本发明属于变压器技术领域，更具体地说，是涉及一种变压器油位检验装置及方法。
背景技术：
油枕为一圆筒形容器，横放于油箱上方，用管道与变压器的油箱连接。当变压器油热胀时，变压器油由油箱流向油枕；当变压器油冷缩时，变压器油由储油柜流向油箱。若油温变化范围过大，用于监测油枕内油位高度的油位计指示的油位超出安全范围，所述油位计会发出报警信号。此时需要人为进行判断，油位计测量的油位高度值是否正确。现有的验证方法是采用连通管原理进行验证，即用一根透明塑料软管一端与变压器本体较高位置的瓦斯继电器上的取气阀连通，将软管另一端抬升至油枕位置，观察塑料管内油面上升情况，是否与油枕上的油位计指示位置一致。该方法需要检修人员登上变压器后进行操作，存在安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种变压器油位检验装置及方法，旨在解决现有技术中的油位检验方法需要检修人员登高操作，存在安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种变压器油位检验装置，包括：第一油室、第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器、加热器、控制器；
所述第一油室的侧面设置有第一进出油口，顶面设置有第二进出油口；
所述第一电磁阀设置在所述第一进出油口处，与所述控制器连接，用于通过导油管连接变压器的排油阀以及在所述控制器的控制下开启或关闭；
所述第二电磁阀设置在所述第二进出油口处，与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下开启或关闭；
所述加热器设置在所述第一油室内，与所述控制器连接，用于在所述控制器控制下将放入所述第一油室内的油液加热到预设温度；
所述压力传感器设置在所述第一油室内底面，与所述控制器连接，用于获取所述第一油室内底面受到的压力信息，并发送到所述控制器；
所述控制器用于根据所述压力信息计算变压器油枕内的油位高度值。
进一步地，所述加热器设置在所述第一油室内的底面或侧面上。
进一步地，所述预设温度为变压器油箱内的平均油温。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：电容式液位传感器；
所述电容式液位传感器设置在所述第一油室内，与所述控制器连接，用于获取所述第一油室内油液的油位信息并发送到所述控制器；
所述控制器根据所述油位信息控制所述第二电磁阀开启或关闭。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：水平校准模块、激光测距模块；
所述水平校准模块与所述激光测距模块连接，用于调整所述激光测距模块的水平；
所述激光测距模块设置在所述第一油室的外顶面上，与所述控制器连接，用于测量所述外顶面到油枕最底端的距离并将测量得到的距离发送到所述控制器。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：温度传感器；
所述温度传感器设置在所述第一油室内，与所述控制器连接，用于获取所述第一油室内的温度信息并发送到所述控制器；
所述控制器将所述温度信息与所述预设温度进行比较，若所述温度信息与所述预设温度相同，则控制所述加热器停止加热。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：第二油室、排气阀、排油阀门；
所述第二油室顶面设置有第三进出油口与排气口；
所述第三进出油口通过进油管与所述第二电磁阀连接；
所述排气口设置有排气盖。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：无线通信模块；
所述无线通信模块与所述控制器连接，用于实现所述控制器与后台服务器之间的无线通信。
本发明实施例还提供了一种基于上述任一项所述的变压器油位检验装置及方法的变压器油位测量方法，包括以下步骤：
所述控制器控制所述第一电磁阀与第二电磁阀开启，变压器油从变压器油箱的排油阀通过导油管注入所述第一油室；
在所述第一油室注满后，所述第二电磁阀通过所述控制器关闭；
所述加热器通过所述控制器开启，将所述第一油室内的变压器油加热到预设温度；
所述压力传感器获取所述第一油室内的第一变压器油压力信息并发送到所述控制器；
