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变压器
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变压器储油柜用10KG干燥净化器设计,变压器,储油,10,kg,干燥,净化器,设计
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本科毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目变压储油柜用10KG干燥净化器设计学生姓名1、 研究目的及意义1. 研究目的本设计主要是针对变压储油柜进气口上气体的干燥和粉尘杂质的清洁保持其绝缘强度的干燥净化器的设计，设计要求工作量大，专业知识范围广，要求高。变压器呼吸器安装在变压器或互感器储油柜的进气口上，当变压器或互感器在运行过程中由于油温变化而使油体积发生涨缩时，迫使储油柜内的气体通过吸湿器产生呼吸，空气通过吸湿器进入变压器，可保证吸入的气体干燥及洁净，以保持变压器油的清洁和绝缘强度。因此设计目的在于使学生熟悉干燥净化器的工作原理，并系统地运用所学知识处理干燥净化器设计中的各种问题，提高其对机械系统分析和系统设计的能力。另外，通过毕业设计，培养学生阅读中外文科技文献、查阅并利用文献资料以及独立撰写科技论文的能力。本设计有利于将所学的专业知识应用于实践工作，加深对较为专业的知识进一步的理解，培养以后的专业工作能力。2.研究意义通过这次设计实践，能更好的掌握和巩固所学的书本知识，学以致用，加强读图，熟悉图纸，分析图纸的能力，是从理论到实际的一个过渡，为毕业走上工作岗位适应具体工作要求做准备。合适型号的变压器呼吸器以及干燥净化功能是否高效，对变压器的绝缘介质作用和散热作用影响很大。特别是现代工业对变压器或互感器运行及各个零件的要求越来越高，因此当器身浸在变压油时对于进气口的气体干燥以及变压油的粉尘杂质清洁极其重要，干燥净化器直接影响变压器的工作性能，运行和寿命，所以用于变压器储油柜的干燥净化器设计对机械专业学生是一次很好的综合锻炼。二、国内外发展状况1.变压器储油柜干燥净化器的发展现状变压器储油柜是大型油式变压器必备的保护性器件，其作用首先是补偿绝缘油因温度变化而产生的的体积膨胀或收缩，其次是将绝缘油与空气和水分隔离，防止绝缘油吸湿和氧化。储油柜对水分和空气隔离性能的好坏直接影响变压器内部绝缘体的寿命。现有市场中储油柜分敞开式和密封式两大类，密封式又可分为橡胶囊或橡胶隔离膜密封式和金属波纹密封式。 敞开式储油柜是由铁板卷制成的单一筒体，绝缘油通过结构简单的的吸湿器与外界大气相通，由于吸湿器作用有限，运行时绝缘油易受潮和氧化。为解决绝缘油和大气的隔离问题发展出橡胶囊式、橡胶囊隔膜式和金属波纹管式储油柜。 隔膜式储油柜分为上下两部分，隔膜周边装在上下储油柜边缘之间，但此结构并未解决密封问题，隔膜固定处容易渗油老化，当变压器油位低时引起负压，储油柜容易进入空气和水分加速绝缘油老化，隔膜式储油柜采用连杆式铁磁油位计，是靠机械转化和传动来实现油位指示的，由于机械传动误差、错位失灵等原因，经常导致假油位现象的产生，因此隔膜式储油柜在大型电力变压器上已逐渐被淘汰。胶囊式在上部加装一个耐油复合橡胶的软气囊，囊内通过吸湿气与大气接触，囊处和变压器油接触，当变压器油膨胀或收缩导致储油柜油面上升或下降时，使软气囊向外排气或自行吸气以平衡软气囊内外侧压力。金属波纹管式储油柜利用不锈钢波纹管作体积补偿组件，实现了变压器的全密堵塞或储油柜波纹管质量问题都有可能导致波纹管不动作或者动作不到位，经检查储油柜呼吸功能正常。在变压器储油柜的发展过程中，胶囊式和波纹管式作为目前应用最为广泛的两种结构，前者运行经验丰富，经济性、安全性较高、维护工总量大，后者设计理念先进，维护工作量小，是储油柜发展的方向，但需要结合运行经验在设备监督制造，安装关键点控制等环节不断完善，提高电力变压器的安全运行水平。2. 变压器储油柜干燥净化器的发展要求适应市场的需求与竞争，现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代。然而，储油柜作为变压器最重要的附件之一，其状态直接影响变压器的安全可靠运行胶囊式和波形管式储油柜作为目前应用最为广泛的两大结构，因此在面对不断发展的储油柜市场形势下，对储油柜的干燥和净化方面提出了如下新的要求： 1）应注意胶囊式储油柜的安装、施工，在安装过程保证排气彻底，防止储油柜不能充分发挥其调节功能，严重时可能导致假油位。2）呼吸机的维护，阻止外界空气的水分进入胶囊产生凝露现象，加速胶囊的老化，影响储油柜的运行寿命。 3）油品质的监督。油位计的油和变速器本体相同，在阳光的照射下油位计的油劣化，直接降低储油柜中有的品质，污染变压器的油质。4）波纹管式储油柜外壳的质量，波纹管和储油柜外壳之间的距离很小，保证外壳有足够圆度防止运输过程中碰撞产生凹陷，从而出现卡涩现象，造成假油位。5）波形管制造工艺水平，波形管要求每个单元的伸缩刚性必须一致，否则易造成纹体不均匀变形或者突然变形，使气体继电器动作。三：研究内容本次论文的主要内容有：1. 基本性能参数的确定2. 结构参数的选择与计算3. 绘制干燥净化器二维图4. 绘制干燥净化器三维图5. 制作毕业答辩PPT6. 撰写毕业设计论文 在教师指导作用下，独立完成设计任务书，培养一定的创新意识和较强的设计学习能力，获得机械工程的基本训练，使整个设计是先进可行的，经济合理的。毕业设计应满足其功能，工作运行需求，经济型要求，净化器设计方案应合理。基本性能参数正确，计算结果正确；设计绘图等符合国家标准，撰写设计说明书要语言通顺，文字简练，零件图等图示清晰。四、研究方案以及步骤经分析、考量，该设计划分为以下几个阶段： 1.知识准备、调研、收集资料，完成开题报告 2.整理资料、确定基本性能参数以及结构参数的选择与计算、撰写设计说明书草稿、绘制草图 3.针对干燥净化器设计进行初步修改，中期检查 4.改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 5. 评阅教师评阅、 学生修改 6.毕业设计答辩5 研究方法及实施计划1.在设计之前，搜集相关零件的设计参数，了解零件的结构特点和相关技术要求，仔细掌握零件上的每一个细节，如净化器上下法兰的直径确定，粗糙度，去毛刺，技术要求等，同时还要考虑零件在加工时的加工精度以及零件的每一个具体尺寸。 2.首先集合分析变压器储油柜中净化器的相关零件组成，书写零件的说明书，包括自己的设计理念以及在设计过程中应该注意的实际问题，绘制草图。 3. 绘制完草图后和指导老师商量设计中需要改进的相关问题以及提升点，通过老师的审核后，运用制图软件绘制二维图和三维图并最终组装成装配图 4.查找翻阅变压器储油柜在工作运行过程中的的空气干燥以及变压油的净化相关专业资料。通过大学四年专业所学的各类课程教材，学校图书馆，电子图书馆，上网搜集各种专业国内外资料。六、论文提纲第一章绪论1.1课题研究目的及意义1.2论文主要研究内容第二章变压储油柜10KG的净化器设计2.1零件机构的相关参数分析2.2 计算确定计算相关零件的参数2.3确定零件草图2.4 零件草图的修改2.5零件的二维图设计与绘制第三章净化器的三维设计3.1绘制各零件图的三维图3.2三维图的装配3.3 整体设计与总结 第四章总结及展望参考文献致谢附录七、工作量的估计、工作条件1.