干簧管式油位计通用型报警装置的研制.pdf

RURAL ELECTRIFICATION干簧管式油位计通用型报警装置的研制黎浩贤*，叶健忠，甄成远，利志军（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000）摘要：针对干簧管式油位计在长期运行后，由于干簧管破损导致误发油位异常信号，以及干簧管购置困难和更换工艺繁复的问题。研制一种通用型报警装置，可替换以干簧管为报警单元的传动轴心模块。具备安装简易、尺寸通用、成本低廉和可靠运行等特点，可显著提高油位计故障检修效率，降低油位计更换成本和原厂备品依赖性，提高企业经营效益。关键词：油位计；干簧管；通用型；报警中图分类号：TM411DevelopmentofauniversalalarmdeviceforreedswitchtypeoillevelgaugeLIHaoxian*,YEJianzhong,ZHENChengyuan,LIZhijun(JiangmenPowerSupplyBureau,GuangdongPowerGridCo.,Ltd.,GuangdongJiangmen529000,China)Abstract:Inresponsetotheproblemthattheoillevelabnormalsignalisprobablymistakenlysentduetothedamageofthereedswitchafteralong-termoperationofthereedswitchtypeoillevelgauge,aswellasthedifficultyinpurchasingthereedswitchandthecomplexityofthereplacementprocess.Thearticledevelopsauniversalalarmdevicethatcanreplacethetransmissionshaftmodulewithareedswitchasthealarmunit.Ithasthecharacteristicsofsimpleinstallation,universalsize,lowcost,andreliableoperation,whichcansignificantlyimprovetheefficiencyofoillevelgaugetroubleshooting,reducethecostofoillevelgaugereplacementandthedependenceonoriginalspareparts,andimprovethebusinessefficiencyoftheenterprise.Keywords:oillevelgauge;reedswitch;universal;alarm1研究背景目前电力系统中主变压器常用干簧管式油位计作为油位监视和异常报警装置，在运行一定年限后频发干簧管破裂、舌片变形等缺陷，导致误发油位异常信号。在常规检修处理中存在以下问题：（1）厂家不单独出售原厂适用的干簧管部件，市场上也无购置渠道；（2）干簧管自身使用寿命期不长，频发故障，存在设备安全隐患；（3）新型油位计价格较贵（均价 6000 元），经济效益低；（4）更换整个油位计须进行油枕放油、补油、胶囊充气和排气等复杂耗时的工序，工作成本高、效率低；（5）老式与新式油位计存在浮球连杆和电气元件安装尺寸的差异，常见无法更换或更换后油位指示误差较大的情况1。针对上述问题，本文研制一种通用型报警装置，可替换以干簧管为报警单元的传动轴心模块。具备安装简易、尺寸通用、成本低廉和可靠运行等特点，可显著提高油位计故障检修效率，降低油位计更换成本和原厂备品依赖性，提高企业经营效益。2油位计原理和规格油位计的工作原理：当变压器储油柜的油面升高或下降时，油位计的浮球随之上下浮动，使摆杆做上下摆动运动，从而带动传动部分转动，通过耦合磁钢使警报部分的磁铁（或凸轮）和显示部分的指针旋转，指针旋转到相应位置。当油位上升到整定高油位或下降到整定低油位时，磁铁吸合（或凸轮拨动）相应的干簧管开关（或微动开关）发出报警信号。常见的油位计内部装置组成部分包括：（1）固定底盘；（2）配有两侧永磁铁的转动杆；（3）干簧管及连接导线；（4）限位装置。