所述第一电磁阀通过所述控制器关闭，所述压力传感器获取所述第一油室内的第二变压器油压力信息并发送到所述控制器；
所述控制器根据所述第一变压器油压力信息与所述第二变压器油压力信息计算出所述油位高度值。
本发明实施例还提供了一种变压器油位曲线校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述控制器控制所述第一电磁阀与所述第二电磁阀开启，变压器油从变压器油箱的排油阀通过导油管注入所述第一油室；
在所述第一油室注满油液后，通过所述控制器关闭所述第一电磁阀；
所述温度传感器获取当前所述第一油室内的第一温度信息并发送到所述控制器；
所述压力传感器获取当前所述第一油室内的第一压力信息并发送到所述控制器；
所述控制器根据所述第一压力信息计算所述油液的重量；
所述加热器将所述油液加热到多个温度，所述控制器根据所述多个温度下所述油液溢出到所述第二油室内的油液体积，计算与所述多个温度一一对应的多个体积膨胀系数；
所述控制器根据所述多个体积膨胀系数、所述油液重量、变压器油箱内变压器油重量、变压器油枕尺寸计算油枕内不同温度对应的油位高度值。
本发明实施例提供的一种变压器油位检验装置及方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例提供的变压器油位检验装置，包括：第一油室、第一电磁阀、第二电磁阀、压力传感器、加热器、控制器；所述第一油室的侧面设置有第一进出油口，顶面设置有第二进出油口；所述第一电磁阀设置在所述第一进出油口处，与所述控制器连接，用于通过导油管连接变压器的排油阀以及在所述控制器的控制下开启或关闭；所述第二电磁阀设置在所述第二进出油口处，与所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下开启或关闭；所述加热器设置在所述第一油室内，与所述控制器连接，用于在所述控制器控制下将放入所述第一油室内的油液加热到预设温度；所述压力传感器设置在所述第一油室内底面，与所述控制器连接，用于获取所述第一油室内底面受到的压力信息，并发送到所述控制器；所述控制器用于根据所述压力信息计算变压器油枕内的油位高度值，使工作人员在地面即能完成检验工作，消除了安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例提供的变压器油位检验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的变压器油位检验装置的结构框图；
图3为变压器油枕的结构示意图；
图4为变压器油枕的侧视图；
图5为本发明实施例提供的变压器油位测量方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的变压器油位曲线校验方法的流程图。
附图标记：第一油室1，第一电磁阀2，第二电磁阀3，压力传感器4，温加热器5，温度传感器6，第二油室7，排气口8，油枕内液面9，控制器10，输入模块11，显示模块12。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例：
如图1及图2所示，本发明实施例提供一种变压器油位检验装置及方法，包括：第一油室1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、压力传感器4、加热器5、控制器10；
所述第一油室1的侧面设置有第一进出油口，顶面设置有第二进出油口；
所述第一电磁阀2设置在所述第一进出油口处，与所述控制器10连接，用于通过导油管连接变压器的排油阀以及在所述控制器10的控制下开启或关闭；
所述第二电磁阀3设置在所述第二进出油口处，与所述控制器10连接，用于在所述控制器10的控制下开启或关闭；
所述加热器5设置在所述第一油室1内，与所述控制器10连接，用于在所述控制器10控制下将放入所述第一油室1内的油液加热到预设温度；
所述压力传感器4设置在所述第一油室1内底面，与所述控制器10连接，用于获取所述第一油室1内底面受到的压力信息，并发送到所述控制器10；
所述控制器10用于根据所述压力信息计算变压器油枕内的油位高度值。
所述第一进出油口最低端高出所述第一油室1的底面预设高度，所述预设高度可以为0或者1厘米，以保证所述第一油室1通过所述第一进出油口能够将油排干净；
可选地，所述加热器5为多个加热片，设置在所述第一油室1的底面或侧面，以提高升温速度以及能够使所述油液受热均匀；
