油浸式变压器游离气体自动测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种气体测量装置，尤其涉及一种油浸式变压器游离气体自动测量装置。


背景技术：

2.油浸式变压器以油作为变压器主要绝缘手段，并依靠油作冷却介质。瓦斯继电器是油浸式变压器的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内。当油浸式变压器发生故障时，变压器内部的绝缘油和气体会同时发生物理、化学变化，产生游离气体，游离气体使瓦斯继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警。对所产生的游离气体进行检测，能够帮助分析变压器的工作状态、定位故障原因。目前游离气体检测主要采用人工检测方式，速度慢，分析结果不能辅助变压器保护装置分析变压器的运行状态，而且变压器处于故障状态时，人工采集气体也存在安全隐患。
3.专利cn202010436334提供一种瓦斯集气盒以及变压器，该瓦斯集气盒设置在变压器上与瓦斯继电器的排气口连接，瓦斯集气盒的进油管设置在集气盒的一侧；传感器与进油管设置在集气盒同一侧，通过传感器检测集气盒内的气体成分，并将气体成分的信息发送给运维人员；排油组件设置在集气盒另一侧与进油管相对，排气组件设置在集气盒分别与进油管、排油组件所在侧面连接的一侧，排油组件和排气组件分别设置有排油阀和排气阀，通过排油阀、排气阀分别排出集气盒内的油和气体。该发明能够实时检测气体成分，能够快速获取变压器内部的状况，实现了对变压器运行的安全预判和快速检修排除故障。
4.然而，该专利中的气体传感器安装于瓦斯集气盒的外壁，瓦斯集气盒在变压器正常工作时，内部充满变压器油，气体传感器的传感头长期浸泡于油内。气体传感器测量时，其传感头表面会有油膜覆盖，可能影响测量精度，同时限制了气体传感器的选型。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的是提供一种能够避免气体传感器的传感头长期浸泡于变压器油中而检测更加准确的油浸式变压器游离气体自动测量装置。
6.技术方案：本发明所述的油浸式变压器游离气体自动测量装置，包括安装于变压器上的箱体，所述箱体内设有与瓦斯继电器接口连接用于集气的集气盒，所述箱体内位于集气盒的外部设有用于抽取集气盒内的气体进行检测的测量盒，所述测量盒分别与集气盒的上部和下部连接形成连通回路，所述测量盒上与集气盒的连通界面处设有通气并阻挡油进入测量盒内腔的阻挡件；所述集气盒上分别连接有排油管路、排气管路；还包括控制模块，控制模块的功能包括：通气排油控制、气体传感器信号采集及数据处理、瓦斯继电器信号接收、变压器保护装置通讯等。。
7.优选地，所述测量盒与集气盒上部连接的管路与集气盒的排气管路连通。
8.优选地，所述测量盒与集气盒上部连接的管路与集气盒的排气管路相连通的位置设有倾斜角大于90
°
的斜段。支管倾斜抬高了水平支管和垂直支管的连通位置，利用液位差
可以完全排空水平支管内游离气体。
9.优选地，所述测量盒内设有改变测量盒内气压从而由集气盒抽取气体并向外排出气体的运动元件。
10.优选地，所述运动元件为设置于测量盒内的活塞，与所述活塞连接的电动伸缩杆。
11.优选地，所述集气盒上的排油管路、排气管路分别与储油盒连接。
12.优选地，所述集气盒与测试气体输入接口连接用于检查、校验装置测量精度。
13.优选地，所述测量盒与集气盒上部连接的管路分别与集气盒的排气管路、测试气体输入接口连通。
14.优选地，所述集气盒、储油盒内分别设有液位传感器。
15.优选地，所述测量盒底部设有与测量盒内腔连通气体传感器。
16.有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：
