买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：国网上海市电力公司

摘要：一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，属变压器附件领域。其在变压器的油枕和油杯之间设置一组由并联的双硅胶罐、电动切换阀、双向呼吸阀组成的双向可切换式呼吸器；当硅胶的吸湿能力下降到预定程度时，自动驱动加热装置对饱和的硅胶进行加热除湿，使硅胶恢复吸湿能力；采用可切换的“双罐交替加热”工作方式，可确保在变压器油枕的“呼吸”过程中，空气经由干燥的硅胶罐吸入，而不会经由可能正处于干燥再生过程中的硅胶罐吸入，彻底杜绝了呼吸器加热过程中水气进入油枕的可能；其无需更换硅胶，也避免了由于检查不及时或漏检而对变压器和呼吸器造成的影响，可真正意义上实现呼吸器的免维护。可广泛用于变压器的运行管理领域。

主权项：1.一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，包括在变压器的油枕和油杯之间，设置一组并联的双硅胶罐，其特征是：在变压器的油枕和油杯之间，设置一组由并联的双硅胶罐、电动切换阀、双向呼吸阀组成的双向可切换式呼吸器；所述的双硅胶罐由第一硅胶罐和第二硅胶罐构成，在每个硅胶罐中填充有变色硅胶；在每个硅胶罐上分别对应设置有一根上连通管和一根下连通管；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管，通过电动切换阀，与第一主连通管的一端连接；所述第一主连通管的另一端，与变压器油枕的呼吸管连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀，与第二主连通管的一端连接；所述第二主连通管的另一端，与变压器的油杯连接；在每个硅胶罐的壳体内，设置一个加热装置和一个隔板；所述的隔板将硅胶罐内的硅胶与部分壳体之间隔离，形成一个冷却排水通道；在每个冷却排水通道下端的壳体上，设置一个单向泄气排水阀；在与冷却排水通道相对应位置的壳体上，设置一个电动冷却装置；在每个硅胶罐中对应设置一组温湿度传感器模块，各组温湿度传感器模块的信号输出端分别与控制器中嵌入式处理器的IO端口对应连接，嵌入式处理器的IO端口经通信模块与远程终端连接；所述的嵌入式处理器的IO端口与加热装置和电动冷却装置的控制端分别对应连接；硅胶颗粒的吸湿饱和程度由安装在吸湿器内部的湿度传感器进行测量，当所测湿度值超过设定值时，安装在罐体内的加热装置对硅胶进行烘干；而电动冷却装置启动，对冷却排水通道相对应位置的呼吸器外壳降温，使烘干时所产生的水蒸气迅速凝结成水珠，通过冷却排水通道和罐底的单向泄气排水阀向外排出。

全文数据：一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统技术领域本发明属于变压器的零部件领域，尤其涉及一种用于变压器呼吸器的吸潮装置。背景技术变压器呼吸器是主变压器的一个附属安全保护装置，它与变压器油枕头直接连通，当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀时或收缩时，排除或吸入空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸入空气中的水分，对空气起过滤作用，从而保持油的清洁和绝缘水平。在呼吸器内部充有变色硅胶，随着吸入水分越来越多，其吸湿能力逐渐减弱，同时变色硅胶颜色会由蓝色变为红色，当红色部分达到23时，必须更换新的硅胶。因为硅胶失效将导致含有水气和杂质的空气进入油箱，引起油质劣化。另外，呼吸器堵塞会造成内部负压，严重时造成主变本体大量进气，引起油面降低，导致瓦斯保护误动作，造成主变跳闸。因此，对主变压器来说，更换呼吸器硅胶是一项经常性的维护工作。目前，对呼吸器的维护主要依靠运行人员定期巡视，利用肉眼观察硅胶颗粒的变色来判断吸湿能力的好坏。若判定硅胶失效，则将呼吸器卸下，替换新的硅胶颗粒后再重新装上。这种维护方式存在以下三种问题：一是更换时间长，更换吸附剂和变压器油，需将呼吸器整体拆除，清洁、更换完再安装，通常需要1～2小时。二是密封不到位，更换硅胶时，拆掉呼吸器后须立即将呼吸管头用干净塑料纸或崭新干燥毛巾包扎，防止潮气进入。实际更换中，管头必然有小段时间与空气接触，另外因包扎手法和材料等，密封常不到位。三是遇到空气湿度较大的天气时，如梅雨季节，硅胶受潮速度加快，硅胶的失效时间甚至快过14天的巡视周期，巡视人员无法及时对硅胶进行更换。