一种油侵式变压器枕式胶囊自动充气装置
技术领域
本实用新型属于电力系统主变胶囊安装、充气技术领域，具体涉及一种油侵式变压器枕式胶囊自动充气装置。
背景技术
目前，电力系统变电站运行12年以上的主变胶囊，更换逐渐成增长趋势，更换过程施工工艺标准不一致，特别是在胶囊安装充气环节，大都采用氧气皮管与储油枕呼吸器法兰对接，直接通过气瓶进行充气，工艺简单粗暴；气瓶出气口配的减压表，无法检测胶囊内充气的精确压力、以及充气的标准额定气压流量，充气压力稍有过大就会对胶囊造成损坏，充气压力不够则胶囊鼓起力度不够，会导致油枕出现假油位。
为此，在胶囊安装前，需要有效的手段检测胶囊的密封性，保证气囊安装后能充入预定标准气压，使气囊在油枕定向空间内舒展到标准大小；注油后再次按照标准预定压力冲气，使气囊膨胀到与油枕内壁球面平齐；在整个充气过程中，要求不损伤胶囊内层，确保内部空气排净，使囊撕裂强度小于38kN/m，拉伸强度控制在15Mpa范围内，才能有效避免安装不规范导致胶囊破损、鼓包、龟裂，致使胶囊带病运行后产生假油位，以及绝缘油与外界空气直接接触受潮进水的风险，以免给主变压器的安全稳定运行带来重大安全隐患。
传统方式对油侵式变压器油枕内的呼吸胶囊充气方式是：气源钢瓶直接连到胶囊的进气口上，工作人员通过气源钢瓶上的手动减压阀向胶囊内充气，需要人工全程值守，如果减压阀出故障会对胶囊产生无法逆转的损坏，无法满足上述要求。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，针对以上现有技术存在的问题，提供一种可实现充气过程预先设置标准气压、过压自动保护、充气完毕自动停机、无需人工全程参与，装置自带套标准胶囊安装程序，能有效避免胶囊破损带病运行的油侵式变压器枕式胶囊充气装置。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种油侵式变压器枕式胶囊自动充气装置，设置于气源钢瓶与变压器枕式胶囊的充气口之间，其特征在于包括：充气组件和控制组件；
所述充气组件包括气体输送管、进气端电磁阀和电磁气体安全阀；所述气体输送管的进气端通过充气电磁阀与气源钢瓶连接，出气端与变压器枕式胶囊的进气口连通；所述电磁气体安全阀装在气体输送管上；
所述控制组件包括压力传感器、前置放大器、模拟数字转换器和单片机和工业电脑；所述压力传感器设置在气体输送管上，所述压力传感器、前置放大器、模拟数字转换器、单片机和工业电脑之间通过信号传输电缆线路连通；
所述进气端电磁阀、电磁气体安全阀通过继电器和三极管与单片机电连接；
所述工业电脑内安装有软件控制系统，所述软件控制系统包括指令输入与数据显示模块、流程执行模块和过程监控模块；所述指令输入与数据显示模块，用于从工业电脑上输入流程执行指令，并以数据显示方式实时显示进气电磁阀、电磁气体安全阀的工作状态和压力传感器监视到的气囊内压力值；所述流程执行模块，执行从指令输入与数据显示模块输入的操作指令，以控制进气端电磁阀和电磁气体安全阀的开合；所述过程监控模块，用于实时监控进气电磁阀、电磁气体安全阀的工作状态和压力传感器探测到的气囊内压力值，并将监控数据传输至指令输入与数据显示模块处再通过工业电脑屏幕显示。
作为优选方案，所述充气组件还包括气压报警器和手工放气阀，所述气压报警器和手工放气阀安装于所述气体输送管上。
作为优选方案，所述压力传感器为电阻式压力传感器，其量程为0～100kPa。
作为优选方案，所述工业电脑为微型触摸屏电脑。
作为优选方案，所述装置还包括用于放置充气组件和控制组件的外箱。
本实用新型的工作原理是：
设备组装：根据附图显示的连接关系，将进气端电磁阀、电磁气体安全阀、气压报警器和手工放气阀和压力传感器安装在气体输送管上，形成充气组件；然后将压力传感器、前置放大器、模拟数字转换器和单片机和工业电脑依次连接，形成控制组件，进气端电磁阀、电磁气体安全阀通过继电器和三极管与单片机电连接；所述充气组件和控制组件均安装于外箱内。
气囊检查：胶囊安装前，通过压力传感器21与控制组件2进行充气压力检查和控制，先通过本实用新型的充气装置向气囊内充入氮气，用10kPa标准气压进行气密性试验检查，先预充气到2kPa标准气压，使气囊展开并鼓起，达到预定气压后，传感器21和控制系统2自动停止充气；接着开始对油枕注油直至标准油位，启动充气至5kPa后自动停止充气，以完成排油、调整油位工作。
