一种用于变压器的自动补氮装置的制作方法

本发明涉及变压器运输技术领域，具体涉及一种在运输变压器过程中用于为变压器自动补氮的装置。

背景技术：

目前，在运输变压器之前需要向变压器充氮气以使其本体内部压力达到0.02～0.03MPa，变压器从加工工厂到安装现场的整个运输过程中需保证其本体内部压力在0.01～0.05MPa之间。

实际上，如果运输时变压器外部温度变化过大，或者充气设备出现故障，会导致变压器本体的内部压力升高或降低，甚至失压，而且还无法在第一时间发现，由此一旦其本体内部压力过高(例如高于0.05MPa)并持续一段时间，会对变压器油箱本体造成一定的变形损伤，而一旦其本体内部压力过低(例如低于0.01MPa)并持续一段时间，就会导致压器失压，并导致变压器内部绝缘受潮失效，从而造成较大的质量事故。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种在运输变压器的过程中能够保证变压器本体的内部压力符合正常范围的自动补氮装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种用于变压器的自动补氮装置，通过充气管路分别与变压器本体、氮气瓶连接，所述补氮装置包括：设置在所述变压器本体和所述补氮装置之间的充气管路上的第一单向阀、设置在所述补氮装置和所述氮气瓶之间的充气管路上的第二单向阀、传感单元、以及控制单元，

所述传感单元用于测量所述变压器本体的内部压力，

所述控制单元用于在所述内部压力值小于第一压力预设值时打开所述第一单向阀和所述第二单向阀，以使氮气补入所述变压器本体，以及用于在所述内部压力值大于第二压力预设值时关闭所述第一单向阀，以使氮气停止补入所述变压器本体。

优选地，所述第一压力预设值为0.01MPa，所述第二压力预设值为0.015MPa。

优选地，所述补氮装置还包括设置在所述变压器本体进气端处的排气阀，所述控制单元还用于在所述内部压力值大于第三压力预设值时打开所述排气阀，以及用于在所述内部压力值小于第四压力预设值时关闭所述排气阀。

优选地，所述第三压力预设值为0.05MPa，所述第四压力预设值为0.045MPa。

优选地，所述控制单元还用于分别在所述内部压力值小于所述第一压力预设值和大于所述第三压力预设值时，生成报警指令，并将生成的所述报警指令以及所述内部压力值作为异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，所述报警指令能够触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭所述报警装置，

以及用于在所述内部压力值不小于所述第一压力预设值且不大于所述第三压力预设值时，生成终止报警指令，并将生成的所述终止报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以关闭个人终端处和/或服务器端处的所述报警装置。

优选地，所述控制单元还用于在发送完成所述报警指令和所述异常数据并经过预设时间间隔后，若所述内部压力值小于所述第一压力预设值或者大于所述第三压力预设值，则再次生成报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将所述报警指令和所述异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处。

优选地，所述补氮装置还包括图像单元，其用于获取所述变压器本体外部环境的视频和/或图片，并将获取的所述视频和/或图 片经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处。

优选地，所述补氮装置还包括定位单元，其用于获取变压器本体所处位置信息，并将所述位置信息经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处。

优选地，所述变压器本体和所述补氮装置之间的充气管路以及所述补氮装置和所述氮气瓶之间的充气管路均采用直径为6～8mm的钢制管路，所述变压器本体和所述补氮装置，以及所述补氮装置和所述氮气瓶均通过快速接头与充气管路连接。

优选地，所述变压器本体和所述补氮装置分别通过挤压式金属密封接头与充气管路连接。

有益效果：

本发明所述用于变压器的自动补氮装置不仅能在运输变压器的过程中保证变压器本体的内部压力符合正常范围，还能在变压器本体的内部压力超出正常范围时生成报警指令和异常数据，并通过无线网络上传至个人终端(例如运输车的驾驶员)处或者服务器端(例如工厂监控室)处，从而及时报警，具有远程监控(全程监控)功能，以便相关人员及时发现并及时处理，因而能够保证变压器的运输过程可靠。此外，所述补氮装置还具有自动化程度高、结构稳定、体积小、重量轻和功能齐全等优点。

附图说明

图1为本发明实施例所述补氮装置与变压器本体、氮气瓶的连接关系示意图；

图2为本发明实施例所述补氮装置的结构框图；

图3为图2中传感单元的结构框图；

图4为图2中控制单元的结构框图；

图5为图2中电源单元的结构框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：

本发明实施例提供一种在运输变压器过程中用于为变压器自动补氮，并能实现智能监控的装置，如图1所示，该补氮装置通过充气管路分别与变压器本体、氮气瓶连接，从而不改变现有氮气瓶的接口方式。