在实际工作中，如何在硅胶的吸湿能力下降到一定程度时，实现自动对饱和的硅胶进行加热除湿，使硅胶恢复吸湿能力，避免由于操作而对变压器和呼吸器造成的影响，真正实现呼吸器的免维护，是一项急待解决的实际问题。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统。其通过对硅胶吸湿状态进行监测，能够准确地判断硅胶的吸湿能力，采用双罐交替加热的工作方式，及时对硅胶进行加热处理；通过合理地设置呼吸器的工作模式，既能将硅胶内水份蒸发干净，又可同时保证加热时呼吸器的正常工作。本发明的技术方案是：提供一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是：在变压器的油枕和油杯之间，设置一组由并联的双硅胶罐、电动切换阀、双向呼吸阀组成的双向可切换式呼吸器；所述的双硅胶罐由第一硅胶罐和第二硅胶罐构成，在每个硅胶罐中填充有变色硅胶；在每个硅胶罐上分别对应设置有一根上连通管和一根下连通管；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管，通过电动切换阀，与第一主连通管的一端连接；所述第一主连通管的另一端，与变压器油枕的呼吸管连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀，与第二主连通管的一端连接；所述第二主连通管的另一端，与变压器的油杯连接；在每个硅胶罐的壳体内，设置一个加热装置和一个隔板；所述的隔板将硅胶罐内的硅胶与部分壳体之间隔离，形成一个冷却排水通道；在每个冷却排水通道下端的壳体上，设置一个单向泄气排水阀；在与冷却排水通道相对应位置的壳体上，设置一个电动冷却装置；在每个硅胶罐中对应设置一组温湿度传感器模块，各组温湿度传感器模块的信号输出端分别与控制器中嵌入式处理器的IO端口对应连接，嵌入式处理器的IO端口经通信模块与远程终端连接；所述的嵌入式处理器的IO端口与加热装置和电动冷却装置的控制端分别对应连接。具体的，所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管，通过电动切换阀，可切换地与第一主连通管的一端连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀，可切换地与第二主连通管的一端连接。进一步的，所述的嵌入式处理器的IO端口还与一个显示模块连接，用于就地显示对应的检测参数或设定值。更进一步的，所述的加热装置为PTC电加热器。更进一步的，所述的电动冷却装置为半导体制冷组件。更进一步的，所述的电动切换阀为三通式电动切换阀。更进一步的，所述的双向呼吸阀为三通式双向呼吸阀或三通式电动切换阀。采用本申请的技术方案，在正常工作时，所述的电动切换阀控制与第一硅胶罐与油枕气路连通，所述的双向呼吸阀控制油杯与第一硅胶罐气路连通，外部空气经由第一硅胶罐吸入变压器的储油柜，工作原理与一般常规呼吸器无异；而此时第二硅胶罐处于备用状态；当第一硅胶罐内硅胶的吸附性逐渐降低，罐内空气中水分超过阀值时，所述的电动切换阀和双向呼吸阀同时切至第二硅胶罐，将第一硅胶罐的上、下连通管同时关闭，同时将第二硅胶罐的上、下连通管同时开启；与此同时，控制器控制第一硅胶罐的加热装置和电动冷却装置开启，对第一硅胶罐中的硅胶进行烘干和水份的排出，第二硅胶罐此时进入正常工作模式，而第一硅胶罐在加热结束后保持备用状态，形成双罐交替加热的工作方式。所述的双罐交替加热工作方式，能确保在变压器油枕的“呼吸”过程中，空气经由干燥的硅胶罐吸入，而不会经由可能正处于干燥再生过程中的硅胶罐吸入，彻底杜绝了呼吸器加热过程中水气进入油枕的可能。进一步的，所述的第一硅胶罐与第二硅胶罐的结构完全相同，在工作中可以互为备用。与现有技术比较，本发明的优点是：1.采用本技术方案后，当硅胶的吸湿能力下降到一定程度时，可自动驱动加热装置对饱和的硅胶进行加热除湿，使硅胶恢复吸湿能力；2.本技术方案采用了可切换的双罐结构，通过位于两个硅胶罐顶的电动切换阀和罐体下方的双向呼吸阀亦可采用电动切换阀在不同的工作模式之间切换；这种双罐交替加热的工作方式，可确保在变压器油枕的“呼吸”过程中，空气将经由干燥的硅胶罐吸入，而不会经由可能正处于干燥再生过程中的硅胶罐吸入，彻底杜绝了呼吸器加热过程中水气进入油枕的可能；3.通过这种方法，可使硅胶重复使用，因此无需更换硅胶，也避免了由于检查不及时或漏检而对变压器和呼吸器造成的影响，可真正意义上实现呼吸器的免维护。