【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及變壓器狀態監測技術，具體涉及一種用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置及其控制方法。
技術介紹
1、變壓器作為電力系統重要的設備之一，它的“健康狀態”直接影響電網的安全穩定運行，因此對變壓器的故障進行分析是非常有意義和必要的。對近年來發生變壓器故障的案例進行深度分析，結果表明變壓器故障時油中溶解的h2、c2h2、總烴等氣體含量會變大且會持續增加，可能是屏蔽帽或者螺栓松動、鐵芯振動、絕緣破壞等原因造成的。對變壓器油中溶解的各組分氣體含量進行實時監測是非常有意義的，它能反映變壓器絕大部分可能存在的早期故障，并能反應故障的發展趨勢及嚴重程度。
2、目前，變壓器的最主要的狀態監測手段是變壓器油中溶解氣體在線監測，具體是通過脫氣裝置來釋放出變壓器油中溶解的h2、co、co2、ch4、c2h4、c2h6、c2h2等氣體，然后使用氣體檢測裝置如tdlas檢測儀來檢測這些氣體的含量，以判斷變壓器的運行情況。
3、目前的脫氣裝置主要采用動態頂空脫氣法和真空脫氣法，動態頂空脫氣法通過加熱樣品，使揮發性成分釋放，并用載氣將其吹掃出來，然后捕集這些成分進行進一步分析，但是脫氣效率不高，得到的樣品量不夠。真空脫氣法通過降低樣品周圍的氣壓，使溶解或吸附在樣品中的氣體釋放出來。常用于去除液體中的溶解氣體，如水或油中的空氣。相比頂空脫氣法，真空脫氣法的氣體釋放更完全，但是采用真空脫氣法的脫氣裝置結構相對復雜，可靠性不高，使用壽命有限，且易產生油霧污染氣體檢測裝置，影響檢測工作。
技術實現思路>
1、本專利技術要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置及其控制方法，可以加快油氣分離的速度，結構簡單且使用壽命較長。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，包括油路模塊、氣路模塊和控制器模塊，所述油路模塊包括儲油罐、油泵、進油閥和出油閥，所述儲油罐的油進出口依次通過油泵、進油閥和變壓器的取油口連通，所述儲油罐的油進出口還通過油泵和出油閥連通，所述儲油罐的內部設有加熱單元，所述控制器模塊和油泵、進油閥、出油閥、加熱單元的控制端分別連接，以控制進油閥和油泵實現儲油罐進油，并控制加熱單元加速釋放溶解于油中的氣體分子，還控制出油閥和油泵實現儲油罐排油；
4、所述氣路模塊包括依次連通形成回路的氣泵、光學氣室、進氣閥和排氣閥，所述光學氣室與儲油罐的出氣口連通，所述控制器模塊和氣泵、進氣閥、排氣閥的控制端分別連接，以控制氣泵、進氣閥、排氣閥實現氣路吹掃，還控制氣泵和排氣閥實現儲油罐的內部負壓。
5、進一步的，所述儲油罐的出氣口設有閥門，且所述閥門和儲油罐的出氣口之間設有過濾單元，所述控制器模塊和閥門的控制端連接。
6、進一步的，所述進油閥和變壓器的取油口之間依次設有氧氣傳感器和微水傳感器，所述光學氣室與儲油罐的出氣口之間設有氫氣傳感器，所述控制器模塊的數據采集端和氧氣傳感器、微水傳感器、氫氣傳感器分別連接。
7、進一步的，所述進氣閥和排氣閥均為通道切換閥門，所述氣泵和光學氣室一端連通，且光學氣室的另一端依次通過進氣閥的第一通道以及排氣閥的第一通道和氣泵連通，所述氣泵通過排氣閥的第二通道和大氣連通以排出氣道內氣體，所述氣泵依次通過光學氣室以及進氣閥的第二通道和空氣過濾器連通以吸入外部空氣。
8、進一步的，所述進油閥的進油端和出油閥的出油端均設有止逆閥。
9、進一步的，所述進油閥為通道切換閥門，所述油進出口設置于儲油罐的底部，所述儲油罐的頂部還設有進油口，所述進油口依次通過進油閥的第一通道以及油泵與油進出口連通，所述油泵通過進油閥的第二通道和變壓器的取油口連通。
10、進一步的，所述儲油罐中還設有壓力傳感器和液位傳感器，所述控制器模塊的數據采集端和壓力傳感器以及液位傳感器連接。
11、本專利技術還提出任一項所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置的控制方法，所述控制器模塊被編程或配置以執行以下步驟：
12、s1)判斷儲油罐中是否有殘油，否則執行步驟s2，是則使能出油閥，且控制油泵反轉，直到儲油罐中沒有殘油，對出油閥與油泵斷電，執行步驟s2；
