变压器检修用综合控制装置的创新技术及应用.pdf

设备管理与维修2023 翼8（下）1项目概述变压器检修用综合控制装置是一个群众性科技创新项目，项目的目的是为了研究一种能够提高变压器检修效率的装置，使变压器检修变得更加智能化，以解决变压器检修中遇到的一些问题，例如变压油液高度检测、充氮保护智能化控制、充氮作业过程中的高空安全问题等，该项目融合了现阶段先进的智能控制技术，可以提高检修效率，降低检修风险。2变压器检修用综合控制装置变压器检修用综合控制装置由 PLC、液位传感器、行程开关、压力表、电磁阀、锂电池和无线通信模块等部分共同组成，包括 1 个主控单元和 3 个检测单元。主控单元与检测单元之间采取无线通信，主控单元集成在一个机箱，内部拥有一块主板，主板上安装一个核心处理器和若干电气元件，可以实现远程检测和自动报警。变压器检修时，主控单元箱体放在地面，3 个检测单元分别对应放油、充氮和胶囊 3 个位置，工作人员通过操作面板即可完成变压器的检测和试验。3创新设计3.1主控箱主控单元箱体采用不锈钢材料制作而成，箱体底部安装万向轮用于拖拽，防护等级可以达到 IP56 级，检测单元可以收入主控箱体内，方便移动和保存，电路部分采用三防插头，实现电源的快速连接，箱体内部安装有 PLC、继电器、电磁阀、无线通信模块、指示灯、照明灯和蜂鸣器等，箱体外部安装一个隐藏式插座，便于其他检测设备的供电。工作原理：综合控制装置为 AC 220 V 供电，通过快速接头接入电源，为 PLC、开关、照明灯、插座、继电器、电磁阀、无线模块和蜂鸣器供电。无线模块负责接收和发射无线信号，PLC 接收到无线模块本地的信号后，自主控制继电器、指示灯、蜂鸣器或电磁阀动作，从而完成变压器检修的综合控制。该装置传感器主要有油位传感器、氮气压力传感器和充胀传感器三种，充胀传感器和油位传感器通过磁吸元件实现快速拆装，油位传感器选择超声波传感器，氮气压力传感器连接电信号压力表，并与主控箱的电磁阀相连，通过快速接头实现快速连接。3.2放油检测单元放油检测单元的外壳由铝合金制成，顶部安装提拉手，传感器安装于壳体内部，配有无线传输装置，整个检测单元由锂电池供电（图 1）。锂电池为液位传感器和无线传输装置供电。液位传感器为超声波传感器，超声波由壳体内部向变压器发射，变压器内部的变压器油与空气具有不同的声阻，当超声波经过这两种不同的介质时会产生不同的吸收效果，超声波反射回到传感器后，可通过检测所收到超声波的信号强度来判断油位位置，并将油位位置数据通过无线传输装置发送出去，PLC 端的无线装置接收到数据后将其转换为控制信号，控制继电器、指示灯、蜂鸣器进行相应的动作，从而实现油位位置的自动检测。3.3充氮检测单元充氮检测单元的壳体由铝合金制成，顶部安装提拉手，电磁式压力表、无线传输装置、锂电池、软管与接头安装于壳体内部。锂电池为壳体内的各部件供电，电磁式压力表采用快拆装置接到系统中，快拆装置上安装高强度磁铁，能够牢固地吸附于接点，避免因振动或压力变化导致接点断开，自动充氮机通过软管与主机相连，压力表检测充氮压力并通过无线装置发送压力数据，PLC 端的无线装置接收到压力数据后控制继电器与指示灯动作，控制电磁阀的开和关，使氮气压力始终维持在 0.01耀0.03 MPa。充氮检测单元外形结构见图2。3.4胶囊检测单元胶囊检测单元的壳体由铝合金制成，顶部安装提拉手，行程开关、无线传输装置、摘要：设计一种变压器检修用综合控制装置，能够在变压器检修中自动测量油液位置、充氮压力和胶囊鼓胀情况，从而实现变压器检修的自动控制，实践证明该装置可以提高变压器检修效率，降低检修成本和高空坠落危险，对推动变压器检修技术的提升具有十分重要的现实意义。关键词：变压器检修；综合控制装置；创新设计中图分类号：TM41文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.08D.55变压器检修用综合控制装置的创新技术及应用陆瑶（中国石油大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆163714）图 1放油检测单元图 2充氮检测单元骳髆髜设备管理与维修2023 翼8（下）锂电池和高强度磁体安装于壳体内部。胶囊检测单元通过行程开关来检测胶囊的鼓胀程度，胶囊充气鼓涨后推动行程开关滑动到一定的位置，行程开关的位置数据由无线传输装置发送，PLC 端的无线传输装置收到信号后，控制继电器和指示灯的相应动作，控制气泵的开和关，实现胶囊的自动充气控制。4装置的安装、设置及应用变压器检修用综合控制装置能够实现自动放油、自动充氮、自动为胶囊充气、声光报警和电源、压力管线的快速连接等功能，在实际使用中可以根据检修需要灵活选择各项功能的配置，传感器收纳方便，整个检测装置结构紧凑，方便携带和安装。