一種從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置，包括變壓器，其特征在于還包括：氣體過濾模塊、微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)、氣體干燥模塊、氣體存儲(chǔ)模塊、控制模塊和載氣再生模塊；氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口A通過氣管與變壓器現(xiàn)場環(huán)境連通，出氣端口C通過氣管與微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端口E連接；氣體存儲(chǔ)模塊的出氣端口N通過氣管與監(jiān)測裝置的進(jìn)氣口端連接。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定和成本低，利用變壓器現(xiàn)場環(huán)境中的空氣制作變壓器油中氣體監(jiān)測裝置所需載氣，減少變壓器油中氣體監(jiān)測裝置需定期更換載氣瓶的維護(hù)費(fèi)用與工作量，并有利于提升現(xiàn)有監(jiān)測裝置的采樣監(jiān)測頻次與監(jiān)測穩(wěn)定性。適用于從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣。
【專利說明】一種從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)中的變壓器監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種變壓器現(xiàn)場取監(jiān)測用絕緣 油氣的載氣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 變壓器絕緣油的氣體在線監(jiān)測技術(shù)是直接利用安裝在運(yùn)行變壓器上的裝置，對(duì)絕 緣油中溶解氣體進(jìn)行檢測與分析，因而能夠?qū)崟r(shí)地獲取變壓器的狀態(tài)信息，為設(shè)備的運(yùn)維 提供輔助決策。
[0003] 變壓器絕緣油中溶解氣體的在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，國內(nèi)外許多公 司推出了很多種在線監(jiān)測裝置；并被大量使用。其中，大多數(shù)在線監(jiān)測裝置需要使用凈化空 氣或高純N2等做載氣，并且消耗脫出的油中溶解氣體。同時(shí)，大多數(shù)監(jiān)測裝置使用還原性 氣體氣敏元件作為氣體檢測器，而還原性氣體氣敏元件需在有氧環(huán)境下才能有效檢測，因 此須選用純凈空氣作載氣。實(shí)際運(yùn)用中，純凈空氣屬于消耗品，由高純氣體生產(chǎn)商或監(jiān)測裝 置廠商以壓縮氣瓶灌裝，并定期更換。
[0004] 雖然上述現(xiàn)有監(jiān)測裝置在一定程度上滿足了電力系統(tǒng)對(duì)油中氣體在線監(jiān)測要求， 但仍然存在一些不足：?采用壓縮氣瓶灌裝的載氣一純凈空氣會(huì)增加了監(jiān)測裝置的復(fù) 雜性，增加維護(hù)工作量。?監(jiān)測頻次越高，所耗載氣越多也越快，使得檢測通常只能按1次 /天的周期間斷進(jìn)行。@載氣不足或無載氣時(shí)，監(jiān)測裝置將無法正常工作，影響監(jiān)測裝置 的穩(wěn)定性。@定期更換將耗費(fèi)資金，并占用人力資源成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定和成本低的從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測 油氣用的載氣裝置。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案： 一種從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置，包括變壓器，其特征在于還包括： 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口A、C、D和一個(gè)信號(hào)控制端口B的氣體過濾模塊； 設(shè)有兩個(gè)進(jìn)/出氣端口 E、G和一個(gè)信號(hào)控制端口 F的微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)； 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口H、J、K和一個(gè)信號(hào)控制端口I的氣體干燥模塊； 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口L、N、0和一個(gè)信號(hào)控制端口M的氣體存儲(chǔ)模塊； 設(shè)有四個(gè)信號(hào)控制端口P、Q、R和S的控制模塊； 設(shè)有兩個(gè)信號(hào)控制端口T和U的載氣再生模塊； 其中，氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口A通過氣管與變壓器現(xiàn)場環(huán)境連通，出氣端口C通過氣 管與微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端口E連接；氣體存儲(chǔ)模塊的出氣端口N通過氣管與 監(jiān)測裝置的進(jìn)氣口端連接。