如图2所示，所述补氮装置包括第一单向阀(也可称为逆止阀)、第二单向阀、排气阀、传感单元、控制单元、图像单元、定位单元、报警单元、显示单元以及电源单元，传感单元可分别与控制单元和显示单元连接，控制单元还可分别与第一单向阀、第二单向阀、排气阀、图像单元、报警单元、显示单元和电源单元连接，且电源单元、图像单元、定位单元和控制单元可分别经无线网络(例如GPRS网络)与个人终端(可位于运输车的驾驶员处，可采用N个个人终端，N为正整数，所述个人终端可与智能手机集成设计)和/或服务器端(可位于工厂监控室处，该服务器端可与工厂监控系统集成设计)连接。电源单元用于为传感单元、控制单元、图像单元、定位单元、报警单元和显示单元供电。其中，排气阀、图像单元、定位单元、报警单元和显示单元为可选单元。

第一单向阀设置在变压器本体和补氮装置之间的充气管路(也可称为导气管)上，第二单向阀设置在补氮装置和氮气瓶之间的充气管路上，排气阀设置在变压器本体的进气端处。优选地，变压器本体和补氮装置之间的充气管路以及补氮装置和氮气瓶之间的充气管路均采用直径为6～8mm的钢制管路；变压器本体和补氮装置，以及补氮装置和氮气瓶均通过快速接头与充气管路连接，从而使得补氮装置与变压器本体/氮气瓶快速、可靠地连接，所述快速接头是一种不需要工具就能实现管路连通或断开的接头，使用方便，或者，变压器本体和补氮装置分别通过挤压式金属密封接头与充气管路连接，所述挤压式金属密封接头不需额外设置密 封垫，既节省了材料，密封效果又好。

如图3所示，传感单元包括可分别与控制单元、显示单元连接的第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、以及湿度传感器。第一压力传感器设置在变压器本体处，用于实时测量变压器本体的内部压力；第二压力传感器设置在变压器本体与补氮装置之间的充气管路上，用于实时测量该处充气管路内的压力；第三压力传感器设置在补氮装置与氮气瓶之间的充气管路上，用于实时测量该处充气管路内的压力和氮气瓶内的压力；第一温度传感器、第二温度传感器和湿度传感器均设置在变压器本体处，第一温度传感器用于实时测量变压器本体的内部温度，第二温度传感器用于实时测量变压器本体的外部环境温度，湿度传感器用于实时测量变压器本体的外部环境湿度。第一至第三压力传感器可采用全不锈钢密封的结构，且连接方式采用螺纹连接，以防止氮气泄露，安全可靠，具体地，第一至第三压力传感器可采用高精度指针式压力表或高精度电子式压力表，优选第一压力传感器和第三压力传感器采用指针式压力表，第二压力传感器采用电子式压力表。其中，第二压力传感器、第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、以及湿度传感器均为可选传感器。

如图4所示，控制单元包括判断模块、控制模块和定时模块。判断模块可分别与控制模块、定时模块、传感单元、报警单元和显示单元连接，控制模块还可分别与第一单向阀、第二单向阀、排气阀、图像单元、报警单元和电源单元连接，判断模块和控制模块还可分别经无线网络与个人终端和/或服务器端连接。其中，定时模块为可选模块。

本发明实施例中，所述补氮装置还包括减压阀，其设置在补氮装置和氮气瓶之间的充气管路上，用于将氮气瓶输出的氮气的压力减至0.015MPa。

本发明实施例中，控制单元用于在传感单元实时测量的变压器本体的内部压力值小于第一压力预设值时打开第一单向阀和第 二单向阀，以使氮气补入变压器本体，以及用于在所述内部压力值大于第二压力预设值时关闭第一单向阀，以使氮气停止补入变压器本体，具体地，控制单元中的判断模块接收传感单元中的第一压力传感器实时测量的变压器本体的内部压力值，并分别比较所述内部压力值与第一压力预设值，以及所述内部压力值与第二压力预设值的大小，若所述内部压力值小于第一压力预设值，则使控制模块打开第一单向阀和第二单向阀，以使氮气补入变压器本体，若所述内部压力值大于第二压力预设值，则使控制模块关闭第一单向阀，以使氮气停止补入变压器本体。所述第一压力预设值优选为0.01MPa，所述第二压力预设值优选为0.015MPa。