统计国内 20 余种油位计，主要的干簧管式油位计尺寸规格如表 1所示，标注如图 13 所示。3通用型报警装置的研制3.1报警装置的设计要求油位计在运行中处于反映实时油位高度的状态，收稿日期：20230613DOI:10.13882/ki.ncdqh.2023.09.016Equipment|器具设备2023 年第 9 期 总第 436 期 69RURAL ELECTRIFICATION并在出现油位异常情况时即时发出电气告警信号。通用型报警装置须满足以下条件：（1）耦合磁钢部分能带动表盘指针连续转动任意角度，且转动角度与浮球浮沉幅度一致，正确反映油位高度；（2）报警装置使用通用型固定方式，能安装于不同厂家型号、不同尺寸的油位计外壳内，满足牢固安装，不发生移位和变形的要求；（3）报警单元可适配各种厂家常见型号的油位计的异常油位触发角度，灵敏可靠地输出报警信号；（4）设计机械限位装置，防止油枕内油位剧烈变化时带动指针和报警装置大幅度转动，越过极限位置后失去指示位置和发信功能，导致无法确认实际油位甚至造成误判。3.2报警装置的制作根据设计要求，通用型报警装置主要由以下部分组成：通用型固定支架、转动轴心、耦合磁吸转动杆、微动开关、双层可调角度凸轮、指针和限位片。组合后报警装置效果如图 4图 6 所示。3.3报警装置的安装和调节按照主变油位告警上下限角度，调整双层可调角度凸轮异常油位触发角度，使其满足转轴转动至异常油位时，凸轮能按压对应的微动开关，输出报警信号2。连接微动开关的二次线，将报警装置固表 1干簧管式油位计尺寸规格结构规格主变油枕油位计有载调压油位计A厂YZF2-250B厂YZF2-250THA厂YZF2-250C厂YZF2-250THB厂YZF2-220THD厂YZF2-200THE厂YZF2-200TH底盘直径D1/mm110115110110108106110孔距D2/mm81.592828991.58392内孔直径D3/mm72727277727272固定螺丝规格A/mmM420M420M416M412M410M412M420面盘指示角度B270270270270120120120磁铁规格磁铁宽度S/mm40404041404040磁铁中心距D4/mm28292829292829磁铁直径D5/mm8.58.588898磁铁高度H/mm14141414131414轴芯轴芯总长S1/mm51545353545554指示针安装螺丝规格h1/mmM35.5M35.5M35.5M36M36M46M36磁铁安装轴总长S2/mm17171717171717磁铁安装轴磁铁规格h2/mmD64.5D65D65D64.5D66D66D65磁铁安装轴固定螺纹规格h3/mmD57.5D57D57D57.5D56.5D57D57磁铁安装轴转轴规格h4/mmD35D35D35D35D34.5D34D34黎浩贤等：干簧管式油位计通用型报警装置的研制70 2023 年第 9 期 总第 436 期RURAL ELECTRIFICATION定在油位计外壳的内部。安装效果如图 7 所示。4通用型报警装置的经济效益干簧管式油位计通用型报警装置的研制成功，减少了烦琐的步骤和工器具准备，显著提升了工作效率、提高企业经营效益；有效减少了停电时间，提高供电可靠性。主要的效益分析如下（以 110kV 变压器本体油位计为例）。4.1工器具对比传统更换油位计方式：登高工具、空油桶 6 个、废油桶 1 个、新变压器油 1 桶、油位校验工具、三相移动电源、抽油泵、油管、注油接头、接地线若干条、灭火器、氮气瓶、充气装置、常用工具（螺丝刀、扳手、钳子等）、万用表、酒精、布、螺丝、绳子若干、工具袋、记号笔。更换通用型报警装置方式：登高工具、油位校验工具、通用型报警装置套装、螺丝刀、钳子、工D3D2D1二次线出线孔D1-直径；D2-孔距；D3-内孔直径。图 1油位计外壳尺寸h1h2h3S2S1h4S1-轴芯总长；S2-磁铁安装轴总长；h1-指示针安装螺丝规格；h2-磁铁安装轴磁铁规格；h3-磁铁安装轴固定螺纹规格；h4-磁铁安装轴转轴规格。图 3轴芯尺寸耦合磁吸转动杆指针图 4报警装置正视图通用型固定支架转动轴心微动开关双层可调角度凸轮图 6报警装置俯视图图 7安装效果图D3D5SD4-磁铁中心距；D5-磁铁直径；S-磁铁宽度。