特高压变压器绝缘油全封闭自动控制滤油方法及装置与流程

本发明涉及特高压变压器滤油领域，具体涉及一种特高压变压器绝缘油全封闭自动控制滤油方法及装置。

技术背景

为了提高特高压工程中变压器绝缘油滤油效率，减轻工作人员的劳动强度，根除误操作的可能性，国内相关单位也初步开展了相关滤油控制系统的研究。其中，河南送变电建设公司的张国志等提出了可自动控制油罐电磁阀开闭的全自动滤油系统，该系统以出油阀和进油阀的开闭代替了传统的人工管路切换工作，可根据监测到的油位信息和编制好的控制程序，可实现倒罐和单罐滤油，也可灵活地直接控制电磁阀。但是切换阀门时仍需关闭真空滤油机，且容易发生误操作。随后又提出了以电磁阀和油位传感器替代手动开关阀门和人工判断开关时间的改进方案。通过油位传感器监测罐体内部油量，将相关数据上传至分控制器，分控制器依此作为判据，按事先设定的需求控制出油阀和进油阀的开关状态，调整油路的联通逻辑。与改进前的系统相比有能实现自动控制的优势，进一步解放了人力成本，提高了效率。但该系统也有其不足之处，首先在安装油位传感器时，需要对油罐进行改装，然而油罐由相应厂商提供，大多数为定制产品，这样操作存在一定的安全隐患；其次没有实现对油温的实时监测，也是一种潜在隐患；其三，在多罐集群应用中需要每罐一个油位传感器，会造成成本攀升，并使得接线复杂程度过高，易导致系统故障。另外，湖北送变电公司也提出了一种人工方式控制的全封闭滤油系统。湖北送变电公司提出的滤油系统采用的是人工控制方式，通过工作人员手动切换控制阀与滤油机，现场工作人员劳动量大，滤油机频繁切换启停，滤油工作效率较低。

因此，如何针对上述问题提出合理的解决方案，从而提升现场滤油工作的自动化程度，最大程度地降低运营成本和风险，极大程度地提升工作效率，使变压器油的滤油工作有序高效地进行，成为迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

针对实现特高压变压器绝缘油全封闭自动控制滤油的要求，本发明提出一种特高压变压器绝缘油全封闭自动控制滤油方法及装置。

本发明的技术方案是，本发明的特高压变压器绝缘油全封闭自动控制滤油系统由油罐、呼吸器、二位三通电磁阀、流量传感器、温度传感器、滤油机、分控制器以及状态监视与控制模块组成。通过对滤油过程中变压器油的瞬时流量监控，并以瞬时流量作为切换判据，同时监测总流量，并以总流量作为备用可选切换判据，形成双判据切换，起到双重保护作用，提高系统的稳定性与安全性。根据现场油罐数量以及适用范围不同，本系统分为双油罐全自动滤油系统和油罐集群全自动滤油系统。

油罐集群滤油系统全封闭滤油在油罐底部接口处加装电磁单控阀门，以此控制滤油油罐的切换。全封闭滤油连接方案只通过底部一个接口与输油管道相连，将各油罐输油管道并入输油主管道。通过在输油主管道上加装三通口，将输油主管道分别连接两个二位三通电磁阀，将二位三通电磁阀连接滤油机，通过状态监视与控制模块对流量、温度等参数的实时监控，并以此为判据控制阀位的切换，完成循环滤油工作。全封闭滤油连接方案通过底部接口同时作为出油口和入油口，完成滤油过程中的注油和出油过程。单接口连接减少了油罐与外部环境接触的接口，同时在油罐上将呼吸口用管道连接，并接至集中呼吸器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）提升现场滤油工作的自动化程度，最大程度地降低运营成本和风险，极大程度地提升工作效率，使变压器油的滤油工作有序高效地进行。

2）在油处理过程中，进出油罐中的空气只在内部循环，使外部的空气不能进入罐体，最大限度地减少外界气体对变压器油的影响，最大程度地过滤空气中的水分等杂质，有利于保持油罐密闭性，增强油罐密封效果，保证变压器油的品质，提高滤油效率，达到全密封油处理的目的。