气囊充气：气囊检查完成后，将充气装置安装在气囊的进气口和气源钢瓶的出气端之间，并保证连接部位的气密性；通过充气装置事先设定好的充气标准流量、预定气压值和过压报警值；然后通过微型触摸屏电脑输入充气操作指令，软件控制系统的流程执行模块将充气操作指令，依次通过单片机、三极管和继电器传输至进气端电磁阀和电磁气体安全阀，此时进气端电磁阀打开，电磁气体安全阀关闭，氮气就开始持续不断地充入气囊内；整个进气过程由软件控制系统的过程监控模块实时监控，压力传感器实时反馈并监测整个过程，并将压力信号通过压力传感器、前置放大器、模拟数字转换器和单片机传输、转换和处理至微型触摸屏电脑处，当压力达到预定压力值时，软件控制系统的流程执行模块会自动发出停止充气指令，停止充气指令依次通过单片机、三极管和继电器传输至进气端电磁阀和电磁气体安全阀，此时进气端电磁阀关闭，电磁气体安全阀也关闭，从而停止充气过程；若充气太快，气囊的压力超过预定压力值，由于压力值能被实时监控并通过软件操作系统的指令输入与数据显示模块显示到微型触摸屏电脑上，因而当监控到的压力高于预定压力值时，软件控制系统会自动传输指令，控制电磁气体安全阀放气，直至压力达到预定压力值，然后关闭电磁气体安全阀；当装置的控制组件和软件控制系统出现故障，不能有效控制压力时，若气压达到过压报警值，气压报警器就会发出报警信号，此时，操作人员可通过手工放气阀实现排气的功能，避免充气系统持续对胶囊进行充气。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型能实时监控充气过程中胶囊内的压力状态，对胶囊各阶段压力进行控制，当出现超压情况时，软件控制系统和控制组件会自动关闭进气端电磁阀和电磁气体安全阀，防止因充气流速过快或气压过高对胶囊造成损坏；欠压监控组件和软件控制系统会监控会通过工业电脑显示胶囊内的压力状态，防止长期无气体通入胶囊外部湿气进入，造成胶囊受潮。
2、本实用新型通过控制组件和软件控制系统，实时监控胶囊的充气状态及胶囊内的压力状态，能让胶囊安装检修工作人员，按照标准化的作业流程开展工作，充气全过程通过控制程序预先设置实现全程自动化，无需人工全程参与，欠压保护，过压自动保护，充气完毕自动停机。
3、本实用新型安装方便快捷，胶囊充气简单方便，能有效缩短检修时间，工业化人工智能标准操作方法，提高工作效率，杜绝问题胶囊、安装不合格的胶囊投运运行，保证油浸变压器的安全稳定运行，提高工作效率及可靠性，保障电力系统的安全运行，提出了企业标准化作业方法，填补了本技术领域的技术空白。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为一种油浸式变压器枕式胶囊充气装置的结构示意图；
图2为一种油浸式变压器枕式胶囊充气装置的软件控制系统逻辑图。
图中：11—气体输送管；12—进气端电磁阀；13—电磁气体安全阀；14—气压报警器；15—手工放气阀；21—压力传感器；22—前置放大器；23—数字转换器；24—单片机；25—工业电脑。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1～2所示，一种油侵式变压器枕式胶囊自动充气装置，设置于气源钢瓶与变压器枕式胶囊的充气口之间，其特征在于包括：充气组件1和控制组件2；
所述充气组件1包括气体输送管11、进气端电磁阀12和电磁气体安全阀13；所述气体输送管11的进气端通过充气电磁阀12与气源钢瓶连接，出气端与变压器枕式胶囊的进气口连通；所述电磁气体安全阀13装在气体输送管11上；
所述控制组件2包括压力传感器21、前置放大器22、模拟数字转换器23和单片机24和工业电脑25；所述压力传感器21设置在气体输送管11上，所述压力传感器21、前置放大器22、模拟数字转换器23、单片机24和工业电脑25之间通过信号传输电缆线路连通；
所述进气端电磁阀12、电磁气体安全阀13通过继电器和三极管与单片机24电连接；
