一种变压器油的预处理装置和方法
【专利摘要】本发明提供一种变压器油的预处理装置和方法，装置包括电磁阀、球阀、油箱、油缸、循环泵、真空泵、油气分离室、压力传感器、步进电机、空气和氮气接口、进油口以及出油口；进油口与油箱、油缸和循环泵之间通过四通连接；油缸与所述油箱、油气分离室和压力传感器分别连接，球阀设于所述油箱与所述油缸之间；油缸的活塞通过机械装置与步进电机固定连接，活塞底部连接所述出油口；油气分离室连接空气和氮气接口，并通过电磁阀连接真空泵。本发明通过引入真空雾化脱气、空气清洗、氮气清洗三种脱气方法来对变压器油进行预处理，可以弥补各种方法的清洗脱气效果的不足，更高效的洗脱原始变压器油中溶解的残留气体。
【专利说明】一种变压器油的预处理装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预处理装置和方法，具体涉及一种变压器油的预处理装置和方法。
【背景技术】
[0002]变压器油中溶解气体组分含量的测定，是电力系统十分重要的检测项目之一，是变压器出厂检验和运行过程中判断设备潜伏性故障的有效手段。油色谱在线监测设备作为实时监测变压器油中溶解气体组分含量的仪器，已经在全国范围内广泛使用，其测量结果的质量直接影响变压器的安全运行。目前，电力系统通常使用标准油样对油色谱在线监测设备进行校准、检定和检测。标准油样是在对原始油样进行预处理的基础上配置而成的，因此，对原始油样进行预处理在校准、检定和检测试验中是一个很重要的流程。目前的预处理过程主要是利用氮气对原始油样进行搅拌鼓泡吹洗，不仅效率低下，而且往往需要消耗大量氮气，造成很大浪费。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种变压器油的预处理装置和方法，利用本装置可以对变压器油进行雾化后真空脱气、空气清洗和氮气清洗，自动获取变压器油空白油样，从而制备校准油色谱在线监测装置所需的标准油样。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0005]本发明提供一种变压器油的预处理装置，所述装置包括电磁阀、球阀、油箱、油缸、循环泵、真空泵、油气分离室、压力传感器、步进电机、空气和氮气接口、进油口以及出油口 ；所述进油口与所述油箱、油缸和循环泵之间通过四通连接；所述油缸与所述油箱、油气分离室和压力传感器分别连接，所述球阀设于所述油箱与所述油缸之间；所述油缸的活塞通过机械装置与所述步进电机固定连接，所述活塞底部连接所述出油口 ；所述油气分离室连接所述空气和氮气接口，并通过所述电磁阀连接所述真空泵。
[0006]所述油箱顶部和底部分别设有开口，顶部的开口与外界空气相通，所述油箱通过底部的开口连接三通A。
[0007]所述进油口通过电磁阀与所述四通的一端连接，所述四通的另一端通过所述电磁阀连接循环泵，另外两端分别通过三通A、三通B连接所述油箱和油缸，所述三通A的另一端通过电磁阀连接球阀，所述球阀的另一端通过三通B连接所述油缸。
[0008]所述油缸顶部和底部分别设有开口，顶部和底部的开口处分别设有黄铜片和活塞，所述油缸通过所述黄铜片连接所述三通B。
[0009]所述黄铜片的直径为50?70mm,均勻设置10?100个圆孔,所述圆孔的直径为0.3mm ?0.5mm0
[0010]所述出油口通过电磁阀与三通C的一端连接，所述三通C的另外两端分别连接所述循环泵和所述油缸的活塞；所述活塞采用中空设置。[0011 ] 所述油缸侧面顶部侧面设有开口，所述开口连接三通D，所述三通D的另外两端分别连接压力传感器和油气分离室，所述三通D和油气分离室之间设有电磁阀，所述油气分离室通过三通E连接所述空气和氮气接口，所述三通E的其余一端通过电磁阀连接真空泵；所述三通E与空气和氮气接口之间设有电磁阀。
[0012]所述油气分离室内设有液位传感器。
[0013]本发明还提供一种利用变压器油的预处理装置对变压器油进行预处理的方法，所述方法包括以下步骤:
[0014]步骤1:进油；
[0015]所述活塞下行，打开所述四通与三通A之间的电磁阀，若所述油气分离室内有变压器油，则打开所述三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述三通E与空气和氮气接口之间的电磁阀，所述活塞到达油缸底部后，关闭上述打开的电磁阀；
[0016]所述活塞下行，打开所述四通与三通A之间的电磁阀，所述活塞到达油缸底部后关闭所述四通与三通A之间的电磁阀，并打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述三通E与真空泵之间的电磁阀；油缸内达到真空状态后关闭三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、所述三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵，打开所述进油口与四通之间的电磁阀，使变压器油进入所述装置，完成后关闭所述进油口与四通之间的电磁阀；