13、s2)使能進油閥，且控制油泵正轉，等待第一時間后，對進油閥和油泵斷電，使能出油閥，且控制油泵反轉，直到儲油罐中沒有殘油，對出油閥與油泵斷電；
14、s3)使能閥門并重復進行氣路外吹掃，然后將閥門斷電并進行氣路內吹掃，氣路外吹掃具體是使能排氣閥和氣泵，等待儲油罐的壓力滿足要求后對排氣閥和氣泵斷電并使能進氣閥，等待第二時間之后對進氣閥斷電；氣路內吹掃具體是使能進氣閥、排氣閥和氣泵，等待第三時間后對進氣閥、排氣閥和氣泵斷電；
15、s4)再次使能閥門并重復進行氣路外吹掃，然后將閥門斷電；
16、s5)使能排氣閥、閥門和氣泵，等待儲油罐的壓力滿足要求后對排氣閥和氣泵斷電；
17、s6)使能進油閥，并控制油泵正轉，等待儲油罐的液位滿足要求，對進油閥、油泵和閥門斷電，使能加熱單元；
18、s7)控制油泵反轉，等待第四時間后，對油泵和加熱單元斷電；
19、s8)等待第五時間后使能閥門，等待第六時間后，獲取儲油罐的內部壓力并對閥門斷電，使能排氣閥和氣泵，實時獲取光學氣室與儲油罐的出氣口之間的氫氣傳感器的數據，并等待儲油罐的壓力滿足要求后對排氣閥和氣泵斷電，等待氣體檢測完成后，使能氣泵并等待第七時間后，對氣泵斷電；
20、s9)使能進氣閥、閥門、進油閥和出油閥，控制油泵反轉，直到儲油罐中沒有殘油，對油泵、進氣閥、閥門、進油閥和出油閥斷電。
21、進一步的，步驟s5具體包括：
22、使能排氣閥、閥門、氣泵，等待儲油罐的壓力滿足第一壓力條件后對排氣閥、閥門、氣泵斷電，并測量此時的儲油罐的壓力作為背景值；
23、使能排氣閥、閥門、氣泵，等待儲油罐的壓力滿足第二壓力條件后對排氣閥、氣泵失電，然后等待油路和氣路的狀態穩定之后，測量此時的儲油罐的壓力，并通過背景值調整測量結果，將調整后的測量結果作為壓力補償值，第二壓力條件的壓力值大于第一壓力條件的壓力值。
24、進一步的，步驟s6中，使能進油閥，并控制油泵正轉之后，包括：通過進油閥進油端的氧氣傳感器和微水傳感器實時獲取氧氣含量數據和水分含量數據，若氧氣含量數據和/或水分含量數據存在異常，則判斷變壓器存在故障，跳轉步驟s9；若氧氣含量數據和水分含量數據均正常，等待儲油罐的液位滿足要求；
25、步驟s8中，實時獲取光學氣室與儲油罐的出氣口之間的氫氣傳感器的數據之后，包括：若氫氣傳感器的數據存在異常，則判斷變壓器存在故障，跳轉步驟s9；若氫氣傳感器的數據正常，等待光學器室中的氣體檢測完成。
26、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
27、本專利技術的油路模塊在儲油罐中設有加熱單元本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，包括油路模塊(1)、氣路模塊(2)和控制器模塊(3)，所述油路模塊(1)包括儲油罐(11)、油泵(12)、進油閥(13)和出油閥(14)，所述儲油罐(11)的油進出口(101)依次通過油泵(12)、進油閥(13)和變壓器的取油口連通，所述儲油罐(11)的油進出口(101)還通過油泵(12)和出油閥(14)連通，所述儲油罐(11)的內部設有加熱單元(102)，所述控制器模塊(3)和油泵(12)、進油閥(13)、出油閥(14)、加熱單元(102)的控制端分別連接，以控制進油閥(13)和油泵(12)實現儲油罐(11)進油，并控制加熱單元(102)加速釋放溶解于油中的氣體分子，還控制出油閥(14)和油泵(12)實現儲油罐(11)排油；
2.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述儲油罐(11)的出氣口(103)設有閥門(15)，且所述閥門(15)和儲油罐(11)的出氣口(103)之間設有過濾單元(104)，所述控制器模塊(3)和閥門(15)的控制端連接。
3.根據權利要求1
4.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述進氣閥(23)和排氣閥(24)均為通道切換閥門，所述氣泵(21)和光學氣室(22)一端連通，且光學氣室(22)的另一端依次通過進氣閥(23)的第一通道以及排氣閥(24)的第一通道和氣泵(21)連通，所述氣泵(21)通過排氣閥(24)的第二通道和大氣連通以排出氣道內氣體，所述氣泵(21)依次通過光學氣室(22)以及進氣閥(23)的第二通道和空氣過濾器(26)連通以吸入外部空氣。