所述工业电脑内安装有软件控制系统，所述软件控制系统包括指令输入与数据显示模块、流程执行模块和过程监控模块；所述指令输入与数据显示模块，用于从工业电脑上输入流程执行指令，并以数据显示方式实时显示进气电磁阀11、电磁气体安全阀13的工作状态和压力传感器21监视到的气囊内压力值；所述流程执行模块，执行从指令输入与数据显示模块输入的操作指令，以控制进气端电磁阀12和电磁气体安全阀13的开合；所述过程监控模块，用于实时监控进气电磁阀11、电磁气体安全阀13的工作状态和压力传感器21探测到的气囊内压力值，并将监控数据传输至指令输入与数据显示模块处再通过工业电脑屏幕显示。
所述充气组件1还包括气压报警器14和手工放气阀15，所述气压报警器14和手工放气阀15安装于所述气体输送管11上。所述压力传感器21为电阻式压力传感器，其量程为0～100kPa，胶囊安装前，用10kPa标准气压进行气密性试验检查，安装过程中预充气到2kPa标准气压，使气囊展开膨起后自动停机；然后开始对油枕注油，直至标准油位，此时启动充气至5kPa后自动停机，完成排油、调整油位工作。所述工业电脑25为微型触摸屏电脑。所述装置还包括用于放置充气组件1和控制组件2的外箱3。
本实用新型涉及的部件均为现有成熟技术，其中气体输送管11、进气端电磁阀12、电磁气体安全阀13、气压报警器14、手工放气阀15、压力传感器21、前置放大器22、模拟数字转换器23、单片机24、工业电脑25、继电器和三极管均可通过市场购买，非常容易获得；其中，所述气体输送管11为常见的绝缘材料制成的软管，进气端电磁阀12和电磁气体安全阀13分别为型号ZCT-3N型和ZNT-6N型气用电磁阀，所述外箱3由绝缘材料制成，可直接定制。
本实用新型的工作原理是：
设备组装：根据附图1显示的连接关系，将进气端电磁阀12、电磁气体安全阀13、气压报警器14和手工放气阀15和压力传感器21安装在气体输送管11上，形成充气组件1；然后将压力传感器21、前置放大器22、模拟数字转换器23和单片机24和工业电脑25依次连接，形成控制组件2，进气端电磁阀12、电磁气体安全阀13通过继电器和三极管与单片机24电连接；所述充气组件1和控制组件2均安装于外箱3内。
气囊检查：胶囊安装前，通过压力传感器21与控制组件2进行充气压力检查和控制，先通过本实用新型的充气装置向气囊内充入氮气，用10kPa标准气压进行气密性试验检查，先预充气到2kPa标准气压，使气囊展开并鼓起，达到预定气压后，传感器21和控制系统2自动停止充气；接着开始对油枕注油直至标准油位，启动充气至5kPa后自动停止充气，以完成排油、调整油位工作。
气囊充气：气囊检查完成后，将充气装置安装在气囊的进气口和气源钢瓶的出气端之间，并保证连接部位的气密性；通过充气装置事先设定好的充气标准流量、预定气压值和过压报警值；然后通过微型触摸屏电脑输入充气操作指令，软件控制系统的流程执行模块将充气操作指令，依次通过单片机24、三极管和继电器传输至进气端电磁阀12和电磁气体安全阀13，此时进气端电磁阀12打开，电磁气体安全阀13关闭，氮气就开始持续不断地充入气囊内；整个进气过程由软件控制系统的过程监控模块实时监控，压力传感器21实时反馈并监测整个过程，并将压力信号通过压力传感器21、前置放大器22、模拟数字转换器23和单片机24传输、转换和处理至微型触摸屏电脑处，当压力达到预定压力值时，软件控制系统的流程执行模块会自动发出停止充气指令，停止充气指令依次通过单片机24、三极管和继电器传输至进气端电磁阀12和电磁气体安全阀13，此时进气端电磁阀12关闭，电磁气体安全阀13也关闭，从而停止充气过程；若充气太快，气囊的压力超过预定压力值，由于压力值能被实时监控并通过软件操作系统的指令输入与数据显示模块显示到微型触摸屏电脑上，因而当监控到的压力高于预定压力值时，软件控制系统会自动传输指令，控制电磁气体安全阀13放气，直至压力达到预定压力值，然后关闭电磁气体安全阀13；当装置的控制组件2和软件控制系统出现故障，不能有效控制压力时，若气压达到过压报警值，气压报警器14就会发出报警信号，此时，操作人员可通过手工放气阀15实现排气的功能，避免充气系统持续对胶囊进行充气。
需要说明的是，以上实施方案仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，在本实用新型原理上所做的形式上和细节上的各种改变，均在本实用新型的保护范围之内。
