油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置的制作方法

1.本发明涉及油浸式变压器控制技术领域，尤其是涉及油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置。


背景技术：

2.油浸式变压器是变电站内的核心设备之一，其稳定运行直接影响到电网系统的运行质量。变压器油箱充满了变压器油，为其在运行时起到绝缘、散热的作用。由于变压器油存在热胀冷缩现象，根据厂家提供的标准油温油位曲线，储油柜(油枕)内应储存合适量的油为变压器在温度变化时提供呼吸作用。然而当油枕内油量(油位)过高时，呼吸空间变小，会出现外溢油现象；当油位过低时，一方面可能会出现油枕无油运行，严重时空气进入油箱，部分线圈、铁芯将暴露在空气中受潮，降低绝缘性能，导致绝缘击穿而烧坏变压器，另一方面会导致瓦斯保护动作，造成变压器瓦斯误动作。因此，油枕油位测量及调整是变压器检修中非常重要且必不可少的项目。然而，目前油枕油位调整(补排油过程)主要用油管将油枕的补排油阀门和真空滤油机、油罐连接起来，补油时油罐中新油经过滤后通过油管补至油枕，排油时油枕内变压器油经过滤后回收至油罐中。油枕整个补排油过程没有实时监控装置，往往根据真空滤油机的油泵流量依靠经验多次人工计时启停油泵和油位复测来控制补排油过程，直到油枕油量调整后油位符合标准。这种油位调整装置及方法不足之处在于一方面多次启停泵和多次油位复测大大增加了该项工作的时间，另一方面通过人为控制调整过程会导致调整油量误差大，甚至会出现补(排)油过量导致的油枕溢油或无油情况，进而需要返工处理。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置，能对油位调整过程进行实时监控。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.在油浸式变压器油枕的补排油阀和真空滤油机之间的油路中增加一种油枕油位调整实时监控装置，包括流量计、电磁阀、单片机、油位测量装置、三通阀和油管，所述三通阀、流量计和电磁阀串接入所述油管的管路中，并通过油管连接至变压器油枕的补排油阀，所述油枕的补排油阀、三通阀、流量计和电磁阀依次设置，所述单片机用信号电缆连接所述流量计、电磁阀和油位测量装置。
6.进一步地，所述单片机的控制过程包括以下步骤：
7.通过所述油位测量装置获取油枕内的当前油位，反馈至单片机，自动与预设的该油枕对应的标准油位对比，获取应调整油量估算值；
8.控制所述电磁阀开启，通过所述流量计实时获取油流体积量，并与所述应调整油量估算值对比，若油流体积量达到应调整油量估算值，则控制所述电磁阀关闭，完成油浸式变压器油枕油位调整。
9.进一步地，所述单片机预先设置有变压器的油枕尺寸和对应的标准油位，所述单片机根据当前油位和标准油位的差值以及油枕尺寸，获取所述应调整油量估算值。
10.进一步地，所述调整油量估算值的获取过程中还涉及所述变压器内变压器油的当前油温。
11.进一步地，通过切换所述三通阀，使得油枕和油位测量装置连通，并关闭流量计、电磁阀所在的管路，然后由所述油位测量装置获取油枕内的当前油位；
12.通过切换所述三通阀，使得油枕与流量计、电磁阀连通，并关闭油位测量装置所在的管路，然后进行油位调整。
13.本发明通过变压器的油枕尺寸、标准油位和当前油温精确对所述应调整油量进行了估算，基本能确保油量的一次性调整到位；为进一步验证油量调整结果，提升本方案的可靠性，本发明完成油浸式变压器油枕油位调整前还包括：再次通过所述油位测量装置获取油枕内的当前油位，并与预设的该油枕对应的标准油位对比，若差值在预设的误差范围以内，则完成油浸式变压器油枕油位调整，否则重新获取应调整油量估算值，进行油位调整。
14.进一步地，所述单片机包括主控模块、模拟信号采集模块、a/d转换模块、时钟电路模块、数据存储模块和显示模块，所述主控模块分别连接所述a/d转换模块、时钟电路模块、数据存储模块、显示模块和电磁阀，所述a/d转换模块分别连接所述模拟信号采集模块和流量计，所述模拟信号采集模块还连接所述油位测量装置。
15.进一步地，所述主控模块还连接有rs485串行通信模块。
16.进一步地，所述主控模块还连接有电池。
17.进一步地，所述显示模块为显示屏。
18.进一步地，所述主控模块为arm处理器。
19.进一步地，所述油位测量装置为油压力信号采集装置。
20.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.(1)大大减少变压器油枕油位调整作业时间，采用该装置只用开启油泵一次，就能将油位调整至符合标准，且避免了返工问题，缩短了作业时间；
22.(2)油枕油位调整量更精确，采用本装置能够提前估算精确的调整油量，防止了以往发生的油枕补排油过度导致的油枕溢油或无油等严重情况；
23.(3)油枕油位调整全过程可控，采用本装置能够实时监测和控制调整过程，无需再凭借经验人为控制，减少了劳动力且使整个作业过程更简单便捷。
附图说明
24.图1为本发明实施例中提供的一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例中提供的一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置的设计结构树图；
26.图3为本发明实施例中提供的一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置的硬件系统框图；
27.图4为本发明实施例中提供的一种油位调整流程图；