工作量的估计1 撰写设计论文及设计说明书（不少于8000字）；2 完成总装图及零部件图的三维图、二维图纸；3 图纸的工作量合计不少于2张A1图；4 手工绘A3图一张；5 翻译一篇外文论文。2017年12月27日至2018年5月25日2.工作条件 1）图书馆、电子阅览室的相关资料，开放实验室里的新进设备 2）相关二维三维制图、分析软件。3）专业老师的指导4）大创项目经验八、 存在的问题及拟解决采取的措施（1）基本性能参数的确定和结构参数的选择与计算（结合变压器储油柜的工作运行的要求以及结构）（2）确定基本结构参数后零件的设计（3）确定夹零件的有关尺寸公差和技术要求，进行误差分析上述问题将通过查阅文献，借鉴相关设计经验，请教老师和与周围同学探讨等途径进行解决。参考文献1 中华人民共和国机械行业标准JB-T 8637-2000 无励磁分接开关 20002 孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编. 机械设计. 沈阳：东北大学出版社 20003 孙 桓，陈作模主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社 20004 张 玉，刘 平主编. 几何量公差与测量技术 .沈阳：东北大学出版社 19995 Reinhard Schlosser, Heinz Schmidt Development of High-Temperature Superconducting Transformers for Railway Application IEEE Transactions on Power Delivery 20046 教材编审委员会组编.公差配合与测量技术. 大连理工大学出版社2007.7 成大先等. 机械设计手册 第五版 .化学工业出版社 20108 濮良贵 机械设计 第九版 高等教育出版社2013. 9 姚志松等 有载分接开关实用手册 中国电力出版社; 第1版 200310 中华人民共和国电力行业标准 有载分接开关运行维修导则 DL/T 57495 11 谢毓城 电力变压器手册 机械工业出版社 201412 张德明 变压器分接开关选型与使用 中国电力出版社 200613 徐一凡 高压电器绝缘及测试 中国电力出版社 200014 A.T. Johns s.k. salman Digital Protection for power systems New York:research study press 199815李俊平，变压器绝缘油的过滤，2006,1116王伟，大型油式电力变压器储油柜的应用分析，201417龙光、赵新丽，变压器储油柜的结构发展与应用，2014指导教师意见及建议（从选题、理论与实证准备、研究（设计）方法、工作安排等方面给出评价，并提出指导意见）：指导教师签名： 年 月 日毕业论文工作组意见及建议毕业论文工作组组长签字：年 月 日注：1.此表由学生填写后，交指导教师签署意见，经毕业论文（设计）工作组审批后，才能开题。7本资料由闰土机械外文大类翻译成品淘宝店整理，主营机械大类外文翻译成品，夹具，注塑、冲压模具，机械设计成品参考资料。本科毕业论文（设计）题 目变压器储油柜用10KG干燥净化器设计毕业论文（设计）变压器储油柜用变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计干燥净化器设计摘要：摘要：本设计是在针对国内普通传统的变压器储油柜干燥净化器的发展以及存在的问题进行了简单的分析以及阐述，其中包括变压器储油柜的净化器设计方面的计算分析，构思出合理的设计方案，从而使得干燥净化器可以实现设计前的原理以及方案。本毕业设计共分为三大板块：1：干燥净化设计装置 2:实现硅胶的循环利用的自动加热装置；3：检测干燥净化器温湿度的装置 。 其中以干燥净化设计装置的设计为主，首先在设计干燥器的体形以及粗略的外形尺寸时，我们主要依据干燥剂的重量以及体积大小，推算干燥净化器的外形尺寸参数，依据外形尺寸的标准的选择从而确定干燥净化器的结构。最后，在安装装置的要求下依次对净化器内部主要部件进行设计以及合理的选用。在了解变压器以及干燥净化器的工作原理的同时学会运用所学的知识原理解决实际生产过程中变压器零件以及干燥净化器中所遇到的困难是本毕业设计题目的主旨所在。本设计中的干燥净化器优于传统的呼吸器，无论是在机械性能以及在解决工业而生产中所更能体现它的环保性，安全性，持久耐用性。关键词关键词：变压器；干燥净化器；法兰；干燥剂硅胶 变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计10KG Dry Purifier Design for Transformer Oil ConservatorAbstract：This design is a simple analysis and elaboration on the development and existing problems of the common domestic transformer oil conservator drying purifiers，such as the calculation analysis of the purifier design of the transformer oil conservator、conceiving a reasonable design. So that the dry purifier can achieve the principle and plan before the design. The graduation design is divided into three major sections,1: design of dry cleaning design device 2: Automatic heating device for realizing recycling of silica gel 3：Device for detecting temperature and humidity of drying purifier. Among them, the design of the dry purification design device is foremost. First, when designing the shape of the dryer and rough outline dimensions, we mainly based on the weight and volume of the desiccant, we calculate the dimension parameters of the desiccant, and determine the structure of the desiccant according to the standard selection of the size. Finally, the internal main components of the purifier are designed and selected in order according to the requirements of the installation device. The purpose of this graduation design topic is to familiarize with and clearly understand the