一种变压器多模式分层自动取油监控方法与流程

1.本发明涉及变压器监控领域，特别是指一种变压器多模式分层自动取油监控方法。


背景技术：

2.变电站主变压器，被称为电网“心脏”，是电力系统重要的电力设备，承担电压变换、电能分配和传输等关键任务。主变压器在投运前、运行过程以及故障诊断时，变压器绝缘油质量对变压器运行状况起到重要作用，因此需要对投运前、运行过程中、发生故障后一定时间的变压器进行取油样检测，对油样中的溶解气体进行色谱分析，以判断变压器套管是否出现过内部放电、过热等故障现象。
3.现有的变压器取油样一般都是人工取样，变压器存在多个位置高低不同的取样点，取样检修人员需要在高空中举起来注射器取样或半蹲姿势取样。变压器的绝缘油的监控，分为例行检测、诊断性检测等，检测的内容，包括：水分、介损、击穿、酸值、溶解气体等。这些检测，受多种因素的影响，导致取油样时间不确定，尤其是变压器发生故障后，为连续获取变压器绝缘油质量数据，经常在夜晚和凌晨开展现场取样，检修人员连续值守在郊外的变电站，检修人员休息不好，检修的效率低下。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明在于提供一种变压器多模式分层自动取油监控方法，以解决上述这些检测，受多种因素的影响，导致取油样时间不确定，检修效率低下的问题。
5.为解决上述问题，本发明提供一种变压器多模式分层自动取油监控方法，包括：在变压器的外壳侧面，安装有取油样系统，所述变压器的取油口连接气压灌装设备，用于配合所述取油样系统取油；
6.控制器，具有数据传输功能，根据收到的指令或自身设置的模式、或当前的检测数据进行触发，控制所述气压灌装设备、所述取油样系统内的各个部件按时序启动/停止，根据监测数据的情况，在指定高度按照频率采集油样；
7.所述取油样系统包括：升降机构、第一水平推样机构、第一滑轨、滑槽支撑机构和变压器取油样装置，多个沿着升降方向按列分布的所述第一滑轨固定在所述升降机构上，且能够在升降机构的驱动下进行升降，每个所述第一滑轨水平延伸，所述变压器取油样装置的侧壁上设有与所述第一滑轨适配的第一滑槽，所述变压器取油样装置通过第一滑槽连接在所述第一滑轨上且能沿所述第一滑轨水平滑动，所述升降机构的两侧分别设有第一水平推样机构和滑槽支撑机构，所述滑槽支撑机构远离所述第一滑轨的一侧还设有第二水平推样机构，所述滑槽支撑机构设置在变压器排油管的下方、介于所述第一水平推样机构和第二水平推样机构之间，所述第一水平推样机构、第二水平推样机构和滑槽支撑机构在水平方向上对应布置，形成一行，所述第一水平推样机构将升降到位的变压器取油样装置从第一滑轨推入到对应的滑槽支撑机构内，所述第二水平推样机构将取完油样的变压器取油
样装置从滑槽支撑机构推回第一滑轨；所述第一水平推样机构和第二水平推样机构分别设置有多个，所述滑槽支撑机构相应设置有多个，多个所述第一水平推样机构、多个第二水平推样机构与多个滑槽支撑机构一一对应的布置在所述升降机构的两侧，形成多行布局，每行的高度不同，对应一个变压器取油口。
8.控制所述气压灌装设备、所述取油样系统内的各个部件按时序启动/停止；包括以下步骤：
9.s1：所述升级机构带动所述变压器取油样装置上移，与所述滑槽支撑机构高度相同；
10.s2：所述第一水平推样机构推动所述变压器取油样装置移出，移入到所述滑槽支撑机构内，位于所述变压器取油口的下方；
11.s3：所述气压灌装设备对所述变压器取油样装置灌装所述变压器的内部变压器油；
12.s4：所述第二水平推样机构推动所述变压器取油样装置移出，移入到所述升级机构上，所述升降机构带动所述变压器取油样装置下移。
13.本发明的方法，可以实现无人值守的定期取油样，控制器可以采用各类工控设备实现，实现由远程触发采样、自动按照模式采样等方式，可以实现数字化的远程无人值守。
附图说明
14.图1为本发明的流程图；
15.图2为本发明变压器自动取油样系统的结构原理示意图；
16.图3为本发明升降机构一种实现方式的结构示意图；
17.图4为本发明变压器取油样机构的结构示意图；