[0017]步骤2:真空雾化脱气；
[0018]打开所述四通与三通A之间的电磁阀，所述活塞上行至油缸顶部，关闭四通与三通A之间的电磁阀；活塞下行至油缸底部，打开球阀和球阀与三通A之间的电磁阀；
[0019]步骤3:所述油缸内压强不低于5kPa时，关闭球阀和球阀与三通A之间的电磁阀，打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵；当油缸内压强不高于0.1kPa时，关闭上述打开的电磁阀和真空泵，打开球阀与三通A之间的电磁阀；
[0020]步骤4:循环步骤3的操作直至油箱内无变压器油，关闭球阀与三通A之间的电磁阀，打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵，当油缸内达到真空状态后，关闭上述打开的电磁阀和真空泵；
[0021]步骤5:空气清洗；
[0022]打开所述空气和氮气接口与三通E之间电磁阀和三通E与油气分离室之间的电磁阀，使空气进入装置，当油缸内压强达到95kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀，活塞上行直至油缸内压强达到150kPa及以上，打开所述四通与循环泵之间的电磁阀及循环泵，使变压器油开始循环，15?30分钟后关闭循环泵；
[0023]步骤6:氮气清洗；
[0024]打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述空气和氮气接口与三通E之间的电磁阀，使氮气进入装置，当油缸内压强达到150kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀，并打开循环泵使变压器油开始循环，15?30分钟后关闭循环泵；完成变压器油的预处理。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0026]1、通过引入真空雾化脱气、空气清洗、氮气清洗三种脱气方法来对变压器油进行预处理，可以弥补各种方法的清洗脱气效果的不足，更高效的洗脱原始变压器油中溶解的残留气体；[0027]2、使用了真空雾化脱气、空气清洗配合氮气清洗的方式，有效节约了氮气的使用量，降低了试验成本；
[0028]3、可以方便的与标准油样制备装置进行集成，可以更加快捷地制备试验用标准油样；
[0029]4、真空雾化脱气、空气清洗和氮气清洗三个流程可以视变压器油中气体浓度情况多次进行，灵活方便；
[0030]5、通过油气分离室内设置的液位传感器判断油气分离室内是否有变压器油；
[0031]6、三通A与油缸之间设置的球阀可以调节变压器油的流速以保证雾化程度；
[0032]7、空气和氮气接口可以按需要自动进如空气或者氮气。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是变压器油的预处理装置结构图；
[0034]其中，1-出油口与三通C之间的电磁阀，2-四通与循环泵之间的电磁阀，3-进油口与四通之间的电磁阀,4-三通A与四通之间的电磁阀，5-三通A与球阀之间的电磁阀，6-三通D与油气分离室之间的电磁阀，7-空气和氮气接口与三通E之间的电磁阀，8-三通E与真空泵之间的电磁阀，9-油箱，10-油缸，11-循环泵，12-真空泵，13-油气分离室，14-压力传感器，15-球阀，16-步进电机，17-三通A，18-三通B，19-三通C，20-三通D，21-三通E，22-四通。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0036]如图1，本发明提供一种变压器油的预处理装置，所述装置包括电磁阀、球阀15、油箱9、油缸10、循环泵11、真空泵12、油气分离室13、压力传感器14、步进电机16、空气和氮气接口、进油口以及出油口 ；所述进油口与所述油箱9、油缸10和循环泵11之间通过四通22连接；所述油缸10与所述油箱9、油气分离室13和压力传感器14分别连接，所述球阀15设于所述油箱9与所述油缸10之间；所述油缸10的活塞通过机械装置与所述步进电机16固定连接，所述活塞底部连接所述出油口 ；所述油气分离室13连接所述空气和氮气接口，并通过所述电磁阀连接所述真空泵12。
[0037]所述油箱9顶部和底部分别设有开口，顶部的开口与外界空气相通，所述油箱9通过底部的开口连接三通A17。
[0038]所述进油口通过电磁阀3与所述四通22的一端连接，所述四通22的另一端通过所述电磁阀2连接循环泵11，另外两端分别通过三通A17、三通B18连接所述油箱9和油缸10，所述三通A17的另一端通过电磁阀5连接球阀15，所述球阀15的另一端通过三通B18连接所述油缸10。
[0039]所述油缸10顶部和底部分别设有开口，顶部和底部的开口处分别设有黄铜片和活塞，所述油缸10通过所述黄铜片连接所述三通B18。
[0040]所述黄铜片的直径为60mm,均勻设置80个圆孔,所述圆孔的直径为0.4mm。
