一種具有可視功能的免維護吸濕器

賀嘉琪 于力 魏曉偉 郭玲 李強

【摘? 要】新型的氣體繼電器、可視免維護吸濕器、儲油柜監(jiān)測裝置的研制和應(yīng)用將完善和彌補日常巡檢中儲油柜不易觀察、氣體繼電器集氣情況不清晰、吸濕器經(jīng)常更換、免維護吸濕器工作狀態(tài)不可知等巡檢工作中的問題，同時新增氣體繼電器中特征氣體的量化、儲油柜膠囊泄漏監(jiān)測等監(jiān)測內(nèi)容，并建設(shè)一個遠(yuǎn)端信息存儲、視頻和數(shù)據(jù)監(jiān)控的數(shù)字化平臺。

【關(guān)鍵詞】變壓器;氣體繼電器;探測特征氣體傳感器;免維護吸濕器;可視功能;

一、目的和意義

隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，大型變壓器的使用越來越多。大型變壓器運行、維護以及日常巡視的工作量激增，由于一些變壓器配置的組部件自身功能的不完備、安裝位置不利于觀察，有的位置甚至是觀察盲區(qū)，導(dǎo)致站內(nèi)值班人員巡檢工作不能有效開展，對一些潛在和已經(jīng)發(fā)生的問題不能得到有效的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致問題擴大甚至發(fā)展成故障。從電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行等工作上看，急需完善和重點解決變壓器巡檢中關(guān)鍵項目的可視化、數(shù)據(jù)化、信息化、預(yù)診斷的工作，為進(jìn)一步實現(xiàn)變壓器及整站設(shè)備運行的狀態(tài)監(jiān)測、信息收集、故障診斷以及泛載電力物聯(lián)網(wǎng)提供有力支撐。

項目通過開展新型的氣體繼電器、可視免維護吸濕器、儲油柜監(jiān)測裝置的研制和應(yīng)用將完善和彌補日常巡檢中儲油柜不易觀察、氣體繼電器集氣情況不清晰、吸濕器經(jīng)常更換、免維護吸濕器工作狀態(tài)不可知等巡檢工作中的問題，同時新增氣體繼電器中特征氣體的量化、儲油柜膠囊泄漏監(jiān)測等監(jiān)測內(nèi)容，并建設(shè)一個遠(yuǎn)端信息存儲、視頻和數(shù)據(jù)監(jiān)控的數(shù)字化平臺。實現(xiàn)在變壓器巡檢中對關(guān)鍵項目檢查的數(shù)據(jù)化、直觀可視化、狀態(tài)信息遠(yuǎn)端存儲和顯示，提升巡檢質(zhì)量，有效提升安全運維能力。

二、國內(nèi)外研究水平綜述

一直以來，變壓器行業(yè)幾乎將全部經(jīng)歷投入到變壓器本體的研究，關(guān)于變壓器組部件的研究較少、十幾年來一些組部件的功能、甚至外觀幾乎都是一成不變的。雖然近年，中國電網(wǎng)大力推進(jìn)智能化電網(wǎng)建設(shè)，變壓器設(shè)備的油色譜、光纖溫度測量等監(jiān)測設(shè)備都有了一定的發(fā)展和進(jìn)步;但是針對日常巡檢儲油柜呼吸、儲油柜油位、氣體繼電器集氣量等關(guān)鍵巡檢項目沒有新的產(chǎn)品或功能出現(xiàn)。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集和存儲方面大量采集和應(yīng)用的是開關(guān)量，其可視化、數(shù)據(jù)化、故障預(yù)診斷等功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于智能化發(fā)展的步伐。

國內(nèi)外的智能平臺更多的將重心放置在變壓器承載能力、典型事故分析方面的研究，對變壓器日常巡檢、關(guān)鍵部件的關(guān)注較少，雖然也新推出免維護吸濕器等部件，但因為狀態(tài)不可視，市場推廣也受到限制，同時國內(nèi)的變壓器組部件制造廠大多沒有自主研發(fā)能力，還處在跟進(jìn)、模仿式生產(chǎn)的節(jié)奏。