working principle of the dry purifier and its effect on the working principle of the transformer. While understanding the working principle of transformers and drying purifiers, we learn to apply the learned principles to solve the problems and difficulties encountered in the purifier of transformer parts in the actual production process. The main method in this graduation design is: Analysis and comparison. The analysis mainly involves the mechanical performance design and performance of the parts, and the main components that are suitable for the mechanical principle and performance of the purifier. The dry purifier in this design is superior to the traditional respirator, It is more environmentally friendly, safe, and durable in terms of its mechanical properties and its ability to solve industrial problems.Key words: Transformer, Drying purifier, Flange, Desiccant silicone毕业论文（设计）目录目录摘要：摘要：.IABSTRACT.II1 绪论绪论.11.1 选题背景 .11.2 选题意义 .11.3 设计的目的 .32 干燥净化器的设计原理干燥净化器的设计原理.52.1 设计依据 .52.2 设计的内容 .52.3 工作原理 .63 主要零部件的设计主要零部件的设计.113.1 硅胶干燥室的设计 .113.2 过滤杂质的设计 .133.3 加热系统装置 .143.4 干燥剂材料的选择 .143.5 法兰的相关设计以及计算 .143.5.1 连接法兰.143.5.2 上法兰.193.5.3 下法兰.203.5.4 法兰盘.253.6 方管 .263.7 支架 .273.8 传感器设计的温度检测装置 .284 干燥净化器的安装与调试干燥净化器的安装与调试.314.1 干燥净化器注意事项 .314.2 干燥净化器的自检调试 .325 总结总结.35参考文献参考文献.37变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计致致 谢谢.39附录附录 A 装配图明细表装配图明细表.41附录附录 B 零件的三维实体图零件的三维实体图.45附录附录 C 外文文献及翻译外文文献及翻译.47毕业论文（设计）1 绪论绪论1.1 选题背景选题背景在电力系统中，变压器是其中最不可或缺的器件之一。电力系统的可靠性要求极高，即使变压器的故障风险很小。当故障发生时，他们会导致高维修成本、长时间停机和可能的安全风险。此外，变压器太昂贵，不能定期更换，必须妥善保养，使其运行寿命最大化，因此：为了获得高性能和长寿命的变压器，需要进行各种维护活动。保持变压油是变压器油的净化是其中一项维护工作，因为变压器的寿命主要取决于其绝缘油即变压器油，为了维护以及保持变压器油的净化等相关问题，我们对其关键部件干燥净化器在传统的机械性能上进行了再设计及改进。干燥净化器是变压器安全运行的保障，在环境气温的变化过程中使其与外界保持正常的压气平衡。这个工作过程就好比人的呼吸系统，干燥净化器就是呼吸道，其重要性显而易见，而且干燥净化器可以被称为“变压呼吸器”1。变压器或互感器在运行过程油枕中温度的变化会影响变压油体积发生热胀冷缩，为了维持内外大气压的平衡，因此外界的气体会通过安装在变压器或许互感器储油柜进气口上的干燥净化器进入变压器中，这样的呼吸装置从而保证吸入气体的干燥和净化。经调查目前市场上的干燥净化器的电力系统中，几个的发达国家为主例如：欧洲，美洲等。但是因为进口的干燥净化器价格非常昂贵，并且有些国家禁止向中国市场出口变压呼吸器，因此在此条件下我们的电力系统发展发展就会在一定程度上滞后与其他国家，而且也会因为变压油的干燥以及净化问题也会导致一定的资源浪费和环境污染问题，所以这也为我国开发研制新型的干燥净化器以及电力系统问题带来了机遇和挑战。1.2 选题意义选题意义 现有干燥净化器的优点：在世界各地的电力系统中，几乎所有的负载变压器的运行都离不开干燥净化器对于变压油中空气的干燥、净化。在现代技术日新月异的时代里，因此作为干燥净化器变压器储油柜中的重要部件，现代电力生产系统也对变压油中空气的水分和脏污要求也日益提高。当外部环境发生变化时，为了维持变压器储油柜内部的绝缘环境，因此必须对干燥净化器内部的水分以及杂质进行清洁，是的变压器在不受运行环境的影响下正常工作2。现有干燥净化器的缺点：为了保障使设备正常运转，在传统的干燥净化器上需要经常更换干燥剂，就目前的电力生产中，国内的干燥净化器还是以普通的干燥净化器为主。硅胶干燥剂放置在玻璃管的内部，干燥剂的颜色会随着湿度的变化而显示不变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计同。传统的干燥净化器内部的干燥剂需要人工替换，此外，更换的过程中还会带来不可避免的环境污染、垃圾处理、人员问题等，更应注意的是：因为干燥净化器封闭的外壳造型在一定程度上会影响空气的对流和冷凝效果，若温度更低冷凝水会堵塞干燥器，严重时会破坏变压器的正常运行。 在研究传统干燥净化器时可以发现我国市场上的干燥净化器有待于改进的设计，例如：传统的净化器需要操作工人按时替换干燥剂，这样的操作会造成资源的浪费、浪费时间、并且操作起来还会有安全的问题需要考虑，但是本毕业设计会就这部分的问题做出改进，变压器工作的过程中，空气除湿装置以及净化装置是电气系统中必不可少，其中当干燥净化器中的硅胶吸水饱和时，净化器内置有加热电阻，电阻升温会蒸发掉无色硅胶干燥剂内部的水分，此操作可以使干燥剂循环利用。此循环设计达到干燥净化器维护的目的，避免了环境污染；从公司的角度上也节约生产成本，降低了员工的工作量，保障了生产的安全性。毕业论文（设计）1.3 设计的目的设计的目的干燥净化器是保证变压器正常工作的重要部件，其作用是防止变压油的脏污和受潮，因此在变压器储油柜的外形上它是一个筒形容器，在筒形容器上有两个端口，上端口主要与储油柜上部空间相连接，下端口有孔并且与大气相通从而进行呼吸，因此下端口起吸气和排气的作用。然而，在吸气与排气的过程中都会有部分水分进入，虽然其中的硅胶能起到类似于干燥剂的作用，但是，当硅胶一旦吸收过多的水分后，硅胶就会失效。因此净化器中的干燥剂需要定期检查以及更换2。本设计结合传统的干燥净化器的问题，设计了智能免维护的干燥净化器，给干燥净化器增加自动净化，自动检测，以及加热蒸发循环利用硅胶的装置。当干燥净化器中的吸湿装置设备不能继续工作时，检测系统就会自动开启加热装置并且对硅胶进行水分蒸发，保证干燥剂的正常使用。