[0007] 各模塊之間的連接關(guān)系為：氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口A通過氣管與變壓器現(xiàn)場環(huán) 境中的空氣連接，信號(hào)控制端口B與控制模塊的信號(hào)控制端口P通過信號(hào)電纜連接，進(jìn)氣端 口D通過氣管同時(shí)與氣體干燥模塊和氣體存儲(chǔ)模塊的進(jìn)氣口端K、0連接；復(fù)活塞空氣壓縮 機(jī)的出氣端口G通過氣管與氣體干燥模塊的進(jìn)氣端口H連接，信號(hào)控制端口F通過信號(hào)電 纜與控制模塊的信號(hào)控制端口S連接；氣體干燥模塊的出氣端口J通過氣管與氣體存儲(chǔ)模 塊的進(jìn)氣口端L連接，信號(hào)控制端口I通過信號(hào)電纜與載氣再生模塊的信號(hào)控制端口U連 接；氣體存儲(chǔ)模塊的信號(hào)控制端口M通過信號(hào)電纜與控制模塊的信號(hào)控制端口端口Q端口 連接；載氣再生模塊的進(jìn)氣端口T通過氣管與控制模塊的信號(hào)控制端口R連接。
[0008] 以上結(jié)構(gòu)的從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置，利用變壓器現(xiàn)場環(huán)境中的 空氣制作變壓器油中氣體監(jiān)測裝置所需載氣，減少變壓器油中氣體監(jiān)測裝置需定期更換載 氣瓶的維護(hù)費(fèi)用與工作量，并有利于提升現(xiàn)有監(jiān)測裝置的采樣監(jiān)測頻次與監(jiān)測穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中，氣體過濾模塊1，微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)2,氣體干燥模塊3,氣體存儲(chǔ)模塊4， 控制模塊5,載氣再生模塊6。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0011] 圖1所示，是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由氣體過濾模塊1、微型往復(fù)活塞空氣 壓縮機(jī)2、氣體干燥模塊3、氣體存儲(chǔ)模塊4、控制模塊5和載氣再生模塊6組成。從圖中可 知，過濾模塊1設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口A、C、D和一個(gè)信號(hào)控制端口B;微型往復(fù)活塞空氣壓 縮機(jī)2設(shè)有兩個(gè)進(jìn)/出氣端口E、G和一個(gè)信號(hào)控制端口F;氣體干燥模塊3設(shè)有三個(gè)進(jìn)/ 出氣端口H、J、K和一個(gè)信號(hào)控制端口I;氣體存儲(chǔ)模塊4設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口L、N、0和 一個(gè)信號(hào)控制端口M;控制模塊5設(shè)有四個(gè)信號(hào)控制端口P、Q、R和S;載氣再生模塊設(shè)有兩 個(gè)信號(hào)控制端口T和U。
[0012] 各模塊之間的連接關(guān)系為：氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口A通過氣管與變壓器絕緣油 氣的出氣口連接，出氣端口C通過氣管與微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端口E連接；氣 體存儲(chǔ)模塊的出氣端口N通過氣管與監(jiān)測裝置的進(jìn)氣口端連接；氣體過濾模塊的A通過氣 管與變壓器絕緣油氣的出氣口連接，信號(hào)控制端口B與控制模塊的信號(hào)控制端口P通過信 號(hào)電纜連接，進(jìn)氣端口D通過氣管同時(shí)與氣體干燥模塊和氣體存儲(chǔ)模塊的進(jìn)氣口端K、0連 接；復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的出氣端口G通過氣管與氣體干燥模塊的進(jìn)氣端口H連接，信號(hào)控制 端口F通過信號(hào)電纜與控制模塊的信號(hào)控制S連接；氣體干燥模塊的出氣端口J通過氣管 與氣體存儲(chǔ)模塊的進(jìn)氣口端L連接，信號(hào)控制端口I通過信號(hào)電纜與載氣再生模塊的信號(hào) 控制端口U連接；氣體存儲(chǔ)模塊的信號(hào)控制端口M通過信號(hào)電纜與控制模塊的信號(hào)控制端 口Q端口連接；載氣再生模塊的信號(hào)控制端口T通過信號(hào)電纜與控制模塊的信號(hào)控制端口 R連接。
[0013] 氣體過濾模塊1用于過濾變電站現(xiàn)場環(huán)境中空氣含有水、粉塵、其它氣體等雜質(zhì) 等，使之可滿足于油中溶解氣體監(jiān)測的載氣要求。