18.图5为本发明壳体的俯视结构示意图；
19.图6为本发明变压器取油样装置的结构示意图。
20.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
21.100、变压器取油样机构；
22.1、保护壳；11、喇叭口；2、注射器；21、注射头；22、拨块；23、活动杆；3、壳体；31、装配通道。
23.200、升降机构；201、第一滑轨；202、齿条皮带；203、齿轮；204、导轨轮；205、环形导轨；206、固定板；
24.300、第一水平推样机构；301、第二水平推样机构；400、滑槽支撑机构；401、第二滑槽；500、变压器排油管连接的气动灌装机喷嘴；600、加盖密封机构；700、气压灌装设备。
具体实施方式
25.为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。
26.下面详细说明本发明的实施例，本发明的实施例包括：一种变压器多模式自动取油监控方法，在变压器的外壳侧面，安装有取油样系统，所述变压器的取油口通过取油管连接气压灌装设备，如液体气动灌装机，用于配合所述取油样系统取油；
27.控制器，具有数据传输功能，根据收到的指令或自身设置的模式、或当前的检测数
据进行触发，控制所述气压灌装设备、所述取油样系统内的各个部件按时序启动/停止，根据监测数据的情况，在指定高度按照频率采集油样；这些监测数据，可以是以下模式中的采集的数据。
28.控制器可以采用各类工控芯片，实现上述的时序的部件控制。
29.所述取油样系统包括：升降机构、第一水平推样机构、第一滑轨、滑槽支撑机构和变压器取油样装置，多个沿着升降方向按列分布的所述第一滑轨固定在所述升降机构上，且能够在升降机构的驱动下进行升降，每个所述第一滑轨水平延伸，所述变压器取油样装置的侧壁上设有与所述第一滑轨适配的第一滑槽，所述变压器取油样装置通过第一滑槽连接在所述第一滑轨上且能沿所述第一滑轨水平滑动，所述升降机构的两侧分别设有第一水平推样机构和滑槽支撑机构，所述滑槽支撑机构远离所述第一滑轨的一侧还设有第二水平推样机构，所述滑槽支撑机构设置在变压器排油管的下方、介于所述第一水平推样机构和第二水平推样机构之间，所述第一水平推样机构、第二水平推样机构和滑槽支撑机构在水平方向上对应布置，形成一行，所述第一水平推样机构将升降到位的变压器取油样装置从第一滑轨推入到对应的滑槽支撑机构内，所述第二水平推样机构将取完油样的变压器取油样装置从滑槽支撑机构推回第一滑轨；所述第一水平推样机构和第二水平推样机构分别设置有多个，所述滑槽支撑机构相应设置有多个，多个所述第一水平推样机构、多个第二水平推样机构与多个滑槽支撑机构一一对应的布置在所述升降机构的两侧，形成多行布局，每行的高度不同，对应一个变压器取油口。
30.具体的，可以根据不同监测模式的要求，或根据一些已经监测到的数据的情况，在指定的高度的取油样位置，通过控制相应高度的一行变压器取油样装置采集油样并监测。
31.在采样模式上，可以按照国家标准的要求，定期、定时，按照多种方式触发采样。如按照国标dl t 393-2021)《输变电设备状态检修试验规程》的要求，在变压器油温大于60度时，按照以下的几种模式触发采样。例如：以下的几种取油样模式：
32.模式a：变压器油化验例行试验取油样模式，根据不同的电压等级，按照上述的规程内的监测频率进行。如果例行试验的监测值高于注意值，则采取相应的安全措施。
33.模式b：变压器在线油化学数据持续徒增或者超出标准上述规程的注意值等异常/轻、重瓦斯报警/变压器电气关联设备发生故障模式，即变压器可能出现异常，分3种情况进行监测；
34.b1:第一种异常情况就是在线油色谱装置监测的异常，油色谱监测装置数据突增或者趋势增大，或者是监测的值超过注意值。
35.b2：第二种异常情况就是瓦斯继电器报警，有轻瓦斯报警和重瓦斯报警，两种情况，对于轻瓦斯报警，监测频率相对低一点；重瓦斯报警，监测频率相对提高。