所述预设温度可以为变压器油枕内的油温；
所述控制器10根据液体压力公式计算所述变压器油位高度值，所述液体压力公式为：
p＝ρgh(1)
其中，p为液体压力，ρ为液体密度，g为重力常数，h为液面高度。
所述变压器油位检验装置应用的工作过程为：所述第一电磁阀2与第二电磁阀3通过所述控制器10开启，变压器油从变压器油箱的排油阀通过导油管注入所述第一油室1；在所述第一油室1注满后，所述第二电磁阀3通过所述控制器10关闭；所述加热器5通过所述控制器10开启，将所述第一油室1内的变压器油加热到预设温度；所述压力传感器4获取所述第一油室1内的第一变压器油压力信息并发送到所述控制器10；所述第一电磁阀2通过所述控制器10关闭；所述压力传感器4获取所述第一油室1内的第二变压器油压力信息并发送到所述控制器10；所述控制器10根据所述第一变压器油压力信息与所述第二变压器油压力信息计算出所述油位高度值。
可选地，所述变压器油位检测装置还包括输入模块11，所述输入模块11用于接收用户输入的信息并发送到所述控制器10，所述控制器根据用户输入的信息控制所述第一电磁阀与所述第二电磁阀开启或关闭。
具体地，根据公式(1)可得，所述第二变压器油压力信息等于所述预设温度对应的油密度、重力常数与所述第一油室1高度的乘积，所述第一油室1高度可以通过测量得知并可以通过所述输入模块11输入并发送给所述控制器10，因此所述预设温度对应的油密度可以通过公式(1)计算得出；
根据公式(1)可得，所述第一变压器油压力信息减去大气压力值后，等于所述预设温度对应的油密度、重力常数与变压器油枕内液面与所述第一油室1底面高度差的乘积，代入根据第二变压器油压力信息求出的所述预设温度对应的油密度值、所述第一变压器油压力信息、大气压力值、重力常数即可求得变压器油枕内液面与所述第一油室1底面高度差，所述高度差减去所述第一油室1的高度及所述第一油室1顶面到所述油枕底面的距离，即可得到所述油枕内的液面高度。
本发明实施例提供的一种变压器油位检测装置，包括：第一油室1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、压力传感器4、加热器5、控制器10；所述第一油室1的侧面设置有第一进出油口，顶面设置有第二进出油口；所述第一电磁阀2设置在所述第一进出油口处，与所述控制器10连接，用于通过导油管连接变压器的排油阀以及在所述控制器10的控制下开启或关闭；所述第二电磁阀3设置在所述第二进出油口处，与所述控制器10连接，用于在所述控制器10的控制下开启或关闭；所述加热器5设置在所述第一油室1内，与所述控制器10连接，用于在所述控制器10控制下将放入所述第一油室1内的油液加热到预设温度；所述压力传感器4设置在所述第一油室1内底面，与所述控制器10连接，用于获取所述第一油室1内底面受到的压力信息，并发送到所述控制器10；所述控制器10用于根据所述压力信息计算变压器油枕内的油位高度值，使工作人员在地面即能完成检验工作，消除了安全隐患。
进一步地，所述预设温度为变压器油箱内的平均油温。
所述预设温度可以为变压器油箱内的平均油温，所述平均油温可以为变压器油箱顶部油温与绕组温度的加权平均值，油液在不同温度时具有不同的密度，将所述油液加热到所述预设温度，获取的密度值与变压器油箱内变压器油的当前油温下的实际密度值一致，能够减少计算误差。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：电容式液位传感器；
所述电容式液位传感器设置在所述第一油室1内，与所述控制器10连接，用于获取所述第一油室1内油液的油位信息并发送到所述控制器10；
所述控制器10根据所述油位信息控制所述第二电磁阀3开启或关闭。
所述电容式液位传感器可以设置在所述第二进出油口处，若油液未接触到所述电容式液位传感器，发送未注满油液信息到所述控制器10，所述控制器10根据所述未注满油液信息开启所述第二电磁阀3，若油液接触到所述电容式液位传感器时即所述第一油室1注满油液时，发送注满油液信息到所述控制器10，所述控制器10根据所述注满油液信息关闭所述第二电磁阀3。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：水平校准模块、激光测距模块；
所述水平校准模块与所述激光测距模块连接，用于调整所述激光测距模块的水平，使激光测距模块能够准确测量外顶面到油枕最底端的垂直距离；