三、項目的創(chuàng)新點和解決的問題

新型氣體繼電器的應(yīng)用可以更方便的觀察集氣情況，免受氣體繼電器安裝位置、遮擋、玻璃板反光等限制，免受集氣盒引下帶來的漏油、集氣不準(zhǔn)等問題，能夠?qū)崿F(xiàn)時時可視，并在輕重瓦斯繼電器動作時，即時拍照留存狀態(tài)信息;利用新型氣體繼電器集氣倉中特征氣體識別功能能夠及早發(fā)現(xiàn)變壓器故障，當(dāng)變壓器出現(xiàn)內(nèi)部過熱、放電等故障時一定會產(chǎn)生特征氣體，對特征氣體的及早發(fā)現(xiàn)可以有效地提示值班人員、巡檢人員采取相應(yīng)措施，避免事故擴大，氣體的識別也可以協(xié)助排查事故原因;研制一種新型的儲油柜狀態(tài)監(jiān)視裝置;監(jiān)視裝置由泄露監(jiān)測和油量測量分析兩個部分組成;其具有膠囊泄漏監(jiān)測、儲油柜內(nèi)部油量反饋以及油量與環(huán)境溫度適應(yīng)情況反饋;

新型的儲油柜狀態(tài)監(jiān)視裝置能夠有效、及時發(fā)現(xiàn)膠囊泄漏情況，同時通過裝置內(nèi)的計算給出當(dāng)前儲油柜中油量（具體的重量值），并結(jié)合時時溫度給出儲油柜中油量充足與否的提示，更好的提前預(yù)判儲油柜油量情況，彌補目前巡檢中無法判斷膠囊狀態(tài)的境況，對儲油柜中油量未知、協(xié)助值班人員對未來高低溫下油量是否合適給出判斷依

四、裝備結(jié)構(gòu)示意圖

具有可視功能的免維護吸濕器主要包括觀察呼吸狀態(tài)部件、干燥筒、控制器等部件，通過收集信息信號采集系統(tǒng)、智能分析數(shù)據(jù)并處理控制系統(tǒng)和接受控制信息等實現(xiàn)氣體干燥、自動烘干干燥劑等功能。

1.干燥筒部分主要由過濾倉、冷凝倉、干燥筒主軸、傳感器、加熱芯、硅膠及防凝結(jié)呼吸口等等組成。吸濕器干燥筒內(nèi)預(yù)制有多個高精度的傳感器，實現(xiàn)對保護容器內(nèi)空氣溫度、濕度，筒內(nèi)干燥劑的溫度、濕度，排水口處溫度，筒內(nèi)壓力等信息采集，依據(jù)溫度、濕度、壓力情況開啟加熱、排氣等功能，最終實現(xiàn)智能干燥處理、智能自我防護、狀態(tài)上傳的要求。

2.控制器，控制器實現(xiàn)信息收集、指令下達(dá)、狀態(tài)信息上傳、虛擬信號就地顯示等操作功能，同時具有防水、防塵、自加熱等環(huán)境適應(yīng)性功能。

3.可視呼吸狀態(tài)部件，可視呼吸狀態(tài)部件利用物理方法將微弱的呼、吸狀態(tài)時時體現(xiàn)出來，同時讓吸入氣體經(jīng)過濾液（通常與存儲液體一致）進(jìn)一步經(jīng)過過濾，觀察呼吸狀態(tài)部件中設(shè)有在線（或免拆裝）更換過濾液的接口。

五、結(jié)論

本發(fā)明達(dá)到了針對上述不足之處提供一種具有可視功能的免維護吸濕器的目的。該吸濕器在傳統(tǒng)的干燥功能基礎(chǔ)上增加了吸濕器內(nèi)部溫度、濕度、壓力等狀態(tài)監(jiān)測、自動加熱除濕干燥功能、狀態(tài)信息遠(yuǎn)傳、就地工作信息顯示、就地呼吸狀態(tài)物理顯示、使用環(huán)保干燥劑、能檢測吸濕器內(nèi)部及聯(lián)接管的導(dǎo)通性等功能。實現(xiàn)了能夠大大減少人工巡視、減少更換的本質(zhì)，更能適合環(huán)保要求。

在針對上述問題，我們提出了可視化免維護加濕器的構(gòu)想。通過現(xiàn)場直接觀察呼吸狀態(tài)、自動感知干燥劑濕度等，減少人力消耗，通過自動啟動干燥功能等減少財力損失。通過猜想以及已學(xué)知識的結(jié)合，完成初步的設(shè)想。然后選購材料，研制樣機，并完成樣機的調(diào)試。

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[3]陽明明.淺析電力變壓器的運行與維護[J].科技風(fēng)，2014，（10）：89

（作者單位：1、沈陽工程學(xué)院 電力學(xué)院;

2、沈陽普爾電力科技有限公司）