变压器油色谱在线监测恒温装置制造方法及图纸

变压器是电力系统重要的核心设备，但是，在线监测系统运行过程中发现，监测装置现场运行环境温差较大，环境温度的变化致使系统内部一些部件对温度要求严格、过低温或过高温无法工作、测量不准等问题，本实用新型专利技术公开一种变压器油色谱在线监测恒温装置，包括变压器主体、监控工作站、监控主站、控制电路、监测器、无线通讯、温度控制装置及主机故障诊断，该恒温变压器解决了电气设备安装在户外的在线监测装置受环境温度变化的影响，恒温箱控制系统使整体装置在合理温度区间运行，保障在线监测装置系统的稳定运行，确保监测数据的准确性，以便正确分析掌握设备运行状态。

Constant temperature device for on-line monitoring of transformer oil chromatogram

【技术实现步骤摘要】
变压器油色谱在线监测恒温装置
本专利技术属于电力设备领域，具体涉及变压器油色谱在线监测恒温装置。
技术介绍
变压器是电力系统重要的核心设备，其是否安全稳定运行对电网至关重要。油中溶解气体在线监测装置通过对变压器绝缘油中溶解的气体进行实时监测和分析，反映变压器绝缘油及运行参数变化情况，发现变压器设备的潜伏性故障隐患并判断出其故障种类，为实时跟踪变压器的安全运行状态提供重要数据，从而确保变压器及电网系统安全稳定运行。目前，甘肃电网在线监测系统主站平台共接入(油色谱在线)监测装置2000多套，基本实现了对变压器运行状态及环境参数的集中监控和安全预警、故障诊断评估等功能，从而提高了变压器运行维护及管理的水平。但是，在线监测系统运行过程中发现，监测装置现场运行环境温差较大，夏季可达到四十度以上，冬季可达到零下二三十度以下，环境温度的变化致使系统内部一些部件对温度要求严格、过低温或过高温无法工作、测量不准等问题，使得变压器油中溶解气体在线监测装置监测数据无法上传或出现大量无效数据。环境温度过低，也会造成油色谱渗透膜损坏，一旦渗透膜损坏以后，油室的油便直接进入气室，整个色谱柱，检测器，气泵，定量室都受到了污染，仪器的核心元件有可能损坏。因此，环境温度变化对油色谱在线监测装置实时监控变压器设备运行状况造成了严峻挑战，对准确分析掌握变压器设备运行状态构成极大干扰。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术设计变压器油色谱在线监测恒温装置，使监测装置在合理温度区间内运行，减少乃至消除环境温度对变压器油中溶解气体在线监测装置的影响，保障在线监测装置系统的稳定运行，保证在线监测数据的准确性，及时准确掌握设备运行状态。为实现上述目标，本专利技术所采取的技术方案为：变压器油色谱在线监测恒温装置，包括变压器主体、监控工作站、监控主站、控制电路、监测器、无线通讯及主机故障诊断，其特征在于，还包括温控系统、色谱检测装置、取油阀、回油阀；其中，温控系统安装于变压器主体，通过有线或无线方式与色谱检测装置连接；变压器油箱中部设置取油阀，变压器油箱底部设置回油阀；色谱检测装置设置油气分离装置、色谱检测装置、油循环装置，色谱检测装置一端与取油阀相连，相对两端油路通过油循环装置进入回油阀；气路连接色谱检测系统进行分析，分析结果通过有线或无线方式反馈监控工作站和温控系统。进一步的，温控装置主要包括主机、温度测量装置、温度控制模块、显示装置、恒温箱体、继电器、加热器、制冷器；其中主机微处理器选用AT89C51单片机作为温控装置控制系统；温度测量装置选用数字温度传感器DS18B20。进一步的，温度控制模块由光耦合元件、继电器、电阻、加热片、三极管、风扇构成；当监测环境温度变化时，单片机将通过三极管的通断来控制继电器动作，以启动加热片进行加热或控制风扇进行致冷的目的。进一步的，恒温箱体温度上下限设定采用4×4行列式矩阵按键模式，包括0～9温度数字按键、温度重设按键、小数点按键、清除按键、确定按键，按键键盘采用非编码式键盘，采用全局扫描法来识别按键。进一步的，监测装置恒温箱温度显示装置采用数码管7SEG-MPX4-CA进行设计，共有2个4位8段共阳极数码管，其中一个数码管显示当前监测装置恒温箱体内的环境温度，而另一个显示监测装置正常运行所需的设定温度。进一步的，温度测量装置系统采用模糊PID控制算法，根据温度传感器DS18B20实时采集的温箱内温度与预先设定温度比较，计算出温度控制量的偏差和温度偏差变化率，控制电路将根据温度控制量的大小来控制温箱内的温度；模糊PID控制器计算系统输入偏差e和偏差变化率ec，然后对输入量e和ec进行模糊量化，利用模糊推理规则在线调节PID参数Kp、Ki、Kd，使输出温度达到设定值，以便自动调节监测装置恒温箱内的环境温度。本专利技术的益处在于：(1)主机根据实测温度与设定温度的差值，决定是否启动加热片升温或控制风扇进行降温，从而使恒温箱内的温度保持在设定范围。