所述激光测距模块设置在所述第一油室1的外顶面上，与所述控制器10连接，用于测量所述外顶面到油枕最底端的距离并将测量得到的距离发送到所述控制器10。
通过设置所述水平校准模块及所述激光测距模块能够使本实施例提供的变压器油位检测装置能够对高度不同的变压器油枕高度进行快速测量，更自动化，节约检验时间。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：温度传感器6；
所述温度传感器6设置在所述第一油室1内，与所述控制器10连接，用于获取所述第一油室1内的温度信息并发送到所述控制器10；
所述控制器10将所述温度信息与所述预设温度进行比较，若所述温度信息与所述预设温度相同，则控制所述加热器5停止加热；
所述温度传感器6可以为多个，分别设置在所述第一油室1的侧壁或底面上，所述控制器10根据多个所述温度传感器6发送的温度信息求取平均值，将所述平均值与所述预设温度进行比对，若相同，则控制所述加热器5停止加热，能够提高油液密度计算的准确率。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：第二油室7、排气阀、排油阀门；
所述第二油室7顶面设置有第三进出油口与排气口8；
所述第三进出油口通过进油管与所述第二电磁阀3连接；
所述排气口8设置有排气盖。
所述第二油室7可以用于接收所述第一油室1注油过程中或者油液热胀过程中溢出的多余油液。
所述第二油室7可以为透明容器并且外侧壁标有体积刻度，便于直接读数。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：无线通信模块；
所述无线通信模块与所述控制器10连接，用于实现所述控制器10与后台服务器之间的无线通信，方便远程记录并监控检验数据。
进一步地，所述的变压器油位检验装置还包括：显示模块12；
所述显示模块12与所述控制器10连接，用于接收并显示所述控制器发送的所述油位高度值、所述压力信息、所述温度信息。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种基于上述任一项所述的变压器油位检验装置及方法的变压器油位测量方法，包括以下步骤：
步骤101、所述第一电磁阀2与第二电磁阀3通过所述控制器10开启，变压器油从变压器油箱的排油阀通过导油管注入所述第一油室1；
步骤102、在所述第一油室1注满后，所述第二电磁阀3通过所述控制器10关闭；
可选地，当油液从所述第一油室1的第二进出油口溢出时，即表明所述第一油室1注满，或者所述第一油室1采用透明材质，从外部观察油液面积上升情况即可。
步骤103、所述加热器5通过所述控制器10开启，将所述第一油室1内的变压器油加热到预设温度；
具体地，当所述第一油室1内的油温达到预设温度后，通过控制器10关闭所述加热器5，所述油温可以通过温度计来测量，也可以通过温度传感器6获取并发送到所述控制器10。
步骤104、所述压力传感器4获取所述第一油室1内的第一变压器油压力信息并发送到所述控制器10；
具体地，因为变压器油箱通过排油阀、导油管、第一电磁阀2与搜书第一油室1相通，则所述第一变压器油压力信息为变压器内油压加上大气压。
步骤105、所述第一电磁阀2通过所述控制器10关闭，所述压力传感器4获取所述第一油室1内的第二变压器油压力信息并发送到所述控制器10；
具体地，所述第二变压器油压力信息为所述第一油室1内油液产生的压力。
步骤106、所述控制器10根据所述第一变压器油压力信息与所述第二变压器油压力信息计算出所述油位高度值。
具体地，根据公式(1)可得，所述第二变压器油压力信息等于所述预设温度对应的油密度、重力常数与所述第一油室1高度的乘积，所述第一油室1高度可以通过测量得知，因此所述预设温度对应的油密度可以通过公式(1)计算得出；所述第一油室1高度的信息可以通过所述输入模块11输入，所述输入模块11将该信息发送给所述控制器。
根据公式(1)可得，所述第一变压器油压力信息减去大气压力值后，等于所述预设温度对应的油密度、重力常数与变压器油枕内液面与所述第一油室1底面高度差的乘积，代入根据第二变压器油压力信息求出的所述预设温度对应的油密度值、所述第一变压器油压力信息、大气压力值、重力常数即可求得变压器油枕内液面与所述第一油室1底面高度差，所述高度差减去所述第一油室1的高度及所述第一油室1顶面到所述油枕底面的距离，即可得到所述油枕内的液面高度。