其次，在干燥净化器的使用过程中不需要经常更换干燥剂，在保证安全的同时节约资源。在干燥净化器的壳体上有通孔，在一定程度上起到使干燥剂中蒸发的水分内外对流并且冷凝在玻璃壁上的作用，使得干燥器在很大程度上避免了潮气的阻塞。变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计毕业论文（设计）2 干燥净化器的设计原理干燥净化器的设计原理与普通干燥净化器相比，智能型免维护干燥净化器在传统设计的基础山进一步进行了改进，在变压器运行过程中不需要人工更换干燥剂，在筒体内空气的净化过滤以及自动加热系统干燥吸附剂都是自动进行的，在传统干燥净化器实现干燥净化的工作原理同时而达到了更安全，更高效，更环保理念。2.1 设计依据设计依据 （1）依据电力生产中的储油柜中变压油的干燥以及净化原理进行变压器储油柜 10KG 用干燥净化器设计。此类的空气净化装置会在油浸式变压器安装，本设计的创新点在于它是智能净化的，首先空气中的杂质会在通过过滤网滤掉，水分再通过干燥净化器时就会被吸收，因此变压器油清洁的环境保证了其安全稳定的运行3。（2）在设计干燥净化器时，针对普通变压器干燥净化器的设计限制，本着实现干燥净化器的自动检测以及自动加热系统，干燥净化器工作过程中不需要时常更换干燥剂，节约了资源的同时也降低了运行成本。（3）在完成第一步以及第二步之前需要查找相关资料如：变压器的工作原理以及内置干燥净化器对于油枕的影响清洁原理，结合相关的原理和了解主要零部件之间的工作关系，绘制相关零部件的草图，结合后期的参数计算继续改进。2.2 设计的内容设计的内容本次毕业设计的主要内容是熟悉干燥净化器的工作原理和变压器的机械原理和工作原理，设计能装 10KG 硅胶的干燥净化器，储油柜上的干燥净化器不但可以清洁变压油中的杂质粉尘，以及使用干燥剂吸收空气中的湿气，并且在全程的自动控制下对于已经饱和的干燥机进行加热，因此避免更换过程中的不安全因素。本设计的干燥净化器更环保，安全，性价比以及智能化高。在了解干燥净化器的工作原理和实现的性能之后，本设计需要结合设计原理确定基本的性能参数，并且结合零部件的性能参数对于零件的结构和尺寸进行选择和计算。在参数的选择和计算的时候应该考虑到干燥净化器整体结构尺寸以及各个零部件的装配关系。确定参数之后，需要进行净化器的CAD 装配图以及零部件的绘制，其中主要的零部件有 21 个，如：法兰，上下法兰，透气窗，方管，加热电阻等等，并且绘制 CAD 的时候应该注意零部件图的加工工艺以及后期处理的细节。在完成 CAD 之后需要绘制干燥净化器的三维图，并且按照零部件的装配关系以及工作原理进行装配，装配成功之后需要制作爆炸图来体现零部件之间工作关系以及基机械原理。变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计2.3 工作原理工作原理（1）在干燥净化器的设计过程中，除了是的干燥净化器实现最基本的除杂以及净化空气的功能之外，本次毕业设计的优势在于可以使得干燥室内干燥剂实现循环利用，提高干燥净化器的性价比。图 2.1，2.2 和 2.3 分别为干燥净化器的三维爆炸图，二维总装图以及工作原理。 图 2.1 干燥净化器的三维爆炸图毕业论文（设计）1. 内六角圆柱头螺钉 M6%x20; 2. M6 不锈钢弹内六角圆柱头螺钉; 3. M6 不锈钢垫圈; 4. M8%x10 铜螺栓; 5. M8 铜垫圈; 6. 接地标牌; 7. M12%x35 不锈钢螺栓 8. M12 不锈钢垫圈; 9. M12 不锈钢弹簧垫圈; 10. 盖板; 11. 盖板密封圈; 12. 法兰; 13. 接线柱; 14. 法兰密封圈; 15. 上法兰; 16. 尼龙隔板; 17. 上法兰盘; 18. 内六角圆柱头螺钉 M6%x25; 19. 螺纹套; 20.罩; 21. 玻璃管; 22. 过滤网; 23. 加热电阻; 24. 下法兰密封圈; 25. 下法兰; 26. 螺杆 M6%x130; 27. 法兰盘; 28. M3%x15 盘头螺钉; 29. M3 不锈钢弹簧垫圈; 30. M3 不锈钢垫圈; 31. M12%x1.5 不锈钢内六角圆柱头螺钉; 32. 内六角圆柱头螺钉 M6%x10; 33. 铭牌; 34. 支架; 35. 接线盒; 36. M6 不锈钢螺母; 37. 透气窗; 38.盖板； 39. 下法兰盘; 40. 无色无公害硅胶; 41. 盘头螺钉 M4%x20; 42. M4 不锈钢垫圈; 43. M4 不锈钢弹簧垫圈; 44. M6%x10 不锈钢内六角螺钉; 45. 方管; 46. 支架；图 2.2 干燥净化器的二维总装图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计图 2.3 干燥净化器的工作原理图（2）干燥净化器设计的结构原理。干燥净化器适用于油寝室变压器的储油柜上。当外界的空气从筒体的下端口进入储油柜时，空气中的灰尘杂质可以被金属过滤网清洁，而干燥净化器的作用是吸湿气体中的水分，从而干燥净化器实现了其工作原理。干燥净化器内空气的湿度收温湿度装置的控制，在相对湿度超过达到温度传感器预设的数值时，启动加热系统中的加热元器件会自动启动对干燥剂进行水分蒸发，蒸发的水分向四周对流扩散，最终在玻璃管上冷凝，最后通过底部法兰流出。在设计干燥净化器的原理中，环境因素主要是高温和低温（温差稳定时变化不大），当温度变化较大时，变压器内部油的体积膨胀，因此储油柜内油液面升高，这是油枕内部的大气压将大于外界大气压，这是干燥净化器会呼出气体。低温则吸入气体。图 2.4 为环境变化对于干燥净化器的影响。图 2.4 环境变化对于干燥净化器的影响空气进入储油柜内先通过过滤网除杂硅胶吸收水分自动加热干燥剂（硅胶内水分超过设定值）加热产生的水蒸气对流后冷凝冷凝水流过管壁流出干燥净化器干燥净化器吸入空气当外界温度较高变压油膨胀，储油柜内油面上升高内部气压大于外界气压高呼出气体以平衡变压器内外气压高毕业论文（设计）（3）干燥净化器的三维爆炸图以及实体图，图 2.5 为干燥净化器的三维装配图。图 2.5 干燥净化器的三维装配图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计毕业论文（设计）3 主要零部件的设计主要零部件的设计3.1 硅胶干燥室的设计硅胶干燥室的设计玻璃管作为干燥净化器的筒形干燥室，玻璃管在结构上有两个端口：上端口和下端口，其中上端口颈部结构上需要连接到法兰和变压器储油柜，在干燥室上端颈部安装温度传感器用于检测干燥室内的温度变化，下端口会连接到金属法兰和用于空气净化的防尘装置7。干燥室内有自动加热系统（加热电阻进行干燥剂的蒸发） ，干燥室外以及筒壁径向之间设有玻璃管。玻璃管是空气进入干燥净化器后到达的最外层部件，因此干燥净化器的体积应以玻璃管的体积计算。10KG 硅胶装在干燥室内，因此干燥室的体积要大于硅胶的体积： （3-1）VM式中：硅胶的质量；M硅胶的比重（硅胶的最大密度） 。计算可得：。335.4 10Vcm玻璃管（干燥室）的体积：V=rh （3-2）式中：玻璃管的内径；r玻璃管的长度。h计算可得：，因此 10KG 的硅胶体积远远小于玻璃管的体积。431.3 10Vcm通过计算可知，本文中设计的玻璃管尺寸符合要求，它的外形是筒形圆管,内部装有无毒、无害硅胶。图 3.1 和 3.2 分别为干燥室的外形三维实体图以及玻璃管和外罩的三维实体图。图 3.3 为干燥室的内部零部件的位置图。