17.1、本发明实现了油浸式变压器故障状态时，瓦斯继电器游离气体的自动分离与检测，且利用集气盒与测量盒之间形成的回路，通过连通器原理排空管路内游离气体使得检测精度更高，为变压器保护装置及时提供气体成分数据，有利于变压器保护装置分析变压器运行状态、判定故障类型；
18.2、本发明的气体传感安装于测量盒底面，气体传感器不接触变压器油，降低了气体传感器的安装环境要求，提高了测量精度；气体传感器选择范围更加广泛，增加了气体分析种类，可以提供更加详细的气体成分数据；
19.3、本发明还可以通过注入标准气体来检测传感器测量精度、进行测量盒气密性检查，用于装置定期运行状态检查及测量精度检验，保证装置长期可靠运行；注入标准气体检测方法也可以用于装置工程调试，解决油浸式变压器无故障状态下工程调试问题。
附图说明
20.图1为本发明装置的油气管路原理图；
21.图2为本发明装置的结构示意图；
22.图3为本发明装置的测量盒的剖视图；
23.图4为本发明装置的测量盒进气孔剖视图；
24.图5为本发明装置的集气盒与测量盒连接管路剖视图；
25.图6为本发明装置的另一种油气管路原理图。
具体实施方式
26.下面对本发明作进一步详细描述。
27.如图1
‑
6所示，本发明提供了一种油浸式变压器游离气体自动测量装置，包括箱体16，箱体16的箱门内壁上安装有控制模块26。箱体16内部的左侧安装有集气盒，集气盒24顶部通过支管一1并透过箱体16顶部连接瓦斯继电器接口3，在支管一1上设置电磁阀s1 27。集气盒24底部通过支管二22连接储油盒21，在支管二22上设置电磁阀s2 23。集气盒24内部安装液位传感器l1 25，储油盒21内安装液位传感器l2 19。箱体16内位于集气盒24的右侧上面布置测量盒10，测量盒10通过支管三12连接集气盒24顶部，通过支管四15连接集气盒24底部。集气盒24顶部与测量盒10连接的管路有三个分支：一路连接至测量盒10，为支管三
12；一路连接至储油盒21，为支管五9；一路连接至测试气体输入接口4，为支管六6；支管三12与支管五9相连通的位置设有倾斜角为135
°
的斜段，该支管倾斜抬高了水平支管和垂直支管的连通位置，利用液位差可以完全排空水平支管内游离气体。支管五9、支管六6上分别设有电磁阀s3 5、电磁阀s4 8。储油盒21顶部有支管七14连接透气阀13，输送至储油盒21的游离气体从透气阀13排到空气中。箱体16的底面安装有用于外部电缆接入的格兰头20，储油盒21底部穿过箱体连接有用于手动排油的截止阀18。
28.如图3、4，测量盒10包括底板31、气缸33、顶板34、活塞35。活塞35安装于气缸33内壁，活塞可以沿测量盒内腔圆柱面轴线方向运动。活塞35圆柱表面设有两个凹槽装配密封圈36，底板31与气缸33配合面安装密封垫一32。密封圈36和密封垫一32在底板31上表面、气缸33内壁、活塞35下表面构建与外界空气隔离的密闭空间，即测量盒内腔。底板31内开有通孔，通孔的左侧穿过底板侧壁连接支管三12，通孔的右侧穿过底板侧壁连接支管四15，其中，如图1原理图所示，通孔还可以是从底部穿过底板连接支管四15。垂直底板31且穿过通孔方向设置测量盒10的进气孔37。如图4所示，在进气孔37的轴向依次安装密封垫二38、透气膜39、透气膜装配螺母40、密封垫三41、密封螺栓42。透气膜39将测量盒10内腔与底板31通孔隔离，防止变压器油进入内腔。活塞上连接电动伸缩杆7，电动伸缩杆拖动活塞直线运动，本发明的电动伸缩杆有行程控制和任意位置锁紧功能。电动伸缩杆按行程定制，电动伸缩杆到达行程极限位置后会自动停止并切断电源；在行进过程中停止供电，电动伸缩杆会锁紧在断电位置。测量盒10的底板31上设置有与测量盒内腔连通的气体传感器17、气压传感器11。
29.值得说明的是，图1和图6为两种油气管路的原理示意图，支管五9可以如图1、6中设置，也可以如图2中设置；测量盒底部的通孔可以如图1、6设置，也可以如图2、5中设置。
