一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置和检测方法

摘要

本发明提供一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置和检测方法，所述装置包括第一储油柜和第二储油柜，第一储油柜的上部和第二储油柜的下部通过一油管相通；所述装置还包括用于控制第一储油柜和第二储油柜内油量的绝缘油油位控制系统、以及安装在所述第一储油柜和所述第二储油柜内的标准油位传感器和光纤式油位传感器；所述标准油位传感器与所述绝缘油油位控制系统相连，所述光纤式油位传感器与油位采集系统相连。本发明提供的技术方案可对光纤式油位传感器的油位测量准确度和机械寿命进行检测，弥补了现有技术中光纤式油位传感器入网时缺乏检测校验，性能和可靠性得不到验证的不足，为光纤式油位传感器的可靠运行提供了技术支撑。

权利要求

1.一种变压器用光纤式油位传感器性能检测方法，变压器用光纤式油位传感器性能检测装置包括第一储油柜和第二储油柜，第一储油柜的上部和第二储油柜的下部通过一油管相通；所述装置还包括用于控制第一储油柜和第二储油柜内油量的绝缘油油位控制系统、以及安装在所述第一储油柜和所述第二储油柜内的标准油位传感器和光纤式油位传感器；

所述标准油位传感器与所述绝缘油油位控制系统相连，所述光纤式油位传感器与油位采集系统相连；

所述绝缘油油位控制系统包括电源、调压器、接触器、油泵、PLC控制器和油位传感器，所述电源的输出端与所述调压器的输入端相连，所述调压器的输出端与所述接触器的输入端子相连，所述接触器的输出端子与所述油泵的输入端相连，所述油泵的输出端分别通过所述油管与所述第一储油柜和所述第二储油柜连接；所述接触器的控制端以及所述油位传感器分别与所述PLC控制器相连；

所述油位传感器包括第一油位传感器、第二油位传感器、第三油位传感器和第四油位传感器；所述第一储油柜和所述第二储油柜置于同一水平面上；所述第一油位传感器和所述第二油位传感器安装在所述第一储油柜的同一侧壁的不同高度上；所述第三油位传感器和所述第四油位传感器安装在所述第二储油柜的同一侧壁的不同高度上；所述第一油位传感器的安装高度与所述第三油位传感器的安装高度相同；所述第二油位传感器的安装高度与所述第四油位传感器的安装高度相同；

所述方法包括：

A、启动油泵正方向旋转，使第二储油柜中的绝缘油经油管流向第一储油柜；

B、第一油位传感器检测到最高油位后触发PLC控制器启动接触器，接触器控制油泵反方向旋转，使第一储油柜中的绝缘油经油管流向第二储油柜；

C、第二油位传感器其检测到最低油位后触发PLC控制器，PLC控制器通过接触器控制油泵停止旋转，并延时5min停止接收信号；

D、第三油位传感器检测到最高油位后触发PLC启动接触器，接触器控制油泵正方向旋转，使第二储油柜中的绝缘油经油管流向第一储油柜；

E、第四油位传感器检测到最低油位后触发PLC控制器；PLC控制器通过接触器控制油泵停止旋转，并延时5min停止接收信号；

F、跳转至步骤B；

所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位升降次数由所述PLC控制器设置；光纤式油位传感器和标准油位传感器检测所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位；根据所述光纤式油位传感器和所述标准油位传感器的测量结果计算所述光纤式油位传感器的测量准确度。

说明书

一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置和检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种检测装置和检测方法，具体讲涉及一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置和检测方法。

背景技术

[0002] 随着用电量的急剧增长，用电不平衡问题表现尤为突出，很多地方面临用电紧缺的问题，在用电紧缺的地方需要开展电网互联，发展特高压坚强智能电网。电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分；同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在输变电一次设备中得到集成应用，这极大提升了变压器设备的智能化程度。

[0003] 储油柜是变压器的主要组件之一，其作用是补偿绝缘油因温度变化而产生的体积膨胀或收缩，保证充油设备本体内一直充满油。油位是确保储油柜内有油避免变压器油位过低导致过热或绝缘故障。