36.b3：第三种第异常情况就是变压器关联设备发生故障。对于主变电气关联的设备，三相变压器中其中一相、断路器等故障，这些设备位于主变附近，如果主变的a相变压器发生故障了，bc相变压器就要启动油样采集的监测，如果关联的断路器故障了，也要监测采集到的油样。
37.以上b1/b2/b3的三种模式，监测的时间范围可以包括：6小时～24小时的监测区间，频率可以通过专家的经验值设定。
38.模式c：主变故障模式，变压器发生内部放电或者过热故障，变压器金属相短路故
障等，通常6小时监测一次，频率较高。
39.控制所述气压灌装设备、所述取油样系统内的各个部件按时序启动/停止；包括以下步骤：
40.s1：所述升级机构带动所述变压器取油样装置上移，与所述滑槽支撑机构高度相同；
41.s2：所述第一水平推样机构推动所述变压器取油样装置移出，移入到所述滑槽支撑机构内，位于所述变压器取油口的下方；即气动灌装机的灌装喷嘴500的下方；
42.s3：所述气压灌装设备对所述变压器取油样装置灌装所述变压器的内部变压器油；
43.s4：所述第二水平推样机构推动所述变压器取油样装置移出，移入到所述升级机构上，所述升降机构带动所述变压器取油样装置下移。
44.采用上述的部件，可以实现变压器取油样装置，按照预先设定的模式自动取样。实现了变压器油样检修的数字化和自动化。
45.在不同模式下，取油样检测后，可以根据检测结果，进一步锁定某个高度的取油样口，再次按照某个模式的采样设置，对此高度的变压器油样，按照预设的频率和容量进行油样采集。由于不同高度的油质，与故障有一定的关联性，可以实现故障情况与不同高度的取油样的关联，从而实现锁定某个高度的油样的采集。降低检测端的时间兵提升故障排除的效率。
46.下面详细描述本发明采用的各个部件的组成结构。
47.如图2～图6所示，本实施例的一种变压器自动取油样系统，包括升降机构200、第一水平推样机构300、第一滑轨201、滑槽支撑机构400和变压器取油样装置，多个沿着升降方向按列分布的所述第一滑轨201固定在所述升降机构200上且能够在升降机构200的驱动下进行升降，每个所述第一滑轨201水平延伸，所述变压器取油样装置的侧壁上设有与所述第一滑轨201适配的第一滑槽，所述变压器取油样装置通过第一滑槽连接在所述第一滑轨201上且能沿所述第一滑轨201水平滑动，所述升降机构200的两侧分别设有第一水平推样机构300和滑槽支撑机构400，所述滑槽支撑机构远离所述第一滑轨201的一侧还设有第二水平推样机构301，所述滑槽支撑机构400设置在气动灌装机的灌装喷嘴500的下方、介于所述第一水平推样机构300和第二水平推样机构301之间，所述第一水平推样机构300、第二水平推样机构301和滑槽支撑机构400在水平方向上对应布置，形成一行，所述第一水平推样机构300将升降到位的变压器取油样装置从第一滑轨201推入到对应的滑槽支撑机构400内，所述第二水平推样机构301将取完油样的变压器取油样装置从滑槽支撑机构推回第一滑轨。本实施例的变压器自动取油样系统，可通过升降机构将第一滑轨上的变压器取油样装置运送到不同高度的取油样位点，然后再通过第一水平推样机构将变压器取油样装置推送到滑槽支撑机构内进行取油样操作，可实现变压器自动取油样操作，不受取样位置和取样时间的限制，十分方便，避免工人取油样带来的不便。通过设置第二水平推样机构，可以将取完油样的取油样装置推送到初始位置。即上述操作的逆过程，将取油样装置推送到升降机构200，升降机构200下降，将取油样装置带回到地面。
48.本实施例的一个可选方案为，所述第一水平推样机构300和第二水平推样机构分别设置有多个，所述滑槽支撑机构400相应设置有多个，多个所述第一水平推样机构300、多
个第二水平推样机构与多个滑槽支撑机构400一一对应的布置在所述升降机构200的两侧，形成多行布局。可以针对不同高度的取油样位点设计多组水平推样机构和滑槽支撑机构，以方便操作。
49.特别是主变压器，大约10米左右，设置一列不同高度的多个去油口，通过实施例的多行布局，可以实现将多个变压器取油样装置逐个逐行送入取油样。
