CN213780031U - 一种变压器油中溶解气体在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变压器油中溶解气体在线监测装置，包括进油管、油气分离单元、气体纯化单元、气体传感采集单元、排油单元，油气分离池设有液位传感器，进油管上设有第一阀门；气体纯化单元包括依次连接的除油器、分水排水器，气体传感采集单元包括气体采集腔体，气体采集腔体与进样管路的另一端连通，气体采集腔体设有用于检测气体成分的传感器阵列，气体采集腔体连接有排样管路，排样管路上设有第三阀门、气泵；排油单元包括回油管、油泵，回油管一端与油气分离池的油液腔体连通，另一端连接变压器油箱，回油管上于油泵的两侧分别设有第四阀门、第五阀门。该在线监测装置可实现快速、连续、稳定监测变压器油中溶解气体组分。

Description

一种变压器油中溶解气体在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及变压器油中溶解气体监测技术领域，具体涉及一种变压器油中溶解气体在线监测装置。

背景技术

电力变压器作为电网的核心设备之一，它的可靠工作关系到电力系统运行的安全性和经济性。油浸式电力变压器在运行中，如发生故障及老化，均会产生不同程度的反应故障类型和老化程度的特征气体(如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等)，这些特征气体会溶解于绝缘油中。因此，对油中溶解气体在线监测是诊断变压器内部潜伏性故障的有效手段，它能及时反映变压器的运行状况，识别故障早期征兆。为变压器预知性检修提供依据，提高变压器的运行安全。

目前常用的变压器油中溶解气体检测方法有气相色谱法、质谱法、光声光谱法等。以上检测方法从脱气平衡到检测结束一般需要近1个小时的时间，检测周期长，且存在色谱柱易老化、稳定性差等问题，不能满足电力设备长期稳定在线连续监测的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变压器油中溶解气体在线监测装置，以能够快速、稳定连续监测变压器油中溶解气体组分，识别故障早期征兆，分析变压器故障变化趋势。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

变压器油中溶解气体在线监测装置，包括进油管、油气分离单元、气体纯化单元、气体传感采集单元、排油单元，

油气分离单元包括油气分离池，油气分离池与进油管一端连接，进油管另一端用于与变压器油箱连接，油气分离池设有液位传感器，进油管上设有第一阀门；

气体纯化单元包括通过进样管路依次连接的除油器、分水排水器，进样管路一端连通油气分离池内的油液以上的腔体，且进样管路上于靠近油气分离池的一端设有第二阀门；

气体传感采集单元包括气体采集腔体，气体采集腔体与所述进样管路的另一端连通，气体采集腔体设有用于检测气体成分的传感器阵列，气体采集腔体连接有排样管路，排样管路上设有第三阀门、气泵；

排油单元包括回油管、设置在回油管上的油泵，回油管一端与油气分离池的油液腔体连通，另一端连接变压器油箱，回油管上于油泵的两侧分别设有第四阀门、第五阀门。

进一步地，所述油气分离池内设有分子筛。

进一步地，所述分子筛与进油管连接。

进一步地，所述油气分离池内设有温度调节器及温度传感器，温度调节器用于调节油气分离池内油液温度，温度传感器用于检测油液温度。

进一步地，变压器油中溶解气体在线监测装置还包括气体传感标定单元，气体传感标定单元包括连接气体采集腔体的第六阀门、第七阀门，第六阀门用于控制通入气体采集腔体内的清扫气体，第七阀门用于控制通入气体采集腔体内标准气体，气体采集腔体还连接有压力传感器，用于检测气体采集腔体内的压力并在压力高于设定值时发出泄压信号。

进一步地，所述清扫气体采用惰性气体。

进一步地，所述除油器位于分水排水器与第二阀门之间，除油器出口端与分水排水器进气端连接，用于去除样气中的油雾，除油器通过回收油管连接至油气分离池，以将油雾凝结成的油液回收至油气分离池。

进一步地，所述传感器阵列包括若干个检测不同种类气体的气体检测传感器。

本实用新型的有益效果：

本新型提供的一种变压器油中溶解气体在线监测装置，通过油气分离单元从样油中分离油气混合气，通过气体纯化单元后滤除混合气中的油雾和水分得到检测样气，气体传感采集单元快速完成样气组分采集后，装置控制排油单元将油气分离单元积累的油品重新注入变压器，控制气泵及相应阀门开启将管路中样气排出管道，完成一次检测。重复上述过程，可实现连续在线监测变压器油中溶解气体组分，识别故障早期征兆，分析变压器故障变化趋势，提高变压器的运行安全。而且气体传感采集单元采用传感器阵列方式采集气体组分，极大缩短了检测周期。