变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计图 3.1 干燥室的外形三维实体图图 3.2 玻璃管和外罩的三维实体图图 3.3 干燥室的内部零部件的位置图支架方管加热电阻毕业论文（设计）3.2 过滤杂质的设计过滤杂质的设计储油柜中吸入空气时，干燥净化器中的过滤网先除去空气中的杂质，然后除湿是在干燥时进行的工作。（2）在干燥净化器中，灰尘杂质是需要用过滤网进行除尘，并且过滤网会和防尘盖结合起来工作，以下为过滤网的分类：金属过滤网：在金属过滤网特殊的材质要求下，因此选择多层扩张的专用滤材，其形状成波浪网状并且以特定的角度交叉叠合；孔径一致的排列方式（依据直径大小）多层折叠扩张而成，这种结构可以改变空气的流动方向，提高流动效率。非金属过滤网：例如：气液过滤网的工作原理就是利用气体和液体的比例的不同，但是用在变压器上会造成变压油的二次污染。金属过滤网一般采用不锈钢，分为冲孔过滤网，烧结过滤网，编制过滤网，电焊过滤网等类型。不锈钢烧结网属于特殊金属真空烧结而成的材料，这种材料与普通金属材料相比机械强度大，刚性好，并且它还具有抵抗酸碱等物质腐蚀的性能，能够抵抗高温条件，并且具备较强的拉力和耐磨性09。经过查阅相关资料可知，金属不锈钢烧结网与普通金属丝网相比：强度较高，刚性优良，网孔性状稳定，而普通金属丝的阻力较大，并且不可以反复清洗，经济性上相比较金属不锈钢烧结较差，因此在变压器的工作条件下，选择金属烧结过滤网。变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计3.3 加热系统装置加热系统装置（1）电阻的选用在传统的干燥净化器中，为了使得变压器油不受杂质污染以及水分的影响，工作人员需要经常定期的更换干燥剂，针对于这一问题本设计在干燥净化器的系统中加入了自动加热装置以及温度传感器监测装置，干燥净化器内部的温湿度以及硅胶的吸水程度受其装置的检测。因此在加热装置中需要有加热电阻对干燥净化器进行加热使其蒸发水分。在对比加热电阻时，聚对苯二甲酸类塑料为最佳材料选择。此电阻的加热温度不会一直处于加热的状态，温度会受到传感器监测装置的控制，在此过程中会保证电阻的加热会受到检测，并且保证干燥剂不会被烤焦，也不能因为温度过高从而影响干燥净化器的正常工作。以下三个要素必须满足：加热电阻需要具备此功能：电阻的功率随着温度的升高，功率变小，保证加热电阻表面温度不超过 130,在干燥剂中水分被加热电阻蒸发时不会烤坏干燥剂。在加热过程中，干燥剂的温度100，但必须满足干燥剂的温度120。加热电阻表面温度可100，但必须130。3.4 干燥剂材料的选择干燥剂材料的选择干燥净化器中的吸附剂选用变色硅胶，变色硅胶颜色的变化显现干燥净化器内温湿度变化，最开始的时候硅胶的颜色为蓝色，呈红色状态时就说明干燥净化器中的干燥剂已经达到饱和状态，因此用硅胶的颜色变化来判断温湿度不失为一个好办法。10在查阅了相关资后，我们可知 10KG 干燥剂用 180000kvA 以下配变的变压器。环境条件：-3043。空气流通阻力：0.01Mpa。吸附剂材料：无害变色硅胶，颗粒的孔径范围：2-6mm。吸附能力（在温度 20时）:A 在空气相对湿度 20%时，干燥剂的吸附量10%；B 在空气相对湿度为 40%，干燥剂的吸湿量20%；C 在空气相对湿度 80%时，干燥剂的吸附量34%。硅胶的显色标准: 吸湿量20%，显浅红色；吸湿量23%，显粉红色；吸湿量30%，显绿色（硅胶失效）14。3.5 法兰的相关设计以及计算法兰的相关设计以及计算 3.5.1 连接法兰连接法兰1）连接法兰的选择毕业论文（设计）在将净化器与变压器储油柜进气管固定相连时选择法兰进行连接和紧固，选择在选择时应该具备以下两个条件：1：有两个端口，上端口会连接变压器油枕的进气口，下端口需要和顶盖相连。2：法兰的中心为通孔，此通孔和顶盖的通孔固定相连。当干燥净化器不工作时，考虑到杂质、灰尘进入干燥净化器，因此需要法兰上端设计盖板，此盖板防止灰尘，杂质进入干燥净化器中，因此在选择法兰时管法兰最为合适。根据设计原理 并且查阅相关资料变压器与电感器手册7可知，变压器储油柜的进气管的公称通径是 25mm，因此法兰的公称通径为 25mm。在常温的工作状态下管法兰的作用是将干燥净化器以及储油柜的进气管相连接，并放置于空气中，一般的大气压为 101.3KPa;结合干燥净化器其他零部件的设计参数，可计算出法兰的压力为 PN=0.6MPa。查阅 PN=0.6MPa 可知：螺母为六角螺母，并且对应的螺栓、螺母以及密封圈的型号、尺寸均与法兰配套。设计过程中考虑到法兰择优性，因此法兰应该具备以几个参数：a.选用的法兰形式为板式平焊法兰；b.连接法兰的外径为；mm115c.法兰厚度为 140；mmd.螺纹规格为，螺栓个数为 4；12Me.螺栓设计螺栓的设计中包括：螺栓的材料选择、螺栓的尺寸和其个数的确定等，螺栓的规格以及个数可以有上述的计算中得出。 查阅资料管法兰垫片紧固件选用手册7P645 螺栓、螺柱与螺母选配表（GB/T9125-2003）可知：螺栓孔中心圆直径为；螺柱选择双头螺柱；对应的mm85螺母选择为六角螺母。图 3.4 为连接法兰的二维尺寸图以及三维实体图。变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计图 3.4 连接法兰的二维尺寸图以及三维实体图2）罗圈长度的选择及计算查阅资料管容器法兰垫片紧固件选用手册7可得数据： (3-3)12(c)zlcTlT 式中：紧固件长度；l法兰厚度， =14；cc毕业论文（设计）法兰厚度偏差，；c3cmm 紧固件倒角端长度；z安装时的最下伸出长度（螺栓或螺柱） ；1T螺栓或螺柱的长度偏差，取 2.0；lmm垫片厚度，取 3mm ；T计算可得：。39.8lmm故选用1240 规格的螺栓。M3）螺栓校核。受力分析在装配时干燥净化器属于吊式安装，通过分析总装图可以得出：螺栓只受轴向力。则： (3-4)hFF式中：总载荷；F轴向力。hF由于装配时实体的零件较多并且装配较为复杂，因此在计算干燥净化器的外形尺寸（最大尺寸）运用估算的方法，因为螺栓只受轴向力，所以则有： (3-5)FGmgVg (3-6)2()2RVh式中：干燥净化器的重力；G所选材料的密度，取（LY12-CZ） ；32.78g cm重力加速度，取；g10N kg干燥净化器外形最大直径，取；R225mm干燥净化器总长，取。h702mm变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计计算可得：327912Vcm 776FN。预紧力计算及校核干燥净化器的螺纹公称直径，螺纹小径则为，垫圈选用12dmm110.106dmm不锈钢。则每个螺栓所需的预紧力为： (3-7)01()SVmhbmk FCFFzfCC式中：横向力，取值为 0；VF螺栓个数，取 4；z防滑系数，取 1.2；SK摩擦系数，取 0.16；f螺栓相对刚度，取 0.2,即。bbmCCC1mbbmbmCCCCCC 计算可得：0155.2FN。由于螺栓材料为碳钢，因此则有： (3-8)01(0.50.6)SFA: (3-9)2114Ad式中：螺栓材料的屈服极限，取；S240aMP螺栓危险截面的面积；1A螺纹小径，由于螺纹公称直径为，则小径为。1d12dmm10.106mm计算可得：(此处取预紧力下限)。1(0.50.6)9625.68SAN:螺栓本身的预紧力应该小于设计要求的预紧力，故满足要求。由于法0155.2FN兰是标准件，所以在其余零件设计上均以法兰为设计基准。 （其三维图见附录 2） 。毕业论文（设计）3.5.2 上法兰上法兰上法兰：在干燥净化器的作用原理中，上法兰也是一个很重要的零部件，主要起连接作用:左端连接法兰，密封圈，起密封防尘作用。在右端连接时，一共有四个零件，如：上法兰盘连接的主要内层连接，其次往外一层连接的是过滤网，接下来外层的是玻璃管，最外层的是罩子，每一层中间都有密封圈进行密封，因此上法兰在干燥净化器中起了关键的作用。在确定上下法兰的尺寸应该先确定玻璃管的外围尺寸，因为玻璃管的两端分别连有上下法兰，由资料变压器与电感器手册7可知：10Kg 的干燥净化器的壳体直径设计应为mm，在确定上法兰的直径时还应该考虑上法兰在连接干燥净化器壳体、220玻璃管，过滤网时最外层的开槽，其宽度应为 4mm,深度为 6mm; 故上法兰外端口的直径值为mm; 上法兰里层的开槽宽度为 8，深度为。图 3.5 为上法兰的225mm7mm二维尺寸图以及三维实体图。图 3.4 上法兰的三维实体图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计3.5.3 下法兰下法兰下法兰属于金属法兰，并且在法兰的中心同样也有中心通孔用于空气的吸入；下法兰在形状上不同于上法兰的规则形状，外观为圆盘并且是上下端面大小不同的圆端面， （其三维图见附录 2） 。下法兰的上端面内侧与玻璃罩的下端密封连接；下法兰的下端面的外侧会与防尘盖板固定连接，由上述下法兰的原理可知：下法兰属于压力容器法兰。1）下法兰类型。在确定下法兰的直径要依据与其相连接的筒体公称直径而定，在压力容器法兰的公称通径与筒体公称直径相同时，因此压力法兰的公称直径与相连的干燥净化器壳体的公称直径相同。查阅资料：变压器与电感器手册7可得，10Kg 的干燥净化器的壳体直径为mm，因此压力法兰的上端大口的直径应设计为mm，并且为了220225与法兰的通孔直径保持一致下端小口的公称通孔取直径为，在压力容器法兰25mm与多个零件相连，如：玻璃管、干燥净化器、过滤网等，因此下法兰最外层应该留有宽度为 4mm，深度为 6mm 的槽;相应的下法兰里层的开槽宽度应为 8mm，深度为5mm。由于下法兰使得上法兰和法兰连接在一起，因此下法兰和工作法兰德工作环境和温度应该是相同，同为常温，并且都是放置于空气中，经查取相关资料可得：当大气压为 101.3KPa（一般大气压） ，连接法兰的参数为0.6aPNMP。下法兰和上法兰在外形上有较大的区别：上法兰是一个类似于圆饼状的实体，而下法兰则有一点的锥度而且是曲面锥度，因为下法兰的曲面锥度使得空气进入干燥净化器的时候会有空间而且水顺着法兰的方向进入的，其次与下法兰对应的螺栓、螺母以及密封圈的型号、尺寸均应该与上法兰配套。图 3.6 和 3.7 分别为下法兰的二维零件图以及三维实体图。毕业论文（设计）图 3.6 下法兰的二维零件图图 3.7 下法兰三维实体图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计在设计下法兰时考虑到材料的经济性以及计算式，因此下法兰的参数设计如下;a.法兰形式为板式平焊法兰；b.下法兰的外径为225mm；c.法兰厚度为 80mm；(含下法兰的上端大口厚度）d.螺纹规格为6M，螺栓个数为 4；e.螺栓设计；下法兰的设计应该要考虑螺栓的材料选择、尺寸以及个数；在上述计算中可得出螺栓的规格以及个数。在管法兰垫片紧固件选用手册7P645 中有对螺栓相关规格、尺寸的说明以及描述，如：螺栓、螺柱与螺母选配表（GB/T9125-2003）可知：螺母选择：六角螺母；螺柱选择：双头螺柱。2）螺栓长度的计算。查阅资料：管容器法兰垫片紧固件选用手册7可知：12(c)zlcTlT (3-10)式中：l紧固件长度；c法兰厚度，c=56mm（有效连接长度） ；c法兰厚度偏差，3cmm ；z紧固件倒角端长度；1T安装时的最下伸出长度（螺栓或螺柱） ；l螺栓或螺柱的长度偏差，取 2.0mm；T垫片厚度，取 3mm。计算可得：128.8lmm,故选用M6130 规格的螺栓。3）螺栓校核。受力分析毕业论文（设计）在实体的装配时属于吊式安装，因此在总装图中可知，此处螺栓在装配中只受轴向力。则：1hFF (3-11)式中：1F总载荷；hF轴向力。装配的时候下法兰、法兰盘及其它零件是使用螺栓进行紧固连接，因此下法兰、法兰盘外轮廓都需要按照最大尺寸进行计算，当螺栓仅受轴向力的时候：11FGmgVg (3-12)21()2RVh (3-13)式中：1G下法兰、法兰盘重力；所选材料的密度，取32.78g cm（LY12-CZ） ；g重力加速度，取10N kg；R外形最大直径，取225mm；h外轮廓总长，取120mm。计算可得：314771.29Vcm 1F=132.64N预紧力的计算及校核选取螺纹公称直径6dmm，螺纹小径则为14.92dmm，不锈钢作为垫圈的材料。因此每个螺栓上的预紧力计算过程如下：变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计01()SVmhbmk FCFFzfCC (3-14)式中：VF横向力，取值为 0；z螺栓个数，取 4；SK防滑系数，取 1.2；f摩擦系数，取 0.16；bbmCCC螺栓相对刚度，取 0.2；即1mbbmbmCCCCCC 。计算可得：026.528FN。在螺栓材料是合金钢的时候，计算公式有：01(0.50.6)SFA: (3-15)2114Ad (3-16)式中：S螺栓材料的屈服极限，取1080aMP；1A螺栓危险截面的面积；1d螺纹小径，由于螺纹公称直径为6dmm，则小径为14.92dmm。计算可得：1(0.50.6)10266.297SAN:(此处取值为预紧力下限)。由于要求的螺栓预紧力026.528FN，因此计算出来的预紧力数值远小于螺栓本身的预紧力，故螺栓的选择满足要求9。 毕业论文（设计） 3.5.4 法兰盘法兰盘装配过程中法兰盘会将下法兰以及油杯之间连接，因为法兰盘是需要和下法兰相连接，尺寸上需要选择下法兰的尺寸为依据，外端口的直径选择225mm;在法兰盘的内槽直径为65mm，槽深 20mm 处安装透气窗。在法兰盘上有许多通孔，通孔会使得空气进入和排除干燥净化器。图 3.8 和 3.9 分别为法兰盘的二维零件图以及三维结构图。图 3.8 法兰盘的二维尺寸图图 3.9 法兰盘三维结构图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计 3.6 方管方管在干燥净化器众多的零件中，方管是装配时的中心零件，而且上法兰、下法兰以及支架同时都和方管连接。在选择方管的材质时我考虑到：当干燥净化器工作时，净化器内部就会产生水蒸气，索引方管的材质一定是防止生锈的材料，综上所述：不锈钢方管最为合适。方管是中心零部件，并且上法兰、下法兰盘分别固定在方管的两端，并且中间连接的是上法兰和下法兰。在设计方管的时候，上下法兰的尺寸可以作为方管尺寸进行参考。计算结果表明：选择不锈钢材料 30mm30mm，长度为 441mm。图 3.10 为方管的二维尺寸图以及三维结构图。图 3.10 方管的二维尺寸图以及三维结构图毕业论文（设计）3.7 支架支架在干燥净化器的内部装有四个支架，因为加热电阻需要和方管连接，因此支架是用来将方管和支架连接的零部件，此支架的设计优点在于支撑表面长，厚度只有3mm，支架在结构上支撑电阻元器件。支撑架的铸件形状选用槽状，槽状铸件容易浇铸，并且彼此之间易于组装。安装时，支架的尺寸和方管的尺寸长度相等。