该装置在-25耀70 益可以稳定工作，耐环境湿度能力达到 90%RH（25 益时），最高使用海拔 3000 m。安装时只需要简单的吊具。4.1装置配线安装前，应详细检查装置接线是否完好，确保接线顺序与相序正确，不存在短路情况，接地情况良好。壳体内各元器件与使用说明书一致，在充氮进出口位置应设置明显的标识，防止将管线接反。安装时，要再一次检查装置接线是否正确，一切准备就绪后才能介入 220 V 交流电源，此时闭合断路器，闭合各熔断器，检查电源显示和输入是否存在问题，检查工作指示灯与蜂鸣器是否正常，检查插座是否松动，检查检测单元内置的锂电池工作是否正常，锂电池工作电压显示应为 DC 24 V；此外还应检查自动充氮机工作是否正常。4.2现场运行变压器检修用综合控制装置进入检修现场后，应先启动主控单元，待主控单元工作正常后依次启动各项检测单元，确认各检测单元完好无损，且各指示灯无故障报警，方可为各检测单元供电。4.3油位检测单元超声波液位传感器设置在油位检测单元中，锂电池拥有正负 2 个端子，进行相关操作时需手动连接锂电池与超声波传感器，传感器工作正常则显示灯亮，否则需检查锂电池接线或传感器是否存在问题。首次使用超声波传感器需要设置，在超声波传感器控制面板上进行相应操作，当选择数字 3 时系统进入界面选择，界面中显示默认设置。然后进行页面的校准，再次触碰操作面板的数字键 3，界面中显示液位选择，这时需要根据液面探测装置的实际位置进行设置，需要设置为存在液面时，触碰操作面板的数字键2 直至显示为“有液”，需要设置为不存在液面时，触碰操作面板的数字键 2，直至显示为“无液”，按照变压器检测经验，“有液”是指当前液面处于高位，“无液”是指当前液面处于低位。然后选择罐体厚度，触碰操作面板数字键 3，界面进入厚度选择页面，按照变压器罐体的实际厚度选择即可，触碰操作面板的数字键2 可以切换厚度小于或大于 40 mm。然后选择校准方式，触碰操作面板数字键 3，进入校准页面，页面中有自动校准和手动校准两个选项，选择自动校准时，自动检测装置会以 6 d 作为一个工作周期，进行全部控制装置的自动校准，而不需要人工干预。选择手动校准时，需工作人员手动完成各个检测装置的校准，一般每个月需要手动校准一次。然后进行增益模式的选择，触碰操作面板数字键 3，进入增益模式选择页面，在这一页面中会显示小、中、大、强等 4 种增益模式，一般情况下不用特意选择，跟随系统默认值即可。最后进行设置结果的确认，触碰操作面板数字3 键，进入确认页面，页面中显示“确认”或“取消”两个按钮，点击确认后完成装置的校准，点击确认后如系统界面显示 31，则表示系统存在问题，需重新检查接线，在按照上述过程进行校准，直至界面显示校准成功为止。超声波液位传感器如图 4 所示。4.4胶囊检测单元直压柱塞横装滚轮式开关设置在胶囊检测单元中，锂电池拥有正负 2个端子，进行相关操作时需手动连接锂电池与超声波传感器，传感器工作正常则显示灯亮起，否则需检查锂电池接线或传感器是否存在问题。电源接好后可根据实际需要调整行程开关位置，调整行程开关可以通过转动滚子实现，动作行程设置在 20毅耀75毅，行程开关的受力范围为 2耀8 N。5日常维护该装置采用免维护设计，在使用过程中只需按照使用说明书进行相应设置即可。一旦设备出现故障，只能由专业的售后人员进行维修。但日常使用过程中仍需进行标准化保养工作，例如每半年检查接线端子是否接触良好，清洁空气压缩机内的灰尘，检查机械结构的稳定性，检查导线绝缘是否良好。装置中的 3 个检测单元所包含的锂电池需要定期维护，每 3 个月需将电池拆下进行完全充放电保养，并检查电池容量和工作电压是否合格。6结束语综上所述，变压器检修用综合控制装置应用先进的 PLC 控制技术与传感器测量技术，可以在变压器检修中自动测量油液位置、测量充氮压力、测量胶囊鼓胀情况，从而实现变压器检修的自动控制，维持变压器液位稳定、充氮压力正常、胶囊鼓胀适当，保持变压器良好的工作状态，避免以往变压器检修中存在的高空坠落危险，能够提高变压器检修效率、降低检修成本、增强电网智能化控制水平。参考文献1国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司.变压器检修用综合控制装置操作说明 V2.0 Z.2康杰.变压器检修维护中常见故障分析及处理的分析 J.科技风，2019（24）：186.3马敏.变压器检修后油介损异常原因分析及处理 J.电子世界，2019（13）：204.编辑李波图 3胶囊检测单元图 4超声波液位传感器骳髆髝