如图6所示，本发明实施例还提供了一种变压器油位曲线校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤201、所述第一电磁阀2与所述第二电磁阀3通过所述控制器10开启，变压器油从变压器油箱的排油阀通过导油管注入所述第一油室1；
具体地，所述油液为与变压器油箱内相同的变压器油。
步骤202、在所述第一油室1注满油液后，通过所述控制器10关闭所述第一电磁阀2；
可选地，所述油液注满的标志可以为油液从所述第二进出油口溢出或者在所述第二进出油口设置液位传感器，所述控制器10接收并根据所述液位传感器发送的感应信息控制所述第一电磁阀2。
步骤203、所述温度传感器6获取当前所述第一油室1内的第一温度信息并发送到所述控制器10；
具体地，所述控制器10接收并存储所述第一温度信息。
步骤204、所述压力传感器4获取当前所述第一油室1内的第一压力信息并发送到所述控制器10；
具体地，所述控制器10接收并存储所述第一压力信息；所述第一压力信息为第一温度信息对应的所述第一油室1内油液产生的压力。
步骤205、所述控制器10根据所述第一压力信息计算所述油液的重量；
具体地，根据公式(1)可得，所述第一压力信息等于所述第一温度信息对应的油液密度、重力常数与所述第一油室1的体积的乘积，所述第一油室1的体积与重力常数均已知，则可得到所述油液密度，再根据公式(2)可求得所述第一油室1内油液的重量。
m＝ρv(2)
其中m为液体重量，ρ为液体密度，v为液体体积。
步骤206、所述加热器5将所述油液加热到多个温度，所述控制器10根据所述多个温度下所述油液溢出到所述第二油室7内的油液体积，计算与所述多个温度一一对应的多个体积膨胀系数；
具体地，无论物质是哪种(固体、液体或气体)形态的变化，都称之为体膨胀。当物质温度改变，其体积的变化和它在初始温度时体积之比，叫做“体积膨胀系数”。
所述多个温度可以以5℃为步长选定，例如40℃、45℃、50℃、55℃等。也可以根据变压器铭牌上已有的油位曲线选定的温度值来选定所述多个温度。
所述第一温度信息作为初始温度，其对应的体积即为所述第一油室1的体积v。
通过所述加热器5将所述第一油室1内的油液加热到第二温度时，测量油液溢出到所述第二油室7内的体积v2。
重复上述步骤，继续得出第三温度信息、第四温度信息、第n温度信息对应的溢出体积，根据公式(3)计算各温度对应的体积膨胀系数。
其中kn为第n温度信息对应的体积膨胀系数，v为第一温度信息对应的初始体积，vn为第n温度信息对应的溢出体积即膨胀体积。
步骤207、所述控制器10根据所述多个体积膨胀系数、所述油液重量、变压器油箱内变压器油重量、变压器油枕尺寸计算油枕内不同温度对应的油位高度值。
具体地，根据公式(2)，变压器油箱内变压器油重量等于变压器油密度与油箱体积的乘积，另外，第一温度信息即初始温度下，所述第一油室1内的油液重量等于变压器油密度与所述第一油室1体积，则所述油箱体积等于变压器油箱内变压器油重量除以第一油室1内的油液重量再乘以第一油室1体积，因此求得所述油箱体积。
如图3所示，变压器油枕为圆柱形，所述变压器油枕尺寸包括油圆柱形底面圆的半径r，圆柱形的高即油枕长度l。
根据各温度对应的变压器油的膨胀系数可以根据公式(3)得到各温度对应的油枕内变压器油的体积。
油枕内变压器油的体积满足以下公式；
其中，如图3及图4所示，v枕为当前油枕内油液体积即变压器油箱内油液的膨胀体积，a为油面与侧面圆相交线上弦所对应的角度的一半，h枕为当前油枕内液面9到油枕最底端的高度，l为油枕长度，r为油枕侧面圆的半径。
再根据公式(4)及公式(5)计算各温度对应的油枕内液面9的高度h枕。
根据各温度信息及对应的油枕内变压器油的高度绘制油位曲线来对已有的油位曲线进行校验。
本发明实施例提供的变压器油位曲线校验方法，通过测量不同温度下油液对应的不同体积膨胀系数，提高了计算油位高度的准确率，能够对已有油位曲线进行更准确的校验。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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。
此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。