50.具体的，所述升降机构200为升降推杆或升降传送带，图2中显示了采用竖直布置的升降传送带的实例。所述第一水平推样机构300和第二水平推样机构均为电控推杆，例如螺纹结构的螺杆，通过螺距实现精密的距离推动。升降机构200还可以采用双导轨输送机构，如图3所示，所述双导轨输送机构包括两个并排布置的环形导轨205，所述环形导轨205上分别设有多个导轨轮204，每个环形导轨205上的多个导轨轮204均通过多个连接件连接在一个环形的齿条皮带202上，每个连接件为方形板状，板状的连接件一面与所述齿条皮带202连接，连接件另一面上通过轴承连接导轨轮204，导轨轮204可以是一组，单侧配合所述导轨。进一步的，也可以是两组，分别卡在导轨的两边。所述齿条皮带202与齿轮203啮合，所述齿轮203通过驱动机构进行驱动；两条环形导轨205上的多个导轨轮204一一对应布置，且对应布置的两个导轨轮204之间通过固定板206进行连接，所述第一滑轨201垂直固定在所述固定板206上，在升降机构200安装在变压器侧壁后，第一滑轨201形成水平布置。
51.如图2所示，本实施例的一个可选方案为，所述第一滑轨201上滑动连接有多个所述变压器取油样装置。
52.如图2所示，本实施例的一个具体方案，所述滑槽支撑机构400包括l型或u型的支撑板，所述支撑板的底部上表面设有水平布置的第二滑槽401，所述变压器取油样装置底部设有与所述第二滑槽401适配的第二滑轨。l型的支撑板方便安装，也便于观察取油样情况。
53.可选的，如图2所示，气动灌装机的灌装喷嘴500的一侧还设有用于取完油样后对变压器取油样机构100上的注射器的注射口进行加盖的加盖密封机构600。气动灌装机的灌装喷嘴500以及加盖密封机构600都可以采用变压器自带的机构实现，或者采用现有的结构实现。
54.如图2和图6所示，本实施例的所述变压器取油样装置包括变压器取油样机构100和盒状立方型的壳体3，所述壳体3内设有多个平行间隔布置的装配通道31，每个所述装配通道31内均设有一个所述变压器取油样机构100；所述壳体3的外侧壁上设有与所述第一滑轨201适配的第一滑槽，所述第一滑槽沿垂直于所述装配通道31的方向延伸布置；所述壳体3的底部设有第二滑轨，所述第二滑轨沿垂直于所述装配通道31的方向延伸布置。本实施例的取油样装置，可以对多个独立的取油样机构进行收纳，做成类似弹夹的装配结构，方便储藏运输，也便于后续自动取油样时，分批次多次取油样。
55.其中，所述装配通道31可以为贯穿所述壳体3的通孔，也可以为未贯穿所述壳体3的盲孔。所述变压器取油样机构100的保护壳1可以放置在通孔或盲孔内并与通孔或盲孔的内侧壁紧配合，或者直接放置在盲孔内，或者通过保护壳1上的口沿挂接在通孔或盲孔的一端端面上。
56.如图4～图6所示，本实施例的所述变压器取油样机构100包括玻璃材质的注射器2和保护壳1，所述保护壳1套设在所述注射器2外且与注射器2外侧壁接触配合，所述保护壳1沿注射器2注射方向的至少一端为敞口结构，所述注射器2的注射头21低于所述保护壳1的
敞口结构，所述保护壳1上开设有沿注射器2轴向延伸的长条形滑槽，所述注射器2的活动杆23上端面固定连接有拨块22，所述拨块22滑动配合在所述长条形滑槽内且能沿保护壳1的轴向在长条形滑槽内滑动。
57.本实施例的一个优选方案为，所述长条形滑槽的两个相对内侧壁上设有沿自身长度方向延伸的凸条，所述拨块22从两个凸条之间穿过且与所述凸条滑动配合。通过设置凸条，方便对拨块进行结构支撑，也为拨块的轴向运动提供滑动支撑。此种结构类似于手电筒的推拉开关，即也可将拨块设置为类似手电筒的推拉开关形式，并隐藏在长条形通孔内，即所述拨块不超过所述保护壳的外表面，方便推拉的同时，不占用保护壳的外部空间，避免整个取油样机构在装配在壳体内时发生干涉，也避免无意中触碰该拨块。
58.具体的，所述拨块22伸出所述长条形滑槽的一端端面可以采用与所述保护壳1适配的圆弧形结构。