(2)该恒温箱控制系统解决了电气设备安装在户外的在线监测装置受环境温度变化的影响，恒温箱控制系统使整体装置在合理温度区间运行，保障在线监测装置系统的稳定运行，确保监测数据的准确性，以便正确分析掌握设备运行状态。(3)在线监测装置恒温箱控制系统采用模糊PID控制算法，具有温度调节速度快，调温范围大，系统稳定，适应于恶劣环境中电气设备在线监测装置的保温，以确保监测装置正常运行。附图说明图1油色谱在线监测装置工作流程其中1变压器主体、2色谱检测系统、3油气分离装置、4真空循环装置、5取油阀、6回油阀、7RS485有线或GPRS无线装置、8监控工作站、9监控主站。图2监测装置恒温箱控制系统结构框图图3为DS18B20与单片机的接口连接图4系统主程序流程图图5模糊PID控制器结构图具体实施方式以下结合说明书附图对本
技术实现思路
进行具体阐述：为确保变压器以及其他充油电气设备安全运行，通过采用气相色谱检测绝缘油中溶解的特征气体，以预测充油电气设备可能存在的故障并监视设备的运行。若电力变压器内部存在故障时，在热和电的作用下绝缘油和有机材料会发生化学反应，产生少量的各种低分子烃类气体、二氧化碳及一氧化碳等气体，并溶解于变压器绝缘油中。而变压器绝缘油中溶解气体的含量及产气速率与设备内部故障类型及故障严重程度有很大关系，分析溶解在绝缘油中气体含量及产气速率，就可以粗略地判断出变压器设备内部是否存在的故障，属于热故障还是电故障以及故障严重程度，随时监测变压器内部故障的发展状态。油色谱在线监测装置工作流程如图1所示，变压器油中溶解气体在线监测装置主要包括气体检测、油色谱分析、油气分离、控制电路、监测器、无线通讯及主机故障诊断等。油色谱在线监测装置工作流程：用户设定的检测时间达到后，系统打开进油阀，变压器油依靠自身油压经取油阀口进入油气分离器，溶解在油中的故障特征气体被分离出来，残油经油循环进入油箱，分离出的特征气体随载气进入色谱检测器，各种气体的组分浓度特性被检测器转变为电信号，再经数据处理器对电信号进行模数转换处理，送入主机采集成谱图，对谱图分析处理得到各组分的浓度数据，然后通过通讯监测模块，将各种气体组分浓度数据传输到监测工作站，工作软件对浓度数据进行处理，形成各特征气体各组分浓度变化趋势图，故障诊断系统根据特征气体浓度变化谱图进行故障诊断判断出故障类型。现场环境温度的变化对在线监测装置包含的油气分离模块、气体分离模块、气体检测模块及数据采集处理模块的工作状态影响较大。国内外油色谱在线监测装置大多采用薄膜渗透法进行脱气，而环境温度对渗透过程也有着直接影响。高分子透气膜在现场进行连续工作时，应尽量使监测温度不变，对于监测现场环境温度变化情况，应以补偿环境温度变化对检测结果的影响。监测装置温控系统总体设计：变压器油中溶解气体在线监测装置恒温箱控制系统结构框图如图2所示。根据现场油色谱在线监测装置运行环境，为了使在线监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变压器油色谱在线监测恒温装置，包括变压器主体、监控工作站、监控主站、控制电路、监测器、无线通讯及主机故障诊断，其特征在于，还包括温控系统、色谱检测装置、取油阀、回油阀；其中，温控系统安装于变压器主体，通过有线或无线方式与色谱检测装置连接；变压器油箱中部设置取油阀，变压器油箱底部设置回油阀；色谱检测装置设置油气分离装置、色谱检测系统、油循环装置，色谱检测装置一端与取油阀相连，相对两端油路通过油循环装置进入回油阀；气路连接色谱检测系统进行分析，分析结果通过有线或无线方式反馈监控工作站和温控系统。/n

【技术特征摘要】
1.变压器油色谱在线监测恒温装置，包括变压器主体、监控工作站、监控主站、控制电路、监测器、无线通讯及主机故障诊断，其特征在于，还包括温控系统、色谱检测装置、取油阀、回油阀；其中，温控系统安装于变压器主体，通过有线或无线方式与色谱检测装置连接；变压器油箱中部设置取油阀，变压器油箱底部设置回油阀；色谱检测装置设置油气分离装置、色谱检测系统、油循环装置，色谱检测装置一端与取油阀相连，相对两端油路通过油循环装置进入回油阀；气路连接色谱检测系统进行分析，分析结果通过有线或无线方式反馈监控工作站和温控系统。


2.根据权利要求1所述的变压器油色谱在线监测恒温装置，其特征在于，温控系统主要包括主机、温度测量装置、温度控制模块、显示装置、恒温箱体、继电器、加热器、制冷器；其中主机所使用微处理器选用AT89C51单片机，用于温控控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏刚，王永奇，温定筠，张广东，樊新鸿，刘媛，张有丹，刘笑，杨军亭，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62