[0004] 大型变压器要求用全密封式储油柜，使绝缘油与外界空气隔离，以防止绝缘油吸潮氧化而降低其绝缘性能。常见储油柜有开启式、胶囊式/隔膜式和波纹管式三种类型。储油柜内的油位指示很重要，油位计对储油柜内的油位进行监测，当油位过高或过低时需要报警，但目前变电站多发假油位故障报警，产生假油位故障的原因很多，故障现象也各不相同，例如管式油位指示计可能会存在如下几方面的故障：1)压油袋内空气未排尽，导致油位随温度变化很小；2)油位计漏油、油位计连管破裂或油位计放油螺钉松动漏油，导致油位指示逐渐降至很低，甚至为零；3)油位计呼吸塞拧得太紧不和空气连通，导致油位随温度变化很小；4)压油袋破裂或渗漏，污染装置本体绝缘油，使绝缘油颜色变黑、变污。

[0005] 磁针式油位指示计可能会存在如下几方面的故障：1)驱动机构和胶囊缠绕，导致油位指示基本不随温度变化。2)浮球或连杆进油，导致油位指示为零。3)磁针失灵，导致油位指示为零或满格。4)驱动连杆弯折，导致油位指示为零或无变化。

[0006] 变压器温度升高，油的体积膨胀，储油柜油位升高，反之油位降低，变压器设备出厂资料会给出储油柜的油温、油位曲线，对不同油量给出对应的温度油位曲线，检修人员根据油温油位装置对设备注油，运行人员通过油温油位指示监视变压器设备的运行情况，及时掌握油温、油位并与对应曲线图进行比较，可掌握变压器设备实际运行状态。假温度和假油位将导致设备故障或导致运行人员对设备急停，如能实时且直接监测变压器的油温和油位，可避免假报或误报，避免变压器不必要的停电，给用户带来不必要的损失。

[0007] 光纤式油位传感器为直接测量，不存在假油位等问题，近几年已开展部分应用，但光纤式油位测量系统入网时缺乏检测校验，其性能和可靠性验证不足，如直接在现场安装后进行验证，出现问题不易更换和维护。

发明内容

[0008] 为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置。

[0009] 本发明提供的技术方案是：一种变压器用光纤式油位传感器性能检测装置，包括第一储油柜和第二储油柜，第一储油柜的上部和第二储油柜的下部通过一油管相通；其改进之处在于：所述装置还包括用于控制第一储油柜和第二储油柜内油量的绝缘油油位控制系统、以及安装在所述第一储油柜和所述第二储油柜内的标准油位传感器和光纤式油位传感器；所述标准油位传感器与所述绝缘油油位控制系统相连，所述光纤式油位传感器与油位采集系统相连。

[0010] 优选的，所述第一储油柜和所述第二储油柜的大小和结构均相同；所述储油柜的侧壁底部留有接口和设于所述接口上的盖板；所述盖板上设有大小可调的法兰接口；所述光纤式油位传感器通过所述法兰接口固定在所述第一储油柜和所述第二储油柜的侧壁底部。

[0011] 优选的，所述绝缘油油位控制系统包括电源、调压器、接触器、油泵、PLC控制器和油位传感器，所述电源的输出端与所述调压器的输入端相连，所述调节器的输出端与所述接触器的输入端子相连，所述接触器的输出端子与所述油泵的输入端相连，所述油泵的输出端分别通过所述油管与所述第一储油柜和所述第二储油柜连接；所述接触器的控制端以及所述油位传感器分别与所述PLC控制器相连。

[0012] 进一步，所述油位传感器包括第一油位传感器、第二油位传感器、第三油位传感器和第四油位传感器；所述第一储油柜和所述第二储油柜置于同一水平面上；所述第一油位传感器和所述第二油位传感器安装在所述第一储油柜的同一侧壁的不同高度上；所述第三油位传感器和所述第四油位传感器安装在所述第二储油柜的同一侧壁的不同高度上；所述第一油位传感器的安装高度与所述第三油位传感器的安装高度相同；所述第二油位传感器的安装高度与所述第四油位传感器的安装高度相同。

[0013] 进一步，所述第一储油柜和所述第二储油柜的外壳接地。

[0014] 优选的，所述油位采集系统包括光纤解调仪和计算机，所述光纤解调仪的输入端与所述光纤式油位传感器的输出端相连，其输出端与所述计算机相连；所述光纤式油位传感器测量所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位信息，并将所述油位信息转换为光信号后输出至所述光纤解调仪；所述光纤解调仪接收所述光纤式油位传感器上传的光信号，并将所述光信号转化为电信号后上传至计算机进行显示。