附图说明图1是本发明呼吸器吸潮装置自愈系统的机械结构示意图；图2是呼吸器吸潮装置中单个硅胶罐内部的机械结构示意图；图3是本发明呼吸器吸潮装置一种工作模式的气路走向示意图；图4是本发明呼吸器吸潮装置另一种工作模式的气路走向示意图；图5是本发明控制部分的系统构成模块示意图；图6是硅胶脱附曲线示意图；图7是湿度测量数据拟合曲线示意图；图8是本发明呼吸器吸潮装置硅胶再生流程的方框图；图9是本发明保护部分的系统构成模块示意图。图中1为第一主连通管，2为电动切换阀，3为第一硅胶罐，3-1为第一硅胶罐的上连通管，3-2为第一硅胶罐的下连通管，4为第二硅胶罐，4-0为罐体，4-1为第二硅胶罐的上连通管，4-2为第二硅胶罐的下连通管，4-3为硅胶，4-4为隔板，4-5为冷却排水通道，4-6为装料口，4-7为卸料口，4-8为加热装置，4-9为电动冷却装置，4-10为单向泄气排水阀，5为双向呼吸阀，6为第二主连通管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。图1中，本发明的技术方案，提供了一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其发明点在于：在变压器的油枕和油杯之间，设置一组由并联的双硅胶罐、电动切换阀、双向呼吸阀组成的双向可切换式呼吸器；所述的双硅胶罐由第一硅胶罐3和第二硅胶罐4构成，在每个硅胶罐中填充有变色硅胶；在每个硅胶罐的上部，分别对应设置有一根上连通管3-1和4-1；在每个硅胶罐的下部，分别对应设置有一根下连通管3-2和4-2；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管3-1和4-1，通过电动切换阀2，与第一主连通管1的一端连接；所述第一主连通管的另一端，与变压器油枕的呼吸管连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管3-2和4-2，通过双向呼吸阀5，与第二主连通管6的一端连接；所述第二主连通管的另一端，与变压器的油杯连接。图2中，以第二硅胶罐4为例，在硅胶罐的壳体4-0内，设置一个加热装置4-8和一个隔板4-4；所述的隔板在硅胶罐内的硅胶4-3与壳体之间形成一个部分隔离带，所述的隔离带构成一个冷却排水通道4-5；在每个冷却排水通道下端的壳体上，设置一个单向泄气排水阀4-10；在与冷却排水通道相对应位置的壳体上，设置一个电动冷却装置4-9；在硅胶罐壳体上，分别设置有装料口4-6和卸料口4-7，用于罐内硅胶的灌装和排出。如图2中所示，在每个硅胶罐中充满变色硅胶4-3，外部空气通过罐体下部的下连接管进入硅胶罐壳体内，在吸入过程中空气中的水分被变色硅胶有效吸收，形成干燥的空气；经过干燥的空气沿着罐体上部的上连接管经电动切换阀和第一主连通管被送至变压器的油枕。硅胶颗粒的吸湿饱和程度由安装在吸湿器内部的湿度传感器图中未示出进行测量，当所测湿度值超过设定值时，安装在罐体内的加热装置会对硅胶进行烘干。而电动冷却装置可迅速令呼吸器外壳降温，使烘干时所产生的水蒸气迅速凝结成水珠，通过冷却排水通道和罐底的单向泄气排水阀向外排出。具体的，加热装置为PTC电加热器；电动冷却装置为半导体制冷组件；电动切换阀为三通式电动切换阀；双向呼吸阀为三通式双向呼吸阀或三通式电动切换阀。图3和图4中，第一硅胶罐图中以罐A表示，下同和第二硅胶罐图中以罐B表示，下同的上连通管，通过电动切换阀图中以上部的切换挡板表示，可切换地与第一主连通管的一端连接；第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀图中以下部的切换挡板表示，可切换地与第二主连通管的一端连接。在正常工作时，如图3中所示，所述的电动切换阀控制与第一硅胶罐与油枕气路连通，所述的双向呼吸阀控制油杯与第一硅胶罐气路连通，外部空气经由第一硅胶罐吸入变压器的储油柜，工作原理与一般常规呼吸器无异；而此时第二硅胶罐处于备用状态。当第一硅胶罐内硅胶的吸附性逐渐降低，罐内空气中水分超过阀值时，所述的电动切换阀和双向呼吸阀同时切至第二硅胶罐，将第一硅胶罐的上、下连通管同时关闭，同时将第二硅胶罐的上、下连通管同时开启，此时整个系统的气路如图4中所示。与此同时，控制器控制第一硅胶罐的加热装置和电动冷却装置开启，对第一硅胶罐中的硅胶进行烘干和水份的排出，第二硅胶罐此时进入正常工作模式，而第一硅胶罐在加热结束后保持备用状态，形成“双罐交替加热”的工作方式。