[0041]所述出油口通过电磁阀I与三通C19的一端连接，所述三通C19的另外两端分别连接所述循环泵11和所述油缸10的活塞；所述活塞采用中空设置。[0042]所述油缸10侧面顶部侧面设有开口，所述开口连接三通D20，所述三通D20的另外两端分别连接压力传感器14和油气分离室13，所述三通D20和油气分离室13之间设有电磁阀6，所述油气分离室13通过三通E21连接所述空气和氮气接口，所述三通E21的其余一端通过电磁阀连接真空泵12 ;所述三通E21与空气和氮气接口之间设有电磁阀7。
[0043]所述油气分离室13内设有液位传感器。
[0044]本发明还提供一种利用变压器油的预处理装置对变压器油进行预处理的方法，所述方法包括以下步骤:
[0045]步骤1:进油；
[0046]所述活塞下行，打开所述四通22与三通A17之间的电磁阀4，若所述油气分离室13内有变压器油，则打开所述三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀6及所述三通E21与空气和氮气接口之间的电磁阀7，所述活塞到达油缸10底部后，关闭上述打开的电磁阀6和电磁阀7 ；
[0047]所述活塞下行，打开所述四通22与三通A17之间的电磁阀4，所述活塞到达油缸10底部后关闭所述四通22与三通A17之间的电磁阀4，并打开三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀6及所述三通E与真空泵12之间的电磁阀8 ;油缸10内达到真空状态后关闭三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀6、所述三通E21与真空泵12之间的电磁阀8及真空泵12，打开所述进油口与四通22之间的电磁阀3，使变压器油进入所述装置，完成后关闭所述进油口与四通22之间的电磁阀3 ；
[0048]步骤2:真空雾化脱气；
[0049]打开所述四通22与三通A17之间的电磁阀4，所述活塞上行至油缸10顶部，关闭四通22与三通A17之间的电磁阀4 ;活塞下行至油缸10底部，打开球阀15和球阀15与三通A17之间的电磁阀5 ；
[0050]步骤3:所述油缸10内压强不低于5kPa时，关闭球阀15和球阀15与三通A17之间的电磁阀5，打开三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀6、三通E21与真空泵12之间的电磁阀8及真空泵12 ;当油缸10内压强不高于0.1kPa时，关闭上述打开的电磁阀6、电磁阀8和真空泵12，打开球阀15与三通A17之间的电磁阀5 ；
[0051]步骤4:循环步骤3的操作直至油箱9内无变压器油，关闭球阀15与三通A17之间的电磁阀,打开三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀、三通E21与真空泵12之间的电磁阀及真空泵12，当油缸10内达到真空状态后，关闭上述打开的电磁阀和真空泵12 ；
[0052]步骤5:空气清洗；
[0053]打开所述空气和氮气接口与三通E21之间电磁阀7和三通E21与油气分离室13之间的电磁阀6，使空气进入装置，当油缸10内压强达到95kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀7和电磁阀6，活塞上行直至油缸10内压强达到150kPa及以上，打开所述四通22与循环泵11之间的电磁阀2及循环泵11，使变压器油开始循环，20分钟后关闭循环泵11 ；
[0054]步骤6:氮气清洗；
[0055]打开三通D20与所述油气分离室13之间的电磁阀6及所述空气和氮气接口与三通E21之间的电磁阀7，使氮气进入装置，当油缸10内压强达到150kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀6和电磁阀7，并打开循环泵11使变压器油开始循环，20分钟后关闭循环泵11 ;完成变压器油的预处理。[0056]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种变压器油的预处理装置，其特征在于:所述装置包括电磁阀、球阀、油箱、油缸、循环泵、真空泵、油气分离室、压力传感器、步进电机、空气和氮气接口、进油口以及出油口 ；所述进油口与所述油箱、油缸和循环泵之间通过四通连接；所述油缸与所述油箱、油气分离室和压力传感器分别连接，所述球阀设于所述油箱与所述油缸之间；所述油缸的活塞通过机械装置与所述步进电机固定连接，所述活塞底部连接所述出油口 ；所述油气分离室连接所述空气和氮气接口，并通过所述电磁阀连接所述真空泵。
2.根据权利要求1所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述油箱顶部和底部分别设有开口，顶部的开口与外界空气相通，所述油箱通过底部的开口连接三通A。