[0015] 优选的，所述标准油位传感器为光反射式油位传感器，所述光反射式油位传感器与PLC控制器相连，所述PLC控制器与液晶显示频相连；所述光反射式油位传感器测量所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位，并将检测的油位信息长传至所述PLC控制器；所述PLC控制器记录油位信息，并控制所述液晶显示屏显示油位信息。

[0016] 优选的，所述第一储油柜和所述第二储油柜内还安装有用于测量储油柜内绝缘油油位的传统油位传感器，所述传统油位传感器为浮子机械传动磁吸式油位传感器。

[0017] 本发明的另一目的在于提供一种用上述检测装置实现的变压器用光纤式油位传感器性能检测方法，其特征在于：所述方法包括：

[0018] A、启动油泵正方向旋转，使第二储油柜中的绝缘油经油管流向第一储油柜；

[0019] B、第一油位传感器检测到最高油位后触发PLC控制器启动接触器，接触器控制油泵反方向旋转，使第一储油柜中的绝缘油经油管流向第二储油柜；

[0020] C、第二油位传感器其检测到最低油位后触发PLC控制器，PLC控制器通过接触器控制油泵停止旋转，并延时5min停止接收信号；

[0021] D、第三油位传感器检测到最高油位后触发PLC启动接触器，接触器控制油泵正方向旋转，使第二储油柜中的绝缘油经油管流向第一储油柜；

[0022] E、第四油位传感器检测到最低油位后触发PLC控制器；PLC控制器通过接触器控制油泵停止旋转，并延时5min停止接收信号；

[0023] F、跳转至步骤B；

[0024] 所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位升降次数由所述PLC控制器设置；光纤式油位传感器和标准油位传感器检测所述第一储油柜和所述第二储油柜内的油位；根据所述光纤式油位传感器和所述标准油位传感器的测量结果计算所述光纤式油位传感器的测量准确度。

[0025] 与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步：

[0026] 本发明提供的变压器用光纤式油位传感器性能检测装置采用两个大小结构完全一致的储油柜和绝缘油控制系统实现两个储油柜内部油位的循环升降，采用光纤式油位传感器和标准油位传感器同时检测油位升降过程中的油位信息采集，可实现油位数据的大量采集，可检测光纤式油位传感器的油位测量准确度和机械寿命，弥补了现有技术中光纤式油位传感器入网时缺乏检测校验，性能和可靠性得不到验证的不足，为光纤式油位传感器的可靠运行提供了技术支撑。

附图说明

[0027] 图1为本发明提供的变压器用光纤式油位传感器性能检测装置的结构示意图。

[0028] 其中1-接地；2-电源；3-调压器；4-接触器；5-标准油位传感器；6-PLC控制器；7-油泵；8-流量计；9-光纤式油位传感器；10-光纤解调仪；11-计算机；12-传统油位传感器；13-第一油位传感器；14-第二油位传感器；15-第三油位传感器；16-第四油位传感器；17-第一储油柜；18-第二储油柜。

具体实施方式

[0029] 下面结合图1对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

[0030] 为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

[0031] 本发明提供的变压器用光纤式油位传感器9性能检测装置的结构如图1所示：所述检测装置包括第一储油柜17和第二储油柜18，第一储油柜17的上部和第二储油柜18的下部通过一油管相通；所述装置还包括用于控制第一储油柜17和第二储油柜18内油量的绝缘油油位控制系统、以及安装在所述第一储油柜17和所述第二储油柜18内的标准油位传感器5和光纤式油位传感器9；所述标准油位传感器5与所述绝缘油油位控制系统相连，所述光纤式油位传感器9与油位采集系统相连。

[0032] 所述第一储油柜17和所述第二储油柜18的大小和结构均相同；所述储油柜的侧壁底部留有接口和设于所述接口上的正方形盖板；所述正方形盖板上设有大小可调的法兰接口，可便于连接对多种类型的传感器；所述光纤式油位传感器9通过所述法兰接口固定在所述第一储油柜17和所述第二储油柜18的侧壁底部。

[0033] 所述绝缘油油位控制系统包括电源2、调压器3、接触器4、油泵7、PLC控制器6和油位传感器，所述电源2的输出端与所述调压器3的输入端相连，所述调节器的输出端与所述接触器4的输入端子相连，所述接触器4的输出端子与所述油泵7的输入端相连，所述油泵7的输出端分别通过所述油管与所述第一储油柜17和所述第二储油柜18连接；所述油管上还安装有流量计8，用于测量流经所述油管的绝缘油油量；所述接触器4的控制端以及所述油位传感器分别与所述PLC控制器6相连。

