气的脱除步骤。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，所述检测方法还包括在检测结束后将所述脱气室中的绝缘油导出的步骤，具体为：

所述系统软件模块发出指令关闭气泵和第一电磁阀，打开第二电磁阀，启动油泵和油泵驱动器，所述油泵将所述脱气室中的绝缘油泵出收集，或将所述脱气室中的绝缘油泵回至变压器的油罐中。

一般而言，对绝缘油进行氢气检测、氢气脱除和对绝缘油进行微水检测可以同时进行。

与现有的在线检测装置相比，本实用新型提供的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置灵敏度高，响应快，安装简单快捷，系统结构简单，无需维护，无需载气，无需校准，无辐射源，测量精度高，可准确识别潜在故障。

附图说明

图1是实施例1提供的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，如图1所示，该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；

油路系统包括依次管路连接的脱气室1，油泵2和过滤器(图1未标识)，脱气室1的内部设置有液位控制器3，底部设置有微水传感器4，脱气室1和过滤器之间设置有第一电磁阀11，脱气室1与油泵2之间设置有第二电磁阀12；

氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室1、气泵5和氢气传感器6，气泵5与氢气传感器6之间设置有第三电磁阀13，氢气传感器6的出口设置有第四电磁阀14；

第一电磁阀11与脱气室1的顶部管路连接，第二电磁阀12与脱气室1的底部侧面管路连接，气泵5与脱气室1的顶部管路连接，脱气室1底部还设置有温度传感器(图1未标识)；

油泵2设置有油泵驱动器，变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的表面设置有显示屏，脱气室1、油泵驱动器、油泵2、液位控制器3、过滤器、微水传感器4、气泵5、氢气传感器6、温度传感器和显示屏分别与系统软件模块信号连接，该系统软件模块与通讯模块数据传输连接，通讯模块与主站计算机数据传输连接；

第一电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13和第四电磁阀14分别与系统软件模块信号连接，系统软件模块与通讯模块数据传输连接，通讯模块与主站计算机数据传输连接。

实施例2

本实施例提供了一种采用实施例1的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置进行检测的方法，其包括以下步骤：

检测前：确保该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的油路系统气密性良好，各部件功能良好；将变压器中的油罐与变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置中的过滤器连通，油泵2的出口设置有第五电磁阀15，该第五电磁阀15与系统软件模块信号连接，该系统软件模块与通讯模块数据传输连接，并通过该通讯模块与主站计算机数据传输连通；接通电源，将油罐中的绝缘油依次经过过滤器和第一电磁阀11导入脱气室1中进行检测分析；通过主站计算机或者显示屏设置检测时间和循环次数；

绝缘油含量检测：采用液位控制器3实时检测脱气室1中绝缘油的含量，将测的绝缘油液位传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，系统软件模块根据测得的绝缘油液位判断是否需要继续向脱气室1中导入绝缘油；直至液位控制器3测试绝缘油已到达检测所需的用量；

氢气检测：采用氢气传感器6实时检测脱气室1中氢气的浓度，将测得的氢气浓度传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，主站计算机根据测得的氢气浓度判断变压器是否发生故障并推测可能发生的故障类型，同时由系统软件模块根据测得的氢气浓度判断是否需要进行氢气的脱除；如果系统软件模块判断需要进行氢气脱除，则向脱气室1发出指令进行氢气脱除，同时关闭油泵2、第一电磁阀11、和第二电磁阀12，启动气泵5，打开第三电磁阀13和第四电磁阀14，气泵5使脱气室1形成负压进行氢气脱除，并将脱气室1脱除的氢气经第三电磁阀13泵至氢气传感器6进行检测，并由第四电磁阀14排出；氢气传感器6检测氢气的浓度，实时反馈给所述系统软件模块，并由系统软件模块判断是否停止氢气的脱除步骤；氢气脱除步骤结束后，由系统软件模发出指令关闭气泵5、第三电磁阀13、第四电磁阀14和氢气传感器6；