本技术方案所采用的“双罐交替加热”工作方式，能确保在变压器油枕的“呼吸”过程中，空气经由干燥的硅胶罐吸入，而不会经由可能正处于干燥再生过程中的硅胶罐吸入，彻底杜绝了呼吸器加热过程中水气进入油枕的可能。明显地，由于第一硅胶罐与第二硅胶罐的结构完全相同，所以在工作中可以互为备用。采用本技术方案后，当硅胶的吸湿能力下降到一定程度时驱动加热装置PCT加热板或电阻式加热片对饱和的硅胶进行加热除湿，使硅胶恢复吸湿能力；通过这种方法可使硅胶重复使用，因此无需更换硅胶，也避免了由于操作而对变压器和呼吸器造成的影响，可真正意义上实现呼吸器的免维护。如图5中所示，为了使所述的呼吸器能够代替人工完成呼吸器巡视，本技术方案还设计了呼吸器的监测系统，该系统包括传感器模块、嵌入式处理器、通信模块、显示模块等。在本技术方案中，为了实现自动控制功能，在每个硅胶罐中对应设置了一组温、湿度传感器模块，各组温湿度传感器模块的信号输出端分别与控制器中嵌入式处理器的IO端口对应连接，嵌入式处理器的IO端口经通信模块与远程终端图5中标注为远端控制模块连接；嵌入式处理器的IO端口还与一个显示模块连接，用于就地显示对应的检测参数或设定值。所述的嵌入式处理器的IO端口，经过继电器中继扩展模块图中未示出，分别与加热装置和电动冷却装置的控制端对应连接。其中，传感器将实时测得的温度信号和湿度信号转换为电压信号，采集到的电压信号输入至嵌入式处理器中，处理器根据读取的电压信号运算处理最终转换为相应的温度值和湿度值，一方面通过显示模块在现场显示，以便于现场巡视时读取，另一方面通过远程通信模块，可以将实时数据通过无线通信发送给远程终端，使得运行人员可以远程实时监测呼吸器状态，并且可以实现远程控制。通过这种监测方式，实现了变压器呼吸器的状态数据在线采集、传输及远程监测。在设计本技术方案的硅胶再生部分时，需先确定系统的相关参数，分别是加热器的工作温度和启停阀值。本技术方案为了确定加热器的工作温度，通过实验的方法进行了研究了硅胶的脱附特性，如图6中所示，其采用渐近线对硅胶平衡脱附百分比进行拟合。通过图6可以看出，在温度一定的情况下，随着时间的推移平衡脱附百分比增大，在初始阶段硅胶脱附速度最快，随后脱附速度逐渐放缓，最终停止在某一个百分比上不再变化。通过比较温度在90℃、120℃和150℃的三条曲线可以看出，他们的极限脱附百分比和脱附时间依次增加，但相差不大，因此，考虑到加热装置运行的可靠性和经济性，本技术方案中选取120℃作为加热器的工作温度。在确定了加热器工作温度之后，还需为系统设置湿度阀值，来决定加热器的启停，为此本技术方案模拟加热器工作场景进行了数据采集，分别采集了罐内硅胶变色23时的湿度数据和120℃脱附50min后的湿度数据，通过大量数据拟合成了对应的曲线，如图7所示。通过图7中所示可以看出，硅胶变色23时的湿度数据波动较大，这是由于此时硅胶吸湿能力较差，罐中的湿度随着外界湿度的变化影响较大，而120℃脱附50min后的湿度数据比较平稳，是因为此时硅胶吸湿能力强，罐中的水气几乎全被硅胶吸附，湿度随着外界湿度的变化影响很小。为了保证可靠性，本技术方案中选取曲线1的最小值做为加热器启动阈值，选取曲线2的最大值作为加热器关断阈值。本技术方案中的硅胶再生工作模式的控制流程如图8所示，当监测单元采集到的湿度数据高于系统启动阈值图中作“阀值”标注，下同时，处理器通过控制继电器来切换电磁阀、接通罐中的加热装置并启动电动冷却装置，加热器持续升温直到120℃，随后加热器切换至保温模式，当湿度数据低于系统关断阈值时，处理器通过控制继电器来关闭加热装置和电动冷却装置。如图9中所示，要想真正做到免维护的程度，系统的可靠性是必须要保证的，为此本技术方案中专门设计了一套保护系统来加强装置的可靠性。这套保护系统的启动信号来源有两种，分别是罐内温度过高和加热器运行时间过长，当两者满足其一时，处理器通过控制继电器跳开加热装置的电源开关，切断加热装置的电源，同时通过通信系统发出故障信号。实际工作过程中，当处理器故障或加热器装置故障，则加热器将持续工作导致系统持续升温，当温度过高时会烧毁装置，因此必须采取保护措施，由于加热工作温度为120℃，因此，本技术方案设定过热跳闸温度为130℃。为了防止温度传感器发生故障导致加热器持续加热且无法过热跳闸，本技术方案还设置了第二套保护，即加热器运行时间过长，从图5可以看出，120℃时，硅胶在50min内即可脱附，因此本技术方案中，设定加热装置的“运行时间过长”跳闸时间设定为60min。本发明的技术方案，在设计上结合了智能控制技术和检测运行数据的网络传输，充分考虑了现场实际，真正实现了变压器呼吸器的免维护。使用该技术方案后，用户能够实时地在就地或远端监控设备的运行情况，随时检测设备的性能状况。当呼吸器硅胶吸潮能力下降时，能够自动硅胶再生系统，实现“自愈”的功能，有效地降低了人力成本，也杜绝了更换硅胶时对变压器运行的不良影响。本发明可广泛用于变压器的运行管理领域。