[0034] 所述油位传感器包括第一油位传感器13、第二油位传感器14、第三油位传感器15和第四油位传感器16；所述第一储油柜17和所述第二储油柜18置于同一水平面上；所述第一油位传感器13和所述第二油位传感器14安装在所述第一储油柜17的同一侧壁的不同高度上，其中所述第一油位的安装高压要高于所述第二油位传感器14的安装高度，第二油位传感器14安装在所述第一储油柜17的侧壁底部；所述第三油位传感器15和所述第四油位传感器16安装在所述第二储油柜18的同一侧壁的不同高度上；所述第一油位传感器13的安装高度与所述第三油位传感器15的安装高度相同；所述第二油位传感器14的安装高度与所述第四油位传感器16的安装高度相同。

[0035] 所述第一储油柜17和所述第二储油柜18的外壳接地1。

[0036] 所述油位采集系统包括光纤解调仪10和计算机11，所述光纤解调仪10的输入端与所述光纤式油位传感器9的输出端相连，其输出端与所述计算机11相连；所述光纤式油位传感器9测量所述第一储油柜17和所述第二储油柜18内的油位信息，并将所述油位信息转换为光信号后输出至所述光纤解调仪10；所述光纤解调仪10接收所述光纤式油位传感器9上传的光信号，并将所述光信号转化为电信号后上传至计算机11进行显示。

[0037] 所述标准油位传感器5为光反射式油位传感器，所述光反射式油位传感器与PLC控制器6相连，所述PLC控制器6与液晶显示频相连；所述光反射式油位传感器测量所述第一储油柜17和所述第二储油柜18内的油位，并将检测的油位信息长传至所述PLC控制器6；所述PLC控制器6记录油位信息，并控制所述液晶显示屏显示油位信息。

[0038] 所述第一储油柜17和所述第二储油柜18内还安装有用于测量储油柜内绝缘油油位的传统油位传感器12，所述传统油位传感器12为浮子机械传动磁吸式油位传感器，当然也可以是其他种类的油位传感器。传统油位传感器12的测量值可直接读出，或通过远程显示的方式在液晶显示屏上读出；通过安装传统油位传感器12可同时对光纤式油位传感器9和传统油位传感器12的测量准确度和机械寿命进行考核，可增加光纤式油位传感器9和传统油位传感器12的数据对比，从而实现光纤式油位传感器9的性能考核。

[0039] 用上述检测装置可实现的变压器用光纤式油位传感器9性能检测，具体为：

[0040] A、启动油泵7正方向旋转，使第二储油柜18中的绝缘油经油管流向第一储油柜17；

[0041] B、第一油位传感器13检测到最高油位后触发PLC控制器6启动接触器4，接触器4控制油泵7反方向旋转，使第一储油柜17中的绝缘油经油管流向第二储油柜18；

[0042] C、第二油位传感器14其检测到最低油位后触发PLC控制器6，PLC控制器6通过接触器4控制油泵7停止旋转，并延时5min停止接收信号；

[0043] D、第三油位传感器15检测到最高油位后触发PLC启动接触器4，接触器4控制油泵7正方向旋转，使第二储油柜18中的绝缘油经油管流向第一储油柜17；

[0044] E、第四油位传感器16检测到最低油位后触发PLC控制器6；PLC控制器6通过接触器4控制油泵7停止旋转，并延时5min停止接收信号；

[0045] F、跳转至步骤B；

[0046] 所述第一储油柜17和所述第二储油柜18内的油位升降次数由所述PLC控制器6设置；也可通过手动启停接触器4来变化油位；传统油位传感器12机械寿命要求最高油位变最低油位共计考核1000次；光纤式油位传感器9的机械寿命考核次数设为传统油位传感器12机械寿命考核次数的2倍；考核光纤式油位传感器9在高压油位变最低油位的2000次循环升降过程中，能否正常工作。

[0047] 光纤式油位传感器9、标准油位传感器5和传统油位传感器12同时检测第一储油柜17和第二储油柜18内的油位；三个测量数据可通过视频接入器同时接入液晶显示屏，显示上述三个器件在不同油位下的示值；根据所述光纤式油位传感器9、所述标准油位传感器5、以及所述传统油位传感器12的测量结果，可计算所述光纤式油位传感器9和所述传统油位传感器12在不同油位下的测量准确度。还可以检测光纤式油位传感器9相对于传感器油位传感器的性能好坏。

[0048] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。