气体传感标定单元可周期性对气体传感采集单元进行气体组分标定，解决了传感器测量漂移问题，提高了气体组分的检测准确度。

附图说明

图1是本实用新型变压器油中溶解气体在线监测装置的原理示意图；

图2是本实用新型变压器油中溶解气体在线监测装置的逻辑框图。

图中各标记对应的名称：

1、进油管，2、分子筛，3、液位传感器，4、油温调节器，5、油气分离池， 6、温度传感器，7、油泵，8、第二阀门，9、除油器，10、分水排水器，11、气体采集腔体，12、第六阀门，13、第七阀门，14、气泵，15、回油管，16、传感器阵列，17、压力传感器，18、第一阀门，19、第三阀门，20、第四阀门，21、第五阀门，22、变压器油箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例：

如图1-图2所示，变压器油中溶解气体在线监测装置，包括进油管1、油气分离单元、气体纯化单元、气体传感采集单元、排油单元及气体传感标定单元。

油气分离单元包括油气分离池5，油气分离池与进油管一端连接，进油管另一端用于与变压器油箱22连接，油气分离池5设有液位传感器3，进油管1上设有第一阀门18。液位传感器3设置在油气分离池侧壁设定高度，用于控制油气分离池内存油样量。油气分离池还具有振荡功能，可以在油气分离池底部设置振动单元。

油气分离池内设有分子筛2，分子筛2与进油管连接，用于增大油样面积，提高油气分离效率，分子筛为多孔结构。

油气分离池5内设有温度调节器4及温度传感器6，温度调节器4设置在油气分离池底部，用于调节油气分离池内油液温度，可以采用现有技术中的，如电加热等。温度传感器6用于检测油液温度，温度传感器6远离温度调节器4设置，用于检测油液温度。

气体纯化单元包括通过进样管路依次连接的除油器9、分水排水器10，进样管路一端连通油气分离池内的油液以上的腔体，且进样管路上于靠近油气分离池的一端设有第二阀门8。除油器9位于分水排水器10与第二阀门8之间，除油器9出口端与分水排水器10进气端连接，用于去除样气中的油雾，除油器通过回收油管连接至油气分离池，以将油雾凝结成的油液回收至油气分离池。分水排水器10，用于去除样气中的水分。

气体传感采集单元包括气体采集腔体11，气体采集腔体11与进样管路的另一端连通，气体采集腔体设有用于检测气体成分的传感器阵列16。传感器阵列 16包括若干个检测不同种类气体的气体检测传感器，根据实际需要设置数量，可以采用不同原理的传感器进行组合，传感器本身原理属于现有技术，如气敏传感器。

气体采集腔体连接有排样管路，排样管路上设有第三阀门19、气泵14。

气体传感标定单元，气体传感标定单元包括连接气体采集腔体的第六阀门 12、第七阀门13，本实施例中，第六阀门12、第七阀门13均采用电磁阀。第六阀门12用于控制通入气体采集腔体内的清扫气体，清扫气体采用氮气，也可采用惰性气体。

第七阀门13用于控制通入气体采集腔体内标准气体，气体采集腔体还连接有压力传感器17，用于检测气体采集腔体内的压力并在压力高于设定值时发出泄压信号，以及时释放管路中气体，保护装置安全。

排油单元包括回油管15、设置在回油管15上的油泵7，回油管15一端与油气分离池5的油液腔体连通，另一端连接变压器油箱22，回油管15上于油泵7的两侧分别设有第四阀门20、第五阀门21。排油单元，用于将油气分离单元积累的油品重新注入变压器油箱22。

本实施例中，各阀门不局限于某特定种类，阀门本身也都属于现有技术，在此仅是应用，用于控制气体或液体的通断，阀门均是控制阀，与相应控制器连接，根据设定条件自动打开或关闭。