28.图5为本发明实施例中提供的一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置的使
用流程图；
29.图中，1、变压器，2、油管，3、流量计，4、电磁阀，5、单片机，501、主控模块，502、模拟信号采集模块，503、a/d转换模块，504、时钟电路模块，505、数据存储模块，506、显示模块，507、rs485串行通信模块，6、油位测量装置，7、三通阀，8、电池。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
36.实施例1
37.如图1所示，本实施例提供一种油浸式变压器油枕油位调整实时监控装置，包括流量计3、电磁阀4、单片机5、油位测量装置6、三通阀7和油管2，三通阀7、流量计3和电磁阀4串接入油管2的管路中，并通过油管2连接至变压器油枕的补排油阀，油枕的补排油阀、三通阀7、流量计3和电磁阀4依次设置，单片机5用信号电缆连接流量计3、电磁阀4和油位测量装置6。
38.通过流量计实时采集油流体积，传送给单片机进行信号处理及判断，单片机控制电磁阀动作，并对数据进行存储和实时显示，实现油枕油位调整过程的实时监测和控制。
39.如图2所示，该装置设计主要由硬件制作、软件开发、软硬件兼容三方面。
40.下面进行具体描述。
41.一、硬件制作
42.硬件部分：包括流量计、电磁阀、单片机、显示屏、电池、三通阀、油管路等配件，单片机电路有主控模块、信号接收处理模块、数据存储模块、电源模块及显示模块五大模块组成，如图2所示。
43.具体地，如图3所示，单片机5包括主控模块501、模拟信号采集模块502、a/d转换模块503、时钟电路模块504、数据存储模块505、显示模块506和rs485串行通信模块507，主控模块501分别连接a/d转换模块503、时钟电路模块504、数据存储模块505、显示模块506、rs485串行通信模块507和电磁阀4，a/d转换模块503分别连接模拟信号采集模块502和流量计3，模拟信号采集模块502还连接油位测量装置6，主控模块501还连接有电池8，用于供电，显示模块506为显示屏。
44.本实施例中，主控模块501为arm处理器，油位测量装置6为油压力信号采集装置。
45.二、软件开发
46.软件部分：将变压器的油枕尺寸和油位标准写入程序，采用c语言编程，程序c文件编译成hex格式文件下载到单片机内，软件实现通过输入变压器名称、当前油温，就能实现油枕应调整油量体积的精确计算、注排油过程控制、结果自动判断及历史数据查询等功能，具体流程图如图2所示。
47.具体原理：流量计采集油流体积量实时传送给单片机，与单片机内调整油量估算值进行比较，当油流体积量达到调整油量估算值时，单片机发送指令给电磁阀，电磁阀关断油路，并对数据进行存储和实时显示。
48.具体地，如图4所示，单片机5的控制过程包括以下步骤：
49.油位测量装置6获取油枕内的当前油位并传送给单片机，自动与预设的该油枕对应的标准油位对比，获取应调整油量估算值；
50.控制电磁阀4开启，通过流量计3实时获取油流体积量，并与应调整油量估算值对比，若油流体积量达到调整油量估算值，则控制电磁阀4关闭，完成油浸式变压器油枕油位调整。
51.单片机5预先设置有变压器1的油枕尺寸和对应的标准油位，单片机5根据当前油位和标准油位的差值、油枕尺寸以及当前油温，获取应调整油量估算值。当前油温采用变压器油温表的读数。变压器油的热胀冷缩现象容易引起油的体积变化，因此应调整油量估算值应根据当前油温进行计算。
52.三通阀的使用过程具体为：
53.通过切换三通阀的开关位置，即进入测量状态，使得油枕与油位测量装置6连通，并关闭流量表3、电磁阀4所在的管路，然后由油位测量装置6获取油枕内的当前油位；
54.通过切换三通阀的开关位置，即进入调整状态，使得油枕与流量计3、电磁阀4连通，并关闭油位测量装置6所在的管路，然后通过单片机控制电磁阀4进行油位调整。
55.本方案通过变压器的油枕尺寸、标准油位和当前油温精确对所述应调整油量进行了估算，基本能确保油量的一次性调整到位；为进一步验证油量调整结果，提升本方案的可靠性，本实施例在完成油浸式变压器油枕油位调整前还包括：再次通过油位测量装置6获取油枕内的当前油位，并与预设的该油枕对应的标准油位对比，若差值在预设的误差范围以内，则完成油浸式变压器油枕油位调整，否则重新获取调整油量估算值，进行油位调整；实现进一步地确认。
56.如图5所示，具体使用过程为：
57.1)在待调整油位的油浸式变压器上安装本实施例提供的装置；
58.2)装置开机；
59.3)参数设置：在单片机显示模块506的显示界面上设置变压器的名称和当前油温，单片机中预先存储有数据库，该数据库中存储有各名称变压器对应的油枕尺寸和标准油位信息；
60.4)启动油位测量，三通阀切换至测量状态，通过油位测量装置6获取油枕内的当前油位，传送给单片机，自动与预设的该油枕对应的标准油位对比，获取应调整油量估算值；
61.5)启动油位调整：三通阀切换至调整状态，控制所述电磁阀4开启，通过所述流量计3实时获取油流体积量，并与所述应调整油量估算值对比；
62.6)油位调整结束：若油流体积量达到调整油量估算值，则控制所述电磁阀4关闭，完成油浸式变压器油枕油位调整；
63.7)油位复测：三通阀切换至测量状态，进行油位测量，显示屏上显示油位，若仍与与标准油位存在较大差值，则获取调整油量估算值返回步骤5)；否则进入步骤8)；
64.8)装置关机。
65.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。