微水检测：采用微水传感器4实时检测脱气室的绝缘油的水分含量，并采用温度传感器实时检测脱气室1中绝缘油的温度；将测得的微水含量和绝缘油温度传输给系统软件模块，并通过通讯模块传输给主站计算机，主站计算机根据测得的微水含量和绝缘油温度判断变压器是否发生故障并推测可能发生的故障类型，同时由系统软件模块根据测得的微水含量和绝缘油温度判断是否需要进行绝缘油的更换。

检测结束后，系统软件模块发出指令，关闭气泵5和第一电磁阀11，打开第二电磁阀12和第五电磁阀15，启动油泵2和油泵驱动器，油泵2将脱气室1中的绝缘油泵出收集，如果主站计算机根据微水检测的结果判断绝缘油无需更换，则将油泵2泵出的绝缘油泵回至变压器的油罐中，如判断绝缘油需要更换，则将油泵2泵出的绝缘油收集处理。

实施例1提供的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置通过对变压器绝缘油的氢气检测和微水检测，实现了对氢气(H₂)和微水(H₂O)的定性和定量分析，主站计算机实施记录各项检测结果，并根据检测结果的变化趋势(包括油温)，进行故障的推测和预警，且该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置灵敏度高、响应快，安装简单快捷，系统结构简单，无需维护，无需载气，无需人工校准，安装简单快捷无辐射源，测量精度高，可准确识别潜在故障；同时，该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的各模块设计合理，操作舒适度高，检测功能器件与主站计算机连通还能完成自检、校准和配制，充分通过互联网与技术人员进行沟通，实现了人机结合与人机互动。在长期使用过程中，该变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置各功能器件的性能稳定，可以实现免标定。

Claims (8)

1.一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；

所述油路系统包括依次管路连接的过滤器、脱气室和油泵，所述脱气室的内部设置有液位控制器，底部设置有微水传感器，所述过滤器与脱气室之间设置有第一电磁阀，所述脱气室与油泵之间设置有第二电磁阀；

所述氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室、气泵和氢气传感器，所述气泵与氢气传感器之间设置有第三电磁阀，所述氢气传感器的出口设置有第四电磁阀；

所述油路系统、氢气检测模块分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与主站计算机数据传输连接。

2.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述系统软件模块包括单片机，所述单片机设置有软件程序，自动控制所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置进行氢气检测和微水检测。

3.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述脱气室底部还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

4.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述油泵中设置有油泵驱动器，所述油泵驱动器与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

5.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置设置有显示屏，所述显示屏与所述系统软件模块数据传输连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

6.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述过滤器、脱气室、油泵、液位控制器、微水传感器、气泵、氢气传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。

7.根据权利要求1所述的变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：

所述油泵与所述脱气室的底部侧面管路连接，所述气泵与所述脱气室的顶部管路连接。

8.一种变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置，其特征在于：所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置包括油路系统、氢气检测模块、通讯模块和系统软件模块；

所述油路系统包括依次管路连接的过滤器、脱气室和油泵，所述脱气室的内部设置有液位控制器，底部设置有微水传感器，所述过滤器与脱气室之间设置有第一电磁阀，所述脱气室与油泵之间设置有第二电磁阀；

所述氢气检测模块包括依次管路连接的脱气室、气泵和氢气传感器，所述气泵与氢气传感器之间设置有第三电磁阀，所述氢气传感器的出口设置有第四电磁阀；

所述第一电磁阀与所述脱气室的底部侧面管路连接，所述气泵与所述脱气室的顶部管路连接，所述脱气室底部还设置有温度传感器；

所述油泵设置有油泵驱动器，所述变压器绝缘油微水和氢气系统检测装置的表面设置有显示屏，所述油泵驱动器、油泵、脱气室、液位控制器、过滤器、气泵、氢气传感器、温度传感器、显示屏分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与主站计算机数据传输连接；

所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀分别与所述系统软件模块信号连接，所述系统软件模块与所述通讯模块数据传输连接，所述通讯模块与所述主站计算机数据传输连接。