以上是变压器油中溶解气体在线监测装置的构成，以下说明其工作原理：变压器油样通过进油管1流经第一阀门18进入油气分离单元进行油气分离，油气分离单元中的温度传感器6采集当前温度，油温调节器4对油气分离池5内温度进行调节，达到适宜油气分离的最佳温度。油气分离池5带动分子筛2一起振动，增大油样的油气分离速度。当油气分离池5内油样达到设定高度时，液位传感器 3传出信号控制关闭第一阀门18。理论上，油气分离池5体积越大、分子筛2与变压器油接触面越大，油气分离速度越快。

由油气分离单元输出油气混合气体，经过第二阀门8，经由除油器9过滤去除混合气体中油雾，经由分水排水器10过滤去除混合气体中水分；经由除油器9 过滤后的油雾凝结成油液后经过油液回收管落入油气分离池5，经由分水排水器 10过滤后的水分凝结后排放至装置外。

由气体纯化单元输出的样气，进入气体采集腔体11，此时第六阀门12、第七阀门13处于关闭状态，传感器阵列16在30s时间内采集响应样气组分。气体传感采集单元完成气体组分采集后，气泵14、第三阀门21同时打开，将样气排出管路。同时，油泵7、第四阀门19、第五阀门20打开，将油气分离池5内油液注入变压器油箱22，完成一个检测周期的检测流程，关闭排油单元。

循环以上检测流程，完成变压器油中溶解气体的连续在线监测。

具体的，气体传感标定过程为：

关闭第二阀门8，由第六阀门12控制氮气进入管道进行吹扫清洗，经由气泵 14、第三阀门21排出氮气，吹扫完毕后关闭第六阀门12、气泵14、第三阀门21。打开第七阀门13，控制标准气体充入气体传感采集单元，传感器阵列16采集标准气体组分与标准值对比，完成气体传感标定过程。气体传感标定保证了传感器阵列16采集的准确性和稳定性。

压力传感器17实时采集11气体采集气腔内压力，当气腔内压力超出设定值，装置报警并打开气泵14、第三阀门21泄压。避免因压力过高对传感器阵列16造成损伤。完成气体传感标定后，关闭第七阀门13，打开第六阀门12控制氮气进入管道进行吹扫清洗，经由气泵14、第三阀门21排出氮气。

Claims (8)

1.变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：包括进油管、油气分离单元、气体纯化单元、气体传感采集单元、排油单元，

油气分离单元包括油气分离池，油气分离池与进油管一端连接，进油管另一端用于与变压器油箱连接，油气分离池设有液位传感器，进油管上设有第一阀门；

气体纯化单元包括通过进样管路依次连接的除油器、分水排水器，进样管路一端连通油气分离池内的油液以上的腔体，且进样管路上于靠近油气分离池的一端设有第二阀门；

气体传感采集单元包括气体采集腔体，气体采集腔体与所述进样管路的另一端连通，气体采集腔体设有用于检测气体成分的传感器阵列，气体采集腔体连接有排样管路，排样管路上设有第三阀门、气泵；

排油单元包括回油管、设置在回油管上的油泵，回油管一端与油气分离池的油液腔体连通，另一端连接变压器油箱，回油管上于油泵的两侧分别设有第四阀门、第五阀门。

2.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述油气分离池内设有分子筛。

3.根据权利要求2所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述分子筛与进油管连接。

4.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述油气分离池内设有温度调节器及温度传感器，温度调节器用于调节油气分离池内油液温度，温度传感器用于检测油液温度。

5.根据权利要求1至4任一项所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：变压器油中溶解气体在线监测装置还包括气体传感标定单元，气体传感标定单元包括连接气体采集腔体的第六阀门、第七阀门，第六阀门用于控制通入气体采集腔体内的清扫气体，第七阀门用于控制通入气体采集腔体内标准气体，气体采集腔体还连接有压力传感器，用于检测气体采集腔体内的压力并在压力高于设定值时发出泄压信号。

6.根据权利要求5所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述清扫气体采用惰性气体。

7.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述除油器位于分水排水器与第二阀门之间，除油器出口端与分水排水器进气端连接，用于去除样气中的油雾，除油器通过回收油管连接至油气分离池，以将油雾凝结成的油液回收至油气分离池。

8.根据权利要求1所述的变压器油中溶解气体在线监测装置，其特征在于：所述传感器阵列包括若干个检测不同种类气体的气体检测传感器。

Images