权利要求：1.一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是：在变压器的油枕和油杯之间，设置一组由并联的双硅胶罐、电动切换阀、双向呼吸阀组成的双向可切换式呼吸器；所述的双硅胶罐由第一硅胶罐和第二硅胶罐构成，在每个硅胶罐中填充有变色硅胶；在每个硅胶罐上分别对应设置有一根上连通管和一根下连通管；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管，通过电动切换阀，与第一主连通管的一端连接；所述第一主连通管的另一端，与变压器油枕的呼吸管连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀，与第二主连通管的一端连接；所述第二主连通管的另一端，与变压器的油杯连接；在每个硅胶罐的壳体内，设置一个加热装置和一个隔板；所述的隔板将硅胶罐内的硅胶与部分壳体之间隔离，形成一个冷却排水通道；在每个冷却排水通道下端的壳体上，设置一个单向泄气排水阀；在与冷却排水通道相对应位置的壳体上，设置一个电动冷却装置；在每个硅胶罐中对应设置一组温湿度传感器模块，各组温湿度传感器模块的信号输出端分别与控制器中嵌入式处理器的IO端口对应连接，嵌入式处理器的IO端口经通信模块与远程终端连接；所述的嵌入式处理器的IO端口与加热装置和电动冷却装置的控制端分别对应连接。2.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的上连通管，通过电动切换阀，可切换地与第一主连通管的一端连接；所述第一硅胶罐和第二硅胶罐的下连通管，通过双向呼吸阀，可切换地与第二主连通管的一端连接。3.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的嵌入式处理器的IO端口还与一个显示模块连接，用于就地显示对应的检测参数或设定值。4.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的加热装置为PTC电加热器。5.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的电动冷却装置为半导体制冷组件。6.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的电动切换阀为三通式电动切换阀。7.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的双向呼吸阀为三通式双向呼吸阀或三通式电动切换阀。8.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是在正常工作时，所述的电动切换阀控制与第一硅胶罐与油枕气路连通，所述的双向呼吸阀控制油杯与第一硅胶罐气路连通，外部空气经由第一硅胶罐吸入变压器的储油柜，工作原理与一般常规呼吸器无异；而此时第二硅胶罐处于备用状态；当第一硅胶罐内硅胶的吸附性逐渐降低，罐内空气中水分超过阀值时，所述的电动切换阀和双向呼吸阀同时切至第二硅胶罐，将第一硅胶罐的上、下连通管同时关闭，同时将第二硅胶罐的上、下连通管同时开启；与此同时，控制器控制第一硅胶罐的加热装置和电动冷却装置开启，对第一硅胶罐中的硅胶进行烘干和水份的排出，第二硅胶罐此时进入正常工作模式，而第一硅胶罐在加热结束后保持备用状态，形成双罐交替加热的工作方式。9.按照权利要求8所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的双罐交替加热工作方式，能确保在变压器油枕的“呼吸”过程中，空气经由干燥的硅胶罐吸入，而不会经由可能正处于干燥再生过程中的硅胶罐吸入，彻底杜绝了呼吸器加热过程中水气进入油枕的可能。10.按照权利要求1所述的变压器呼吸器吸潮装置自愈系统，其特征是所述的第一硅胶罐与第二硅胶罐的结构完全相同，在工作中可以互为备用。

百度查询： 国网上海市电力公司 一种变压器呼吸器吸潮装置自愈系统