30.以下为本发明装置的工作过程：
31.a.集气盒取气
32.通常状态下，集气盒24支管一1、支管二22内部充满变压器油。当变压器故障时，控制模块26接收到瓦斯继电器动作信号，启动取气程序。打开电磁阀s1 27、电磁阀s2 23，变压器油通过瓦斯继电器接口3、支管一1、电磁阀s1 27、集气盒24、支管二22、电磁阀s2 23流入储油盒21。瓦斯继电器内游离气体流向集气盒24，在集气盒24集聚，集气盒24液位下降，当液位传感器l1 25测量值低于设定值时，关闭电磁阀s2 23、电磁阀s1 27，完成游离气体采集。
33.b.游离气体分离及测量实现方法
34.如图5所示，集气盒24的顶部
→
支管三12
→
测量盒10底板通孔
→
支管四15
→
集气盒24的底部的管路连通。根据连通器原理，支管四15液位与集气盒24液位水平。在集气盒取气完成时，支管三12、测量盒10底板通孔被游离气体填充，支管四15与集气盒24液位等高。在游离气体分离及测量过程，打开电磁阀s1 27，控制模块26给电动伸缩杆7施加正向电压，电动伸缩杆7拖动测量盒10内部活塞35沿轴向向上运动，集气盒24内游离气体向测量盒10转移，集气盒24液位上升，当液位传感器l1 25测量值大于设定值，控制模块26停止电动伸缩杆7供电，关闭电磁阀s1 27。控制模块26启动气体传感器17，测量气体成分；获得数据后，控制模块26将测量数据上传至变压器保护或其它控制模块。
35.c.排空游离气体实现方法
36.排出测量盒24内部游离气体过程实现方法：打开电磁阀s3 5，控制模块26给电动伸缩杆7施加反向电压，电动伸缩杆7拖动测量盒24内活塞35反向运动，即，向下运动，将测量盒24内气体排向储油盒21，电动伸缩杆7到达极限位置时，测量盒24气体被全部排空。
37.排出集气盒10内部游离气体实现方法：继续上述进程，打开电磁阀s1 27，变压器油进入集气盒10，集气盒10、支管四15液位升高，将集气盒10、支管四15、支管三12内部游离气体沿管路输送至储油盒21。储油盒21顶部有支管七14连接透气阀13，输送至储油盒21的游离气体从透气阀13排到空气中。当储油盒21内液位传感器l2 19测量液位变化大于设定值，集气盒10、支管四15、支管三12被变压器油填充，关闭电磁阀s1 27、s3 5。
38.d.误差校准及工程调试实现方法
39.将标准气体储气瓶连接测试气体输入接口4，打开电磁阀s4 8、s3 5，用标准气体排出支管六6残留气体，当储油盒21内液位传感器l2 19测量液位变化大于设定值，关闭电磁阀s3 5。打开电磁阀s2 23，储气瓶内标准气体流入集气盒10，当液位传感器l1 25低于设定值时，关闭电磁阀s2 23、电磁阀s4 8，完成集气盒10取气。打开电磁阀s4 8，控制模块26给电动伸缩杆7施加正向电压，电动伸缩杆7拖动测量盒10内部活塞35沿轴向运动，将标准气体吸入测量盒24，当电动伸缩杆到达极限位置，关闭电磁阀s4 8，启动气体传感器17，获得注入标准气体测量值，与标准气体成分对比校准测量误差。按照上述c.排空游离气体方法，将装置恢复到初始状态。
40.e.测量盒气密性检查方法
41.控制模块26给电动伸缩杆7施加正向电压，电动伸缩杆7拖动测量盒10内部活塞35沿轴向移动至设定位移，启动气压传感器11获得测量盒10压力值，等待1分钟，再次启动气压传感器11获得测量10压力值，控制模块26计算两次测量压力差，压力差设定值，判断气密性良好。气密性检查完成后，按照c.所述排空游离气体方法，将装置恢复到初始状态。
42.f.储油盒排油方法
43.在上述c.排空游离气体过程中，传感器l2 19测量值大于储油盒21液位上限，控制模块26向变压器保护装置发送液位告警。工作人员携带油桶，油桶放置截止阀26下面，通过操作截止阀26，排空储油盒21内部变压器油。