图 3.11和 3.12 是支架的二维尺寸图以及三维实体图。图 3.11 支架的二维尺寸图图 3.12 为支架的三维实体图变压器储油柜用 10KG 干燥净化器设计3.8 传感器设计的温度检测装置传感器设计的温度检测装置（1）湿润度和温度传感器在传感器的选用上经过查阅资料对比后，设计选用 HDTRH-7000 湿润度和温度传感器（简称：温湿度传感器） 。温湿度传感器的作用主要是高压变压器储油柜的智能除湿。在传感器发生故障，或者线路问题时，本传感器会进行自动监测，并且进行错误报警显示。（2）控制盒在干燥净化器的内部是否加热受控制盒控制，在加热过程中，干燥净化器的功率在0-25w 控制盒内的二极管的亮灯指示也可以作为自动加热的标志，当温度低于 5时，加热器开始加热，时长为 20min11。图 3.13 为对外的电气接口示例图。图 3.14 为控制盒内温度自动加热功能程序图。图 3.13 对外电气接口示例图毕业论文（设计）图 3.14 控制盒内温度自动加热功能程序图注意事项:变压器储油柜干燥净化器必须在开启电源之前接地，如若检查接线盒或者进行电线连接的时候电源线必须断开，确保人身安全。干燥净化器引线保护接地引线连接到 J1 的端子 1 上和接地螺栓 M8电源(电压按照铭牌所示)连接到端子 2(L)和 3(N)RS485 接口的数据线连接到接线端子 J4 的 1 和 2 上烘干干燥剂触点 2 和 3 接通故障信号连接到端子 J2 的 1 和 2 上干燥剂加热信号连接到接线端子 J3 的 1、2 和 3变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计本科毕业论文（设计）4 干燥净化器的安装与调试干燥净化器的安装与调试4.1 干燥净化器干燥净化器注意事项注意事项（1）干燥净化器的主要技术性能及参数适用范围：一般地区和湿热地区环境温度：-4060控制系统电源：AC220V/230V 、50Hz/60Hz硅胶重量：10Kg呼吸力小于或等于 50Kpa加热器功率：10Kg 吸湿器 1800W吸湿气的材料：无色硅胶控制盒防护等级：IP55（2）使用过程中注意的事项：在将干燥净化器安装到变压器储油柜的过程中，干燥净化器应该保持干净的密封面，而且密封的部件应该保持平整，在紧固干燥净化器时应该保证螺栓紧固连接。每一个案遭净化器都有相关的安装说明书，应该按照说明书上的安装步骤进进行安装，防止变压器受潮。安装干燥净化器的同时，应遵守四项规则： 安装干燥净化器之前，应该确保上法兰与连接管之间通气，如若空气不通应该先处理后安装。新的干燥净化器工作之前，可以去掉密封胶带。装好干燥净化器之时，底罩内应该有适量的变压油（规定的刻线）若干燥剂使用时间过长应该及时更换。储存、包装、运输干燥净化器在储存的过程中应该防潮、防腐蚀，并且密封保存新出厂的干燥净化器应该有相关的合格证证件以及安装说明，并且装箱运输干燥净化器的罩子是玻璃的，泡沫进行衬垫玻璃罩是很有必要的，防止裂碎。变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计4.2 干燥净化器的自检调试干燥净化器的自检调试设备自检：安装和连接干燥净化器各个部件之后，变压器呼吸器待机状态，当电源接通后，干燥净化器内部会进行工作自检，开始时二极管会发光显示，并且继电器工作反应，如果二极管未发光并且继电器正常发光，此刻净化就进入工作状态，如果此时二极管点亮，那么系统在初始运行时出现错误，而且二极管就会有相关的故障信号，工作人员要依据故障提示进行检查并及时处理。（1）干燥净化器具有状态显示功能。用于检测设备状态的三个发光二极管应该安装在控制盒外部侧面，另外在接线盒内部的板子上安装两个二极管，因此干燥净化器内部的五个二极管需要达到以下所示的功能表格。如表 4.1 发光二级管的显示功能表 4.1 发光二级管的显示功能二极管显示灯 功能外部绿色发光二极管 电源接通外部黄色发光二极管 干燥剂正在烘干外部红色发光二极管 温湿度传感器故障内部绿色发光二极管 电源接通内部黄色发光二极管 接通防冷凝加热器（控制盒壳体加热）加热器信号继电器 常开、常闭（接触容交流 220V/5A,直流24V）（2）干燥净化器的自检原理。当接通电源时会进行自检，系统会自动检测二极管以及继电器的工作，当绿灯一直亮的时候，系统处于正常工作状态，出现故障时，系统的故障信号如下所示：表4.2 干燥净化器的自检功能。表 4.2 干燥净化器的自检功能检测故障 指示灯湿度传感器故障 外红灯闪烁 绿灯亮温度传感器故障 外红灯亮 绿灯亮加热器故障 外红灯闪烁 绿灯灭电源故障或控制回路故障 灯全灭 灯全灭本科毕业论文（设计）变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计（3）故障检测系统二极管的亮灯情况可以作为自动监控功能对设备内部的故障进行检测以及发出故障信号，同时故障开关也会做出相应的功能，下表 4.3 是故障排除方法。表 4.3 故障排除方法故障名称 外部发光二极管 处理方法温湿度传感器发生故障 绿灯亮 红色灯亮 设备由定时控制器进行控制，应更换温湿度传感器加热器故障 红色灯闪烁，黄灯亮 绿灯灭 干燥剂不能再生,应更换电源故障 灯全灭 进行检查，确定是否正常供电（4）在干燥净化器实现自动加热系统的过程中，需要大量的实验数据来证明。图 4.1为系统自动加热功能试验。图 4.1 系统定时加热功能试验当系统工作时，认为将温度、湿度传感器模拟为故障运行，通过观察相应二极管的亮灯状态，并对检测加热器设定相应的时间间隔进行工作，实验时间可进行人为调控，试验完后设置为出厂设置。给干燥净化器内加入相对潮湿的硅胶，入口处缓慢通入潮湿的气体当湿度30%RH 时，系统还应继续加热，当湿度小于 30%RH 之间时停止加热出口管内湿度传感器检测出湿度是否30%RH自动启动过滤系统加热器，加热完后继续监控出口处相对湿度是否30%RH本科毕业论文（设计）（6）系统加热升温试验在加热器表面、加热器支架、硅胶的内部等都设有相应的测温点，当系统工作时，记录系统内外部的温度变化，如果测试的温度点为最终值，温度将会达到稳定状态，即：温度变化大概为 2 小时并且小于 1K.在加热系统里，加热表面的温度需要100，但必须130，这样才能使干燥剂里的水分能够蒸发。干燥剂被加热的过程中温度也可以100以上，但必须120，否则干燥剂就会被烧焦10。变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计5 总结总结在世界各地的电力系统中，大部分负载变压器都会有变压油，那么保证变压器储油柜里的油的净化干燥就是干燥净化器的功能。国内的电力系统中的干燥净化器还是传统的类型，在变压器长期的工作中，干燥净化器内部的干燥剂就会需要不断的更换，并且在更换干燥剂的同时会出现资源的浪费，退换后的干燥剂的处理问题，以及工作人员在更换过程中的操作安全等一系列问题。因此设计中的干燥净化器宇与传统的净化器相比较，在维护干燥净化器以及通过自动净化装置和自动加热装置相结合起来使得干燥剂得以循环利用。本设计主要是针对变压储油柜进气口上气体的干燥和粉尘杂质的清洁保持其绝缘强度的干燥净化器的设计，设计要求工作量大，专业知识范围广，要求高。特别是现代工业对变压器或互感器运行及各个零件的要求越来越高，因此当器身浸在变压油时对于进气口的气体干燥以及变压油的粉尘杂质清洁极其重要，干燥净化器直接影响变压器的工作性能，运行和寿命，本设计使得干燥净化器的除尘以及水分的除湿方面得到有效地解决，并且使得硅胶可以多次循环利用，但是由于自己在设计的过程中，有些因素不能够考虑到位，如：加热电阻表面的温度控制，过低时达不到自动升温的目的，过高时会破坏干燥净化器内部的干燥剂以及零件，因此在将自动检测系统和自动升温系统结合的问题上还需要大量的试验证明与支撑。