59.如图4所示，本实施例的一个进一步方案为，所述保护壳1对应注射头21的一端敞口结构设有外扩的喇叭口11，所述喇叭口11的大口端的外径大于所述保护壳1的外径。通过在保护壳的一端设置外扩的喇叭口，方便将取油样机构放置在壳体的装配通道时，对保护壳进行挂接，避免取油样机构掉落装配通道内。其中，进一步的，所述保护壳1的对应注射头的一端敞口结构螺纹卡接在所述装配通道的一端开口处，并使变压器取油样机构100悬置在所述装配通道内，避免在取油样的时候，将保护壳及注射器从变压器取油样机构100的装配通道带出。
60.如图4所示，本实施例的所述注射头21低于所述喇叭口11内，避免储藏运输时，注射头被磕碰发生损坏。
61.可选的，所述保护壳1为硅胶壳或橡胶壳，采用具有一定弹性的软质材料制作保护壳，可以对注射器进行有效保护。
62.本实施例的一个优选方案为，所述注射头21的注射口内设有柔性的密封片，所述密封片上开设有十字型切口。当取完油样时，避免注射器内的油样洒出。本实施例的注射器一般采用玻璃材质制成。
63.本实施例的变压器取油样机构100，通过在注射器的外侧壁上套设一个保护壳，可以对注射器起到保护作用，使注射器既便于取样，又不容易在运输过程中被碰撞破碎，方便运输。
64.本实施例的变压器自动取油样系统在使用的时候，用户先将需要取样的变压器取油样装置滑动连接在第一滑轨上，工控设备，再通过升降机构将变压器取油样装置升降至与滑槽支撑机构水平对应的位置，然后通过控制第一水平推样机构启动，将第一滑轨上的变压器取油样装置推送到滑槽支撑机构内，直到变压器取油样装置内的变压器取油样机构位于针管气动灌装机的喷嘴的正下方，然后控制针管气动灌装机进行取油样操作，取完油样后，继续推送变压器取油样装置，使带有油样的变压器取油样机构位于加盖密封机构下方，操作加盖密封机构对该变压器取油样机构进行加盖操作。可利用滑槽支撑机构另一侧的第二水平推样机构将变压器取油样装置从滑槽支撑机构中推回第一滑轨上，再利用升降机构继续升降第一滑轨以及其上变压器取油样装置到下一个取油样位点。待变压器取油样装置上的变压器取油样机构全部取完油样后，可以利用第一水平推样机构将变压器取油样装置从第一滑轨上推出即可。
65.本实施例还提供了一种包含所述变压器自动取油样系统的一种变压器，变压器表面侧壁上设置有所述升降机构、以及多行传送部件；每行传送部件包括：所述第一水平推样机构、第二水平推样机构和一个滑槽支撑机构；每行的滑槽支撑机构位于变压器相应高度的一个取油口的下方；所述取油口通过软管连接气压灌装设备，气压灌装设备可以采用现有设备实现，如广州森美特轻工机械制造有限公司生产的针管气动灌装机；所述气压灌装设备包含金属灌装喷嘴500和弹性防漏油的柱体，所述金属灌装喷嘴的长管状的喷口套装在柱体中心轴线的一端通孔上，所述柱体的另一端用于对接变压器取油样装置中注射器的注射口。
66.金属灌装喷嘴连接有升降组件，可以实现金属灌装喷嘴的自动升降。
67.变压器还包括定位机构和激光传感器，所述定位机构和激光传感器均安装在所述滑槽支撑机构上，所述激光传感器用于当所述滑槽支撑机构上的变压器取油样装置到位后，控制所述定位机构夹紧或压紧所述变压器取油样装置，定位机构，包括锁紧螺栓，采用微型电机控制，实现变压器取油样装置的锁紧，如安装在滑槽支撑机构的侧面，在到达位置后，螺栓旋转锁紧，并使变压器取油样装置内的注射器正对所述金属灌装喷嘴。
68.其中，所述定位机构可采用现有技术实现，例如，可采用抱箍夹紧的方式实现。本实施例提供了一种可选方案，所述定位机构包括气缸和驱动杆，所述气缸与所述激光传感器通信连接，所述气缸固定在所述滑槽支撑机构的支撑板上，所述驱动杆穿过所述支撑板的侧壁，当所述变压器取油样装置到位后，所述气缸推动所述驱动杆抵接所述变压器取油样装置并压紧定位，驱动杆和变压器取油样装置的接触面分别具有凹凸匹配的形状，在抵接的瞬间，可以实现变压器取油样装置的位置微调，避免变压器取油样装置在滑槽支撑机构内前后窜动，随后通过锁紧螺栓的锁紧。
69.当然，也可以在金属灌装喷嘴上安装灌装的多维自动跟随系统，实现自动升降、对准，配合本技术的定位机构定位，实现对注射头的灌装过程的跟随灌装。
70.对于本发明各个实施例中所阐述的方案，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。