3.根据权利要求2所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述进油口通过电磁阀与所述四通的一端连接，所述四通的另一端通过所述电磁阀连接循环泵，另外两端分别通过三通A、三通B连接所述油箱和油缸，所述三通A的另一端通过电磁阀连接球阀，所述球阀的另一端通过三通B连接所述油缸。
4.根据权利要求3所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述油缸顶部和底部分别设有开口，顶部和底部的开口处分别设有黄铜片和活塞，所述油缸通过所述黄铜片连接所述三通B。
5.根据权利要求4所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述黄铜片的直径为50~70mm,均匀设置10~100个圆孔,所述圆孔的直径为0.3mm~0.5mm。
6.根据权利要求1所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述出油口通过电磁阀与三通C的一端连接，所述 三通C的另外两端分别连接所述循环泵和所述油缸的活塞；所述活塞采用中空设置。
7.根据权利要求4所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述油缸侧面顶部侧面设有开口，所述开口连接三通D，所述三通D的另外两端分别连接压力传感器和油气分离室，所述三通D和油气分离室之间设有电磁阀，所述油气分离室通过三通E连接所述空气和氮气接口，所述三通E的其余一端通过电磁阀连接真空泵；所述三通E与空气和氮气接口之间设有电磁阀。
8.根据权利要求1所述的变压器油的预处理装置，其特征在于:所述油气分离室内设有液位传感器。
9.一种利用权力要求1-8任一所述的变压器油的预处理装置对变压器油进行预处理的方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:进油； 所述活塞下行，打开所述四通与三通A之间的电磁阀，若所述油气分离室内有变压器油，则打开所述三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述三通E与空气和氮气接口之间的电磁阀，所述活塞到达油缸底部后，关闭上述打开的电磁阀； 所述活塞下行，打开所述四通与三通A之间的电磁阀，所述活塞到达油缸底部后关闭所述四通与三通A之间的电磁阀，并打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述三通E与真空泵之间的电磁阀；油缸内达到真空状态后关闭三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、所述三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵，打开所述进油口与四通之间的电磁阀，使变压器油进入所述装置，完成后关闭所述进油口与四通之间的电磁阀； 步骤2:真空雾化脱气；打开所述四通与三通A之间的电磁阀，所述活塞上行至油缸顶部，关闭四通与三通A之间的电磁阀；活塞下行至油缸底部，打开球阀和球阀与三通A之间的电磁阀； 步骤3:所述油缸内压强不低于5kPa时，关闭球阀和球阀与三通A之间的电磁阀，打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵；当油缸内压强不高于0.1kPa时，关闭上述打开的电磁阀和真空泵，打开球阀与三通A之间的电磁阀； 步骤4:循环步骤3的操作直至油箱内无变压器油，关闭球阀与三通A之间的电磁阀，打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀、三通E与真空泵之间的电磁阀及真空泵，当油缸内达到真空状态后，关闭上述打开的电磁阀和真空泵； 步骤5:空气清洗； 打开所述空气和氮气接口与三通E之间电磁阀和三通E与油气分离室之间的电磁阀，使空气进入装置，当油缸内压强达到95kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀，活塞上行直至油缸内压强达到150kPa及以上，打开所述四通与循环泵之间的电磁阀及循环泵，使变压器油开始循环，15~30分钟后关闭循环泵； 步骤6:氮气清洗； 打开三通D与所述油气分离室之间的电磁阀及所述空气和氮气接口与三通E之间的电磁阀，使氮气进入装置，当油缸内压强达到150kPa及以上时，关闭上述打开的电磁阀，并打开循环泵使变压器油开始循环，15~30分钟后关闭循环泵；完成变压器油的预处理。
【文档编号】G01N1/34GK103616274SQ201310626712
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】卢冰, 张军, 王斯琪, 周玮, 付济良, 王旭, 齐聪, 陈习文 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院