控制单元还用于在传感单元实时测量的变压器本体的内部压力值大于第三压力预设值时打开所述排气阀，以及用于在所述内部压力值小于第四压力预设值时关闭所述排气阀。具体地，控制单元中的判断模块接收传感单元中的第一压力传感器实时测量的变压器本体的内部压力值，并分别比较所述内部压力值与第三压力预设值，以及所述内部压力值与第四压力预设值的大小，若所述内部压力值大于第三压力预设值，则使控制模块打开排气阀，以排气减压，从而防止变压器本体因内部的压力过大而发生损坏，若所述内部压力值小于第四压力预设值，则使控制模块关闭排气阀，以停止减压。所述第三压力预设值优选为0.05MPa，所述第四压力预设值优选为0.045MPa。

控制单元还用于分别在所述内部压力值小于第一压力预设值和大于第三压力预设值时，生成报警指令，并将生成的报警指令以及所述内部压力值作为异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，所述报警指令能够触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭报警装置，以及用于在所述内部压力值不小于第一压力预设值且不大于第三压力预设值时，生成终止报警指令，并将生成的终止报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以关闭个人终端处和/或服务器端处的报警装置。具体地，控制单元 中的判断模块接收传感单元中的第一压力传感器实时测量的变压器本体的内部压力值，并分别比较所述内部压力值与第一压力预设值，以及所述内部压力值与第三压力预设值的大小，若所述内部压力值小于第一压力预设值，则生成变压器低压报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将变压器低压报警指令连同异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出变压器低压警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭报警装置；若所述内部压力值大于第三压力预设值，则生成变压器高压报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将变压器高压报警指令连同异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出变压器高压警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭报警装置；在判断模块已经发出变压器低压/高压报警指令的前提下，若所述内部压力值不小于第一压力预设值且不大于第三压力预设值，则生成终止变压器低压/高压报警指令，并将生成的终止变压器低压/高压报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以关闭个人终端处和/或服务器端处的报警装置。

控制单元还用于在发送完成所述报警指令(变压器低压/高压报警指令)和所述异常数据并经过预设时间间隔(优选为30分钟)后，若所述内部压力值小于第一压力预设值或者大于第三压力预设值，则再次生成报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将所述报警指令和所述异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，如此循环直至所述内部压力值不小于第一压力预设值且不大于第三压力预设值。具体地，控制单元的判断模块在发送完成所述报警指令(变压器低压/高压报警指令)和对应的异常数据(即判断模块生成变压器低压/高压指令时第一压力传感器测量到的变压器本体的内部压力值)后，触发定时模块开始计时，定时模块在计时经过预设时间间隔(优选为30分钟)后发送到时指令至判断模块，判断模块在接收到到时指令后继续分别比 较所述内部压力值与第一压力预设值，以及所述内部压力值与第三压力预设值的大小，若所述内部压力值仍然小于第一压力预设值，则再次生成变压器低压报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将变压器低压报警指令连同该异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，从而触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出变压器低压警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭所述报警装置；若所述内部压力值仍然大于第三压力预设值，则再次生成变压器高压报警指令，将此时的内部压力值作为异常数据，并将变压器高压报警指令连同该异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，从而触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出变压器高压警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭所述报警装置。

控制单元中的判断模块还用于将生成的变压器低压/高压报警指令发送至报警单元，以触发报警单元持续发出变压器低压/高压警报，直至控制单元中的控制模块控制报警单元停止发出变压器低压/高压警报。

控制单元中的判断模块还用于接收传感单元中除第一压力传感器之外的其它传感器(即第二压力传感器、第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和湿度传感器中的任意一个或多个)的实时测量值，并分别判断接收到的各个传感器的实时测量值是否超出相应的正常值的范围，若某个或某些传感器的实时测量值超出相应的正常值的范围，则生成相应的报警指令和对应的异常数据，并将生成的报警指令发送至报警单元，以触发报警单元持续发出相应的警报，直至控制单元中的控制模块控制报警单元停止发出相应的警报，以及将生成的报警指令和对应的异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出相应的警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭报警装置；若某个或某些传感器的实时测量值符合相应的正常值范围，则生成相应的终止报警指令，并将生成的终止报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务 器端处，以关闭个人终端处和/或服务器端处的报警装置。当然，控制单元的判断模块还可在发送完成相应的报警指令和对应的异常数据后，触发定时模块开始计时，定时模块在计时经过相应的预设时间间隔后发送相应的到时指令至判断模块，判断模块在接收到到时指令后继续判断接收到的某个或某些传感器的实时测量值是否超出相应的正常值的范围，若某个或某些传感器的实时测量值仍然超出相应的正常值的范围，则再次生成相应的报警指令和对应的异常数据，并将生成的报警指令发送至报警单元，以触发报警单元持续发出相应的警报，直至控制单元中的控制模块控制报警单元停止发出相应的警报，以及将生成的报警指令和对应的异常数据经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出相应的警报，直至个人终端和/或服务器端自行关闭报警装置。