附图说明

图1油罐集群滤油系统全封闭滤油连接图。

图2油罐集群滤油系统控制柜示意图。

图3二位三通电磁阀控制算法流程图。

图4多油罐全自动滤油系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1为油罐集群滤油系统全封闭滤油连接图，其中101状态监视及控制模块通过状对流量、温度等参数的实时监控，并以此为判据控制阀位的切换，完成循环滤油工作，102呼吸器用管道连接至呼吸口，使得进出油罐中的空气只在内部循环，使外部的空气不能进入罐体，最大限度地减少外界气体对变压器油的影响，最大程度地过滤空气中的水分等杂质，提高油的质量。103油罐0为空油罐，在滤油过程中用和需要进行滤油的油罐进行循环滤油。104温度传感器用于检测油温，将温度信号传至状态监视及控制模块，实现对滤油过程中油温的检测。105流量传感器用于检测管道中油的流速，将油的流速信号传至状态监视及控制模块，实现滤油过程中对滤油的控制。106滤油机用于特高压变压器绝缘油滤油。107二位三通阀接至油罐主管道，实现对管道中变压器油流向的控制。108代表现场需要进行滤油的1-n油罐。109为单控阀门，实现在集群滤油中对滤油油罐的控制。

图2为油罐集群滤油系统控制柜示意图，控制柜通过和油位传感器、温度传感器以及流量传感器之间的信号通信接收信号，并且通过与电磁阀之间的信号通信发出控制信号。根据现场实际情况的不同，同时为了适应用于多种条件下的滤油工作，控制柜分为适应用于双油罐滤油系统和油罐集群滤油系统两种类型，油罐滤油系统控制柜由201触控操作屏、202操作开关、203电磁阀手动开关、204指示灯、205工作油罐显示屏组成。201触摸屏用于实时显示当前油罐内的压强、油温以及当前滤油过程中油的流速；同时可以在触摸屏上设置油的流速和滤油的时间。202操作开关用于选择滤油状态，实现自动和手动的切换以及手动控制停止滤油的进程。203电磁阀手动开关用于手动控制滤油进程。204指示灯用于指示当前电磁阀的状态。205工作油罐显示屏用于显示当前正在滤油的油罐。控制柜简单易操作，工作人员能极快地掌握设备使用方法，该设备设计能简洁明了地展现滤油过程中各设备的实时状态。

图3为二位三通电磁阀控制算法流程图，启动滤油系统前，先将电磁阀复位，并记录初始阀位，初始化计时器和计数器。在操作界面预设运行时间和循环倒灌次数，也可单独选用运行时间或循环次数作为唯一判据，将欲屏蔽的相关参数值设置为0即可。罐体总容量为可选保护判据，若设置为“0”值则不使用该保护判据。若未设置该参数，启动滤油系统后，计时器开始计时，假定初始状态为由罐1向罐2滤油，在启动滤油时，瞬时流量会由0逐渐震荡上升至稳定流量，当罐1中油逐渐过滤完毕时，瞬时流量会由稳定流量逐步震荡下降至0，上升过程和下降过程中流量显示均不稳定。因此，设定液体流量传感器所监测到的瞬时流量值达到某一设定的阈值后（该阈值略低于系统稳定流量），即认为滤油机正常进行工作。随着滤油过程的进行，当一个油罐内的变压器油通过滤油机完全倒入另一个油罐中时，此时液体流量传感器监测到的瞬时流量逐渐下降，直至为0。当瞬时流量为0后，由于其并不稳定，因此设置一定的延迟时间，即达到瞬时流量为0状态的持续时间后，更换液体流量传感器的信号状态变为，若未达到，即触发电磁阀之间的差动操作，完成一次阀位切换动作。完成一次切换操作后，系统会自动判断当前阀位状态是否与初始阀位相一致，若一致，则滤油次数n=n+1，若不一致，则跳过计数，返回循环。完成一次计数后，判断当前计数值n是否达到预设的循环次数，并判断当前计时t是否达到预设值（若仅启用循环次数作为判据则无此步骤），若两个条件均满足，即结束滤油操作，若未满足则继续循环倒灌。若仅启用计时判据，当计时t达到预设值时，不触发电磁阀之间的差动操作，启动自保持功能，关闭循环系统，保持现有滤油状态，直至结束滤油操作。

图4为多油罐全自动滤油系统流程图，启动全自动滤油系统后，首先状态检测及控制模块设定单罐滤油时间、单罐循环倒罐次数以及罐体容量，然后设定滤油油罐组合以及滤油顺序。以瞬时流量为判断依据进行阀位切换，实现循环倒罐滤油，然后判断是否达到单罐滤油时间，若超出设定时间，则认为在滤油过程中出现故障需要报警结束滤油，若没达到设定时间则判断是否达到预设罐体容量，若超出则出现滤油故障需要报警结束滤油。若没超出设定容量则将单次滤油累积流量清零，判断是否达到预设倒罐次数，如果没有达到则继续循环倒罐滤油，如果达到则切换至下一油罐开始滤油直至将所设定油罐全部完成滤油。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。