[发明专利]变压器在线监测油气分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力工程技术领域的油气分离装置，具体涉及一种基于超声振荡原理的变压器在线监测油气分离装置。

背景技术

随着电网建设的高速发展，社会对电网的安全稳定提出了更高的要求。电气设备故障，尤其是电力变压器故障，一直是危害电网稳定安全运行的主要因素。因此，对电力变压器的运行状态进行实时在线监测显得尤为重要，直接关系到电网的稳定可靠运行，然而变压器在线监测的第一步也是最重要的一步就是如何将溶解在变压器油中的故障特征气体实时快速地分离出来。

经过对现有技术的文献检索发现，孙才新等所著的《电气设备油中气体在线监测与故障诊断》一书(科学出版社，2003年第一版，北京)提到，目前，为了实现变压器油中溶解气体的实时或定时监测来达到及时发现故障的目的，近十几年来，国内外都致力于在线监测及诊断设备的研制，相继研制出了一些具有很好的实用价值的油中溶解气体在线监测及诊断装置。其中，国内外各个科研机构和企业也专门针对变压器在线监测中所用到的油气分离装置做了大量的研究。但是，各个装置都仍然存在一些不足之处。

(1)以高分子聚合物分离膜透气的油气分离装置，装置简单，主要部件就是一个聚四氟乙烯膜或聚六氟乙烯膜。即以高分子膜作为变压器油和样气室之间的分隔，根据亨利定律，油中溶解气体透过分离膜进入气室，直到气室内的气体浓度和油中气体浓度达到平衡。但是，需要十几甚至几十个小时，才能分离，而且分离还不是很彻底。此外，高分子透气膜受到变压器油的长时间浸泡后，将导致膜的变形和变质，从而要求工作人员过一段时间后就要进行高分子膜的更替。

(2)基于抽真空原理的油气分离装置，利用小型电机带动波纹管反复压缩，多次抽真空，将油中溶解气体抽出来，废油仍回到变压器中，虽然每次测试需要40min，测试周期可在1-99h或1-99年内调谐，但由于积存在波纹管空隙里的残油很难完全排出，将污染下次检测时的油样，不能真实地测出油中溶解气体组分含量及其变化趋势，同时分离不够彻底，某些气体很难分离出来。

(3)采用空气循环法的油气分离装置，日本日新电机株式会社研制出了一种空气循环取气方法，采用闭合管路装置，利用循环泵向油中吹入定量的空气，当油中的氢气浓度和空气中的氢气浓度达到平衡之前，空气一直是循环的，循环时间约3min。然后，将含有氢气的空气送入回收容器被检测。但是，由于油气分离过程中需要引入空气，空气中的各种气体不可避免地要对被检测气体造成污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种变压器在线监测油气分离装置。本发明基于超声振荡原理，通过在线取油回油的方式对变压器油样进行及时采集，首先开启真空泵抽气，油气分离室中形成真空环境，然后开启进油口的电磁阀注入一定的油样，当油样上升到一定高度时，触发液位检测器，同时开启超声振荡器，在超声振荡器的作用下进行油气分离。整个装置的电磁阀，真空泵，回油泵均通过PLC控制模块控制。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：油气分离室、真空泵、超声振荡器、回油泵、PLC控制模块、电磁阀、液位检测器、油气过滤器、限流阀、连接管，其中：油气分离室进油口外接变压器的取油阀，油气分离室进气口通过连接管与真空泵连接，油气分离室回油口与回油泵连接，油气分离室出气口外接变压器在线监测的气体检测装置入口连接，超声振荡器设置于油气分离室的下部，外接PLC控制模块，电磁阀分别设置在油气分离室外部，油气过滤器设置在油气分离室外部，液位检测器设置于油气分离室内侧与PLC控制模块相连，PLC控制模块输入端子外接传感器输出端子，PLC控制模块输出信号控制电磁阀和回油泵，真空泵一端与油气分离室连接，该端同时与外界大气相通排气，连接管用于构成气路系统，限流阀设置于油气分离室出气口外。

所述的油气分离室为圆柱形，油气分离室的底座设置有超声振荡器，油气分离室顶部设置有进油口和进气口，下部设置有回油口，油气分离室的上部侧面设置有出气口，其中进油口可以通过不锈钢管与变压器的取油阀相连接，进气口通过连接管与真空泵的排气口相连接，回油口外侧通过电磁阀及不锈钢管与回油泵相连接，出气口通过连接管与变压器在线监测的气体检测装置入口相连接。油气分离室具有很好的气密性，且油气分离室内壁需要抛光，防止油样粘附在油气分离室内壁造成对新油样的污染。