一种具有可视功能的免维护吸湿器

贺嘉琪 于力 魏晓伟 郭玲 李强

【摘  要】新型的气体继电器、可视免维护吸湿器、储油柜监测装置的研制和应用将完善和弥补日常巡检中储油柜不易观察、气体继电器集气情况不清晰、吸湿器经常更换、免维护吸湿器工作状态不可知等巡检工作中的问题，同时新增气体继电器中特征气体的量化、储油柜胶囊泄漏监测等监测内容，并建设一个远端信息存储、视频和数据监控的数字化平台。

【关键词】变压器;气体继电器;探测特征气体传感器;免维护吸湿器;可视功能;

一、目的和意义

随着电网建设的发展，大型变压器的使用越来越多。大型变压器运行、维护以及日常巡视的工作量激增，由于一些变压器配置的组部件自身功能的不完备、安装位置不利于观察，有的位置甚至是观察盲区，导致站内值班人员巡检工作不能有效开展，对一些潜在和已经发生的问题不能得到有效的发现，导致问题扩大甚至发展成故障。从电网安全、可靠、经济运行等工作上看，急需完善和重点解决变压器巡检中关键项目的可视化、数据化、信息化、预诊断的工作，为进一步实现变压器及整站设备运行的状态监测、信息收集、故障诊断以及泛载电力物联网提供有力支撑。

项目通过开展新型的气体继电器、可视免维护吸湿器、储油柜监测装置的研制和应用将完善和弥补日常巡检中储油柜不易观察、气体继电器集气情况不清晰、吸湿器经常更换、免维护吸湿器工作状态不可知等巡检工作中的问题，同时新增气体继电器中特征气体的量化、储油柜胶囊泄漏监测等监测内容，并建设一个远端信息存储、视频和数据监控的数字化平台。实现在变压器巡检中对关键项目检查的数据化、直观可视化、状态信息远端存储和显示，提升巡检质量，有效提升安全运维能力。

二、国内外研究水平综述

一直以来，变压器行业几乎将全部经历投入到变压器本体的研究，关于变压器组部件的研究较少、十几年来一些组部件的功能、甚至外观几乎都是一成不变的。虽然近年，中国电网大力推进智能化电网建设，变压器设备的油色谱、光纤温度测量等监测设备都有了一定的发展和进步;但是针对日常巡检储油柜呼吸、储油柜油位、气体继电器集气量等关键巡检项目没有新的产品或功能出现。

现有的数据采集和存储方面大量采集和应用的是开关量，其可视化、数据化、故障预诊断等功能，远远落后于智能化发展的步伐。

国内外的智能平台更多的将重心放置在变压器承载能力、典型事故分析方面的研究，对变压器日常巡检、关键部件的关注较少，虽然也新推出免维护吸湿器等部件，但因为状态不可视，市场推广也受到限制，同时国内的变压器组部件制造厂大多没有自主研发能力，还处在跟进、模仿式生产的节奏。

三、项目的创新点和解决的问题

新型气体继电器的应用可以更方便的观察集气情况，免受气体继电器安装位置、遮挡、玻璃板反光等限制，免受集气盒引下带来的漏油、集气不准等问题，能够实现时时可视，并在轻重瓦斯继电器动作时，即时拍照留存状态信息;利用新型气体继电器集气仓中特征气体识别功能能够及早发现变压器故障，当变压器出现内部过热、放电等故障时一定会产生特征气体，对特征气体的及早发现可以有效地提示值班人员、巡检人员采取相应措施，避免事故扩大，气体的识别也可以协助排查事故原因;研制一种新型的储油柜状态监视装置;监视装置由泄露监测和油量测量分析两个部分组成;其具有胶囊泄漏监测、储油柜内部油量反馈以及油量与环境温度适应情况反馈;

新型的储油柜状态监视装置能够有效、及时发现胶囊泄漏情况，同时通过装置内的计算给出当前储油柜中油量（具体的重量值），并结合时时温度给出储油柜中油量充足与否的提示，更好的提前预判储油柜油量情况，弥补目前巡检中无法判断胶囊状态的境况，对储油柜中油量未知、协助值班人员对未来高低温下油量是否合适给出判断依

四、装备结构示意图

具有可视功能的免维护吸湿器主要包括观察呼吸状态部件、干燥筒、控制器等部件，通过收集信息信号采集系统、智能分析数据并处理控制系统和接受控制信息等实现气体干燥、自动烘干干燥剂等功能。

1.干燥筒部分主要由过滤仓、冷凝仓、干燥筒主轴、传感器、加热芯、硅胶及防凝结呼吸口等等组成。吸湿器干燥筒内预制有多个高精度的传感器，实现對保护容器内空气温度、湿度，筒内干燥剂的温度、湿度，排水口处温度，筒内压力等信息采集，依据温度、湿度、压力情况开启加热、排气等功能，最终实现智能干燥处理、智能自我防护、状态上传的要求。

2.控制器，控制器实现信息收集、指令下达、状态信息上传、虚拟信号就地显示等操作功能，同时具有防水、防尘、自加热等环境适应性功能。

3.可视呼吸状态部件，可视呼吸状态部件利用物理方法将微弱的呼、吸状态时时体现出来，同时让吸入气体经过滤液（通常与存储液体一致）进一步经过过滤，观察呼吸状态部件中设有在线（或免拆装）更换过滤液的接口。

五、结论

本发明达到了针对上述不足之处提供一种具有可视功能的免维护吸湿器的目的。该吸湿器在传统的干燥功能基础上增加了吸湿器内部温度、湿度、压力等状态监测、自动加热除湿干燥功能、状态信息远传、就地工作信息显示、就地呼吸状态物理显示、使用环保干燥剂、能检测吸湿器内部及联接管的导通性等功能。实现了能够大大减少人工巡视、减少更换的本质，更能适合环保要求。

在针对上述问题，我们提出了可视化免维护加湿器的构想。通过现场直接观察呼吸状态、自动感知干燥剂湿度等，减少人力消耗，通过自动启动干燥功能等减少财力损失。通过猜想以及已学知识的结合，完成初步的设想。然后选购材料，研制样机，并完成样机的调试。

参考文献：

[1]于在明，韩洪刚，赵义松等.吸湿器运行中纯在的问题与改进[J].变压器，2013，50（4）：47-49.

[2]DLT1386-2014，电力变压器选用导则[S]

[3]阳明明.浅析电力变压器的运行与维护[J].科技风，2014，（10）：89

（作者单位：1、沈阳工程学院 电力学院;

2、沈阳普尔电力科技有限公司）