图 2报警装置尺寸限位片图 5报警装置仰视图Equipment|器具设备2023 年第 9 期 总第 436 期 71RURAL ELECTRIFICATION具袋。4.2工作步骤对比传统更换油位计方式：（1）工器具准备，用时60min；（2）油位校验，用时 10min；（3）关闭油枕联管阀门，用时 5min；（4）拆除吸湿器，用时 10min；（5）打开油枕放气阀，用时 5min；（6）清洗油桶，用时 40min；（7）放油，用时40min；（8）拆除旧油位计，用时 30min；（9）浮球连杆调试，用时 20min；（10）安装新油位计，用时 40min；（11）注油，用时 40min；（12）胶囊充气，用时 20min；（13）油枕排气，用时 5min；（14）关闭油枕放气阀，用时 5min；（15）补油、静置，用时 120min；（16）报警信号校验，用时20min；（17）复装吸湿器，用时 10min；（18）开启油枕联管阀门，用时 5min；（19）清理现场3，用时 60min。总用时 540min。更换通用型报警装置方式：（1）工器具准备，用时 10min；（2）油位校验，用时 10min；（3）标记油位刻度，用时 3min；（4）拆除油位计旧报警单元，用时 10min；（5）安装通用型报警装置，用时 20min；（6）报警信号校验，用时 20min；（7）清理现场，用时 10min。总用时 83min。相对于传统方式，采用更换通用型报警装置方式：总节约费用为 96614 元，成本仅仅为传统方式的 14.6%。根据数据统计全江门局 368 台变压器中，约110 台变压器为国产干簧管式油位计。如推广至全江门供电局，预计了节约约 1062 万元。5社会效益分析干簧管式油位计通用型报警装置的研制成功，提供了一种更安全、高效的检修方式，显著降低了工作人员的劳动量和作业风险，改善劳动条件。其有效地减少了工作时间、从而减少停电时间，提高供电可靠性。而报警装置采用可靠性高、故障率低的行程开关，有效的减少了油位计故障而增加的停电，进一步提高供电可靠性，提升了人民群众对用电需求的满足率，具有良好的社会效益。参考文献席风沛.磁力式油位计常见故障及处理J.变压器，2015,152(7)：4647.袁斌，江静，熊炬.智能型变压器用指针式油位计J.变压器，2012,49(12)：6162.2陈乐.110 kV变压器油枕油位低报警故障处理J.自动化应用，2012(6)：7071.3作者简介黎浩贤（1994），男，助理工程师，所从事工作方向为变电检修。（责任编辑：刘艳玲）资讯国家电网公司牵头的 5 项 ITU 国际标准获批立项近日，国际电信联盟（ITU）电信标准化部门第 16 研究组（ITU-TSG16）2023 年全体会议在瑞士日内瓦举行。国家电网有限公司牵头的 5项标准提案全部通过立项决议。国际电信联盟是主管信息通信技术事务的联合国机构，是国际三大标准组织之一。ITU-TSG16 聚焦多媒体和数字化相关服务，负责大数据、物联网、区块链、人工智能等新兴技术在相关行业的融合应用及标准化工作。能源电力行业是其重点关注领域。自 2022 年 3 月成为 ITU-T 部门成员以来，国家电网公司不断加强统筹管理，强化新兴领域ITU 标准布局和提案内部审查，标准提案质量持续提升。本次 5 项 ITU 标准提案分别由国网上海、江苏、浙江电力，国网信通产业集团提出，涉及风电场自动检测、电动汽车充电数据共享、电力智能视频监控、虚拟电厂运营平台、电力设备声纹数据分析等技术领域，为近年来公司科技创新重要成果。标准提案历经国内外多轮次评审，最终成功获批立项。目前，国家电网公司累计牵头立项 ITU 国际标准 21 项，其中 20 项为 2022 年 3 月以后立项，公司将坚持统一组织工作原则，以优势技术和创新实践成果为基础，有效整合内外部资源，推动更多创新成果向国际标准转化。同时，积极谋划新国际标准化技术组织，进一步拓宽国际标准输出渠道，推动中国技术、装备、标准、服务全链条“走出去”，更好服务“一带一路”建设。信息来源：国网科技部黎浩贤等：干簧管式油位计通用型报警装置的研制72 2023 年第 9 期 总第 436 期