本发明实施例中，异常数据可采用短信或邮件等方式发送至个人终端和服务器端。

显示单元用于显示传感单元中的第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和湿度传感器的实时测量值，以便运输人员随时掌握变压器本体的各种相关参数值，显示单元还用于显示控制单元中的判断模块输出的异常数据，以便运输人员随时掌握与变压器本体相关的各种异常数据。

图像单元包括摄像头，用于实时获取变压器本体外部环境的视频和图片，并将获取的视频和图片经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处。控制单元的控制模块还用于在接收到个人终端和/或服务器端(经无线网络)发出的旋转控制指令后，控制图像单元的摄像头旋转，以获取变压器本体外部环境不同位置处的视频和图片，并经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处。

定位单元用于实时获取变压器本体所处位置信息，并将所述位置信息经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以实现运输设备的实时定位监控，并记录定位轨迹数据，通过查询定位 轨迹数据，还可追溯运输设备的运行路径。所述定位单元可采用现有的GPS全球定位模块。

本发明实施例中，所述补氮装置还可包括存储单元(图1-图5中均未示出)，其可分别与传感单元和控制单元连接，用于存储传感单元(中的第一至第三压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和湿度传感器)输出的实时测量值，以及控制单元(中的判断单元)输出的异常数据。

如图5所示，电源单元包括可重复充电的锂电池，以及分别与锂电池连接的充电器、过放电保护模块、低压提示模块、过充电保护模块和充满提示模块，低压提示模块和充满提示模块还可分别经无线网络与个人终端和/或服务器端连接。充电器与锂电池相匹配，用于通过有线的方式或无线的方式为锂电池充电；过放电保护模块用于在锂电池放电电压低于预设放电低压时，断开放电电路，并在(充电器对锂电池进行充电，以使)锂电池放电电压高于预设放电高压时，接通放电电路，以防止锂电池过度放电，其可具有滞回功能(通过设置两个门限电压的方式实现)，从而避免电路发生振荡，保护锂电池和负载，延长其使用寿命；低压提示模块用于在锂电池的输出电压低于预设电池低压时，持续发出电池低压警报(可以为声警报和/或光警报)，直至控制单元中的控制模块控制低压提示模块停止发出电池低压警报，同时还可生成电池低压报警指令，并将生成的电池低压报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，所述电池低压报警指令能够触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置持续发出电池低压警报，以提示所述补氮装置需要充电，直至个人终端和/或服务器端自行关闭所述报警装置，以及用于在锂电池的输出电压不低于预设电池低压时，生成终止电池低压报警指令，并将生成的终止电池低压报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，以关闭个人终端处和/或服务器端处的报警装置；过充电保护模块用于在锂电池充电电压大于预设充电电压时，断开充电电路，以防止锂电池过度充电，从而避免锂电池内部短路，进而避免锂 电池膨胀或爆炸；充满提示模块用于在锂电池充满时，发出电池充满警报(可以为声警报和/或光警报)，直至控制单元中的控制模块控制充满提示模块停止发出电池充满警报，同时还可生成电池充满报警指令，并将生成的电池充满报警指令经无线网络发送至个人终端处和/或服务器端处，所述电池充满报警指令能够触发个人终端处和/或服务器端处的报警装置发出电池充满警报。其中，过放电保护模块、低压提示模块、过充电保护模块和充满提示模块均为可选模块。本发明实施例所述电源单元采用锂电池容量大，可持续工作60天以上，完全满足所述补氮装置在变压器的整个运输过程中的耗电，非常实用。

本发明实施例中，为区分不同警报，如果变压器低压/高压警报、电池低压警报和电池充满警报均为声警报，则可通过声音的长短来区分；如果变压器低压/高压警报、电池低压警报和电池充满警报均为光警报，则可通过灯光颜色的不同来区分。

本发明实施例对上述各种预设值的取值范围不做限定，本领域技术人员可根据实际情况和行业经验自行设定上述各种预设值的取值范围。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。