[0014] 微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)2的作用是通過活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮和輸 送過濾后的空氣。其中，出氣端口G能夠形成0. 1至0.2Mpa壓力的正壓氣源，可實(shí)現(xiàn)向氣 體干燥模塊3的進(jìn)氣端口H推送過濾后的氣體，并可保證由出氣端口G至氣體存儲(chǔ)模塊4 出氣端口N的氣路暢通(建議此內(nèi)容寫入權(quán)利要求書)。同時(shí)，為了保持排氣管中的壓力不 變，壓縮機(jī)的排氣量應(yīng)能根據(jù)用氣量或所設(shè)氣壓的變化而自行調(diào)節(jié)。信號(hào)控制端口F的作 用為接收控制模塊5通過信號(hào)控制端口下發(fā)的啟停指令，并向控制模塊5反饋微型往復(fù)式 空氣壓縮機(jī)2的當(dāng)前狀態(tài)。
[0015] 氣體干燥模塊3的作用是與載氣再生模塊6配合使用，用于干燥、凈化裝置油氣回 路中的水分、油霧、其它氣體等雜質(zhì)。
[0016] 氣體存儲(chǔ)模塊4作用為用于存儲(chǔ)裝置所生成的載氣，載氣存儲(chǔ)壓力上限為lOMPa。
[0017] 控制模塊5采用電信號(hào)控制氣體過濾模、氣體存儲(chǔ)模塊、微型往復(fù)活塞空氣壓縮 機(jī)、載氣再生模塊的工作狀態(tài)，并采集反應(yīng)各模塊動(dòng)作狀態(tài)的開關(guān)量信號(hào)及回路中氣體壓 力的模擬信號(hào)。其中，開關(guān)量信號(hào)是指控制模塊的接通或者斷開所對(duì)應(yīng)的值" 1"和"〇"兩 種狀態(tài)，包括遙信采集和遙控輸出；模擬信號(hào)是指壓力變量在一定范圍連續(xù)變化的量，對(duì)應(yīng) 4至20mA的電流信號(hào)。
[0018] 載氣再生模塊6的作用是與氣體干燥模塊配合使用，定期啟動(dòng)氣體干燥模塊進(jìn)行 干燥再生，保證氣體通過氣體干燥凈化模塊時(shí)的水分、烴類雜質(zhì)含量達(dá)到最小。
[0019] 本發(fā)明所述各模塊的使用方法為： 氣體過濾模塊從空氣中直接取氣,送入微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)中；微型往復(fù)活塞空 氣壓縮機(jī)將壓縮后的氣體送入氣體干燥模塊進(jìn)行干燥；氣體干燥模塊將處理后氣體送入氣 體存儲(chǔ)模塊；氣體存儲(chǔ)模塊在特定時(shí)刻打開開關(guān)對(duì)氣體過濾模塊和氣體干燥模塊輸送氣體 進(jìn)行反吹；以上各模塊通過相應(yīng)的控制端口與控制模塊連接；控制模塊在需要的時(shí)候啟動(dòng) 載氣再生模塊對(duì)氣體進(jìn)行再生處理。
[0020] 本發(fā)明裝置的使用步驟如下： 一、 將變壓器油中氣體監(jiān)測裝置安裝于變壓器設(shè)備本體附近，并經(jīng)取油管與回油管連 接變壓器本體與油中氣體監(jiān)測裝置；例如：將油中氣體監(jiān)測裝置安裝于一臺(tái)liokv變壓器 處； 二、當(dāng)氣體存儲(chǔ)模塊4中的氣體貯存壓力低于所需壓力下限時(shí)，氣體過濾模塊1從 110kV變壓器現(xiàn)場環(huán)境的空氣中直接取氣，并過濾除去進(jìn)入空氣壓縮機(jī)之內(nèi)氣體的顆粒雜 質(zhì)，同時(shí)送入微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)2中； 三、微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)2將壓縮后的氣體送入氣體干燥模塊3進(jìn)行干燥，干燥除 去氣體壓縮機(jī)后的水分； 四、 氣體干燥模塊3將處理后氣體送入氣體存儲(chǔ)模塊4,直至氣體貯存壓力達(dá)到裝置壓 力上限值； 五、 氣體存儲(chǔ)模塊4在特定時(shí)刻打開開關(guān)對(duì)氣體過濾模塊1和氣體干燥模塊3輸送氣 體進(jìn)行反吹，以去除過濾模塊內(nèi)截留的顆粒雜質(zhì)； 六、 以上各模塊通過相應(yīng)的控制端口與控制模塊5連接，控制模塊5在需要的時(shí)候啟動(dòng) 載氣再生模塊6對(duì)氣體進(jìn)行再生處理，以確保通過氣體干燥模塊后氣體濕度符合現(xiàn)場監(jiān)測 油中溶解氣體的要求； 七、氣體存儲(chǔ)模塊4將生成的載氣用于承載經(jīng)油氣分離后的油中溶解氣體，并送入監(jiān) 測裝置的氣體檢測單元，由檢測器變換為與氣體含量成比例的電信號(hào)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后提供給 技術(shù)人員查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析該llOkV變壓器工況。
【權(quán)利要求】