5.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述進油閥(13)的進油端和出油閥(14)的出油端均設有止逆閥(18)。
6.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述進油閥(13)為通道切換閥門，所述油進出口(101)設置于儲油罐(11)的底部，所述儲油罐(11)的頂部還設有進油口(105)，所述進油口(105)依次通過進油閥(13)的第一通道以及油泵(12)與油進出口(101)連通，所述油泵(12)通過進油閥(13)的第二通道和變壓器的取油口連通。
7.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述儲油罐(11)中還設有壓力傳感器(106)和液位傳感器(107)，所述控制器模塊(3)的數據采集端和壓力傳感器(106)以及液位傳感器(107)連接。
8.根據權利要求1～7任一項所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置的控制方法，其特征在于，所述控制器模塊(3)被編程或配置以執行以下步驟：
9.根據權利要求8所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置的控制方法，其特征在于，步驟S5具體包括：
10.根據權利要求8所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置的控制方法，其特征在于，步驟S6中，使能進油閥(13)，并控制油泵(12)正轉之后，包括：通過進油閥(13)進油端的氧氣傳感器(16)和微水傳感器(17)實時獲取氧氣含量數據和水分含量數據，若氧氣含量數據和/或水分含量數據存在異常，則判斷變壓器存在故障，跳轉步驟S9；若氧氣含量數據和水分含量數據均正常，等待儲油罐(11)的液位滿足要求；
...【技術特征摘要】
1.一種用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，包括油路模塊(1)、氣路模塊(2)和控制器模塊(3)，所述油路模塊(1)包括儲油罐(11)、油泵(12)、進油閥(13)和出油閥(14)，所述儲油罐(11)的油進出口(101)依次通過油泵(12)、進油閥(13)和變壓器的取油口連通，所述儲油罐(11)的油進出口(101)還通過油泵(12)和出油閥(14)連通，所述儲油罐(11)的內部設有加熱單元(102)，所述控制器模塊(3)和油泵(12)、進油閥(13)、出油閥(14)、加熱單元(102)的控制端分別連接，以控制進油閥(13)和油泵(12)實現儲油罐(11)進油，并控制加熱單元(102)加速釋放溶解于油中的氣體分子，還控制出油閥(14)和油泵(12)實現儲油罐(11)排油；
2.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述儲油罐(11)的出氣口(103)設有閥門(15)，且所述閥門(15)和儲油罐(11)的出氣口(103)之間設有過濾單元(104)，所述控制器模塊(3)和閥門(15)的控制端連接。
3.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述進油閥(13)和變壓器的取油口之間依次設有氧氣傳感器(16)和微水傳感器(17)，所述光學氣室(22)與儲油罐(11)的出氣口(103)之間設有氫氣傳感器(25)，所述控制器模塊(3)的數據采集端和氧氣傳感器(16)、微水傳感器(17)、氫氣傳感器(25)分別連接。
4.根據權利要求1所述的用于變壓器油中氣體在線監測的脫氣裝置，其特征在于，所述進氣閥(23)和排氣閥(24)均為通道切換閥門，所述氣泵(21)和光學氣室(22)一端連通，且光學氣室(22)的另一端依次通過進氣閥(23)的第一通道以及排氣閥(24)的第一通道和氣泵(21)連通，所述氣泵(21)通過...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉章進，
申請(專利權)人：湖南五凌電力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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