1. 一種從變壓器現(xiàn)場獲取監(jiān)測油氣用的載氣裝置，包括變壓器，其特征在于還包括： 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口 A、C、D和一個(gè)信號(hào)控制端口 B的氣體過濾模塊； 設(shè)有兩個(gè)進(jìn)/出氣端口 E、G和一個(gè)信號(hào)控制端口 F的微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)； 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口 H、J、K和一個(gè)信號(hào)控制端口 I的氣體干燥模塊； 設(shè)有三個(gè)進(jìn)/出氣端口 L、N、0和一個(gè)信號(hào)控制端口 M的氣體存儲(chǔ)模塊； 設(shè)有四個(gè)信號(hào)控制端口 P、Q、R和S的控制模塊； 設(shè)有兩個(gè)信號(hào)控制端口 T和U的載氣再生模塊； 其中，氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口 A通過氣管與變壓器現(xiàn)場環(huán)境連通，出氣端口 C通過氣 管與微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端口 E連接；氣體存儲(chǔ)模塊的出氣端口 N通過氣管與 監(jiān)測裝置的進(jìn)氣口端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 各模塊之間的連接關(guān)系為：氣體過濾模塊的進(jìn)氣端口 A通過氣管與變壓器現(xiàn)場環(huán)境中 的空氣連接，信號(hào)控制端口 B與控制模塊的信號(hào)控制端口 P通過信號(hào)電纜連接，進(jìn)氣端口 D 通過氣管同時(shí)與氣體干燥模塊和氣體存儲(chǔ)模塊的進(jìn)氣口端K、0連接；復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)的 出氣端口 G通過氣管與氣體干燥模塊的進(jìn)氣端口 H連接，信號(hào)控制端口 F通過信號(hào)電纜與 控制模塊的信號(hào)控制端口 S連接；氣體干燥模塊的出氣端口 J通過氣管與氣體存儲(chǔ)模塊的 進(jìn)氣口端L連接，信號(hào)控制端口 I通過信號(hào)電纜與載氣再生模塊的信號(hào)控制端口 U連接；氣 體存儲(chǔ)模塊的信號(hào)控制端口 M通過信號(hào)電纜與控制模塊的信號(hào)控制端口端口 Q端口連接； 載氣再生模塊的進(jìn)氣端口 T通過氣管與控制模塊的信號(hào)控制端口 R連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 所述的氣體過濾模塊（1)用于過濾變電站現(xiàn)場環(huán)境中空氣含有水、粉塵、其它氣體等雜 質(zhì)等，使之可滿足于油中溶解氣體監(jiān)測的載氣要求。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)（2)的作用是通過活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮和輸送過 濾后的空氣；其中，出氣端口 G能夠形成0. 1至0.2Mpa壓力的正壓氣源，可實(shí)現(xiàn)向氣體干燥 模塊（3)的進(jìn)氣端口 H推送過濾后的氣體，并可保證由出氣端口 G至氣體存儲(chǔ)模塊（4)出氣 端口 N的氣路暢通；信號(hào)控制端口 F的作用為接收控制模塊（5)通過信號(hào)控制端口下發(fā)的 啟停指令，并向控制模塊（5)反饋微型往復(fù)式空氣壓縮機(jī)（2)的當(dāng)前狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 氣體干燥模塊（3)的作用是與載氣再生模塊（6)配合使用，用于干燥、凈化裝置油氣回 路中的水分、油霧、其它氣體等雜質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 氣體存儲(chǔ)模塊（4)作用為用于存儲(chǔ)裝置所生成的載氣，載氣存儲(chǔ)壓力上限為lOMPa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 控制模塊（5)采用電信號(hào)控制氣體過濾模、氣體存儲(chǔ)模塊、微型往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)、 載氣再生模塊的工作狀態(tài)，并采集反應(yīng)各模塊動(dòng)作狀態(tài)的開關(guān)量信號(hào)及回路中氣體壓力的 模擬信號(hào)；其中，開關(guān)量信號(hào)是指控制模塊的接通或者斷開所對(duì)應(yīng)的值" 1"和"〇"兩種狀 態(tài)，包括遙信采集和遙控輸出；模擬信號(hào)是指壓力變量在一定范圍連續(xù)變化的量，對(duì)應(yīng)4至 20mA的電流信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載氣裝置，其特征在于： 載氣再生模塊（6)的作用是與氣體干燥模塊配合使用，定期啟動(dòng)氣體干燥模塊進(jìn)行干 燥再生，保證氣體通過氣體干燥凈化模塊時(shí)的水分、烴類雜質(zhì)含量達(dá)到最小。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104330532SQ201410602116
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張煒, 吳秋莉, 鄧雨榮, 郭麗娟, 呂澤承 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院