在设计零件时为了考虑加工的难度以及材料的性能上可能有一些偏差，大部分零件是铝棒，但是在实际的生产当中还是需要改进。本科毕业论文（设计）变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计参考文献参考文献1 谢馨仪.国内配电网自动化现状及发展趋势J.中国新技术新产品，2013（15）：46-52. 2 侯云霞.输配电及用电工程自动化运行的探究J.农村电气化，2014（10）：10-11.3 谢毓城.电力变压器手册M.机械工业出版社，2014（1）:08-12.4 毛成诚.输配电及用电工程自动化运行探究J.机电信息，2015(03):07-15.5 陈世杰.乌海地区电网电磁环网浅析J.内蒙古勘测设计，2012（1）：83-84.6 孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编.变压器与电感器手册M.沈阳.东北大学出版社，2000（3）:09-13.7 孙桓，陈作模主编.管法兰部件及垫片的选用手册M.北京:高等教育出版社，2000（2）:14-16.8 孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编.机械设计M.沈阳：东北大学出版社，2000（1）:56-70.9 濮良贵.机械设计M.第九版.北京:高等教育出版社，2013（3）:36-40. 10 徐一凡.高压电器绝缘及测试M.北京：中国电力出版社，2000（3）:32-35.11 檀英辉，姚文军等.500KV 变压器瓦斯保护误动分析及整改J.高压电器，2012（1）:65-67.12 A.T. Johns s.k salman Digital Protection for power systemsM. New York research study press 1998（2）:36-40.13 Reinhard Schlosser Heinz Schmidt Development of High-Temperature Supercondu Transformers for Railway ApplicationJ. IEEE Transactions on Power Delivery 2004（2）:36-40 .14 A.T. Johns s.k. salman Digital Protection for power systems New York: research study press 1998（2）:56-60.本科毕业论文（设计）变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计致致 谢谢当毕业设计完成之时，论文写完之际，我们也即将离开这个我待了四年的地方，我的。大学四年的时光很快就将过去，在这四年中我收获颇丰，当然这一切离不开老师的悉心指导，在此我想对我的指导老师余历军表示深深的谢意，在做毕设的这几个月以来我学到了之前不曾学到的知识，开拓了我的视野，但是与此同时我也知道自己毕业设计的重点和难点，做到有条理地解决问题，多方位地思考。每当遇到问题和困难时，老师都会陪我一起学习，是老师的耐心，负责以及严谨的治学态度让我很感动敬佩。从我论文的开题报告，中期检查到最后的定稿等各个方面都离不开余老师的指导以及帮助，老师的处世为人，对于工作的态度都让我为之敬佩，我自己很庆幸可以得到指导老师余历军的指导。所有帮助过我的老师、同学和朋友们，这四年中我的学习和生活都离不开一直关心帮助我的人，是你们伴随着我成长，让我们描绘着彼此的人生，快乐地生活学习、成长。谢谢我的父母，是你们的支持，你们的爱让我得以学习成长，希望你们永远地健康快乐。最后，衷心感谢论文评审和答辩过程中付出辛勤汗水的各位老师。 “人生就像一杯茶，不会苦一辈子，但总会苦一阵子。 ”这是我少年时最喜欢的一句话。就用这话作为这篇论文的一个结尾，也是一段生活的结束。期望自己能够继续少年时的梦想，永不放下。本科毕业论文（设计）变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计附录附录 A 装配图明细表装配图明细表本论文在相关零件的说明时，有部分的零部件由于专业知识等的限制没有说明，附录一和附录二是装配图的明细表以及零部件的三维图。表 1-1 总装图明细表序号代号名称数量材料1GB/T70.1-2008内六角圆柱头螺钉 M6%x2082GB93-87M6 不锈钢弹内六角圆柱头螺钉4不锈钢3GB70-85M6 不锈钢垫圈8SUS316L4GB5782-86M8%x10 铜螺栓1SUS316L5GB97-85M8 铜垫圈1SUS316L6MDX-01接地标牌18GB97-85M12 不锈钢垫圈8SUS316L9GB93-87M12 不锈钢弹簧垫圈8SUS316L10MDX-02盖板1铝棒 YL12-CZ11MDX-03盖板密封圈1铝板 LY12-CZ12MDX-04法兰1铝棒 LY1213MDX-05接线柱114MDX-06法兰密封圈1铝板LY12-CZ15MDX-07上法兰1铝棒LY12-CZ16MDX-08尼龙隔板1G70017MDX-09上法兰盘1铝棒LY12-CZ18GB/T 70.1-2008内六角圆柱头螺钉 M6x254不锈钢本科毕业论文（设计）19MDX-10螺纹套12G70020MDX-11罩121MDX-12玻璃管1G70022MDX-13过滤网1不锈钢烧结过滤网23MDX-14加热电阻16PET24MDX-15下法兰密封圈2LY12-CZ25MDX-16下法兰1LY12-CZ26GB/T 15389-1994螺杆 M6x1304SUS31627MDX-17法兰盘1LY12-CZ28GB/823-88M3%x15 盘头螺钉4不锈钢螺钉和垫圈组合件29GB93-87M3 不锈钢弹簧垫圈4SUS316L30GB97-85M3 不锈钢垫圈4SUS316L31GB/T88-85M12x1.5 不锈钢内六角圆柱头螺钉4SUS316L32GB/T 70.1-2008内六角圆柱头螺钉 M6%x102不锈钢33MDX-18铭牌1Z18-3334MDX-19支架1不锈钢35MDX-20接线盒136GB6170-2000M6 不锈钢螺母12SUS316L37MDX-21透气窗1铝棒 LY1238MDX-22盖板1YL12-CZ39MDX-23下法兰盘1LY12-CZ40MDX-24无色无公害硅胶7KG颗粒度%c2-641GB/T 823-1988盘头螺钉 M4%x2032SUS316L42GB97-85M4 不锈钢垫圈32SUS316L43GB93-87M4 不锈钢弹簧垫圈32SUS316L44GB70-85M6%x10 不锈钢内六角螺钉16SUS316L变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计45MDX-25方管1不锈钢臂厚 346MDX-26支架4LY12-CZ本科毕业论文（设计）变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计附录附录 B 零件的三维实体图零件的三维实体图下面是部分零件的三维图。图 2-1 上法兰图 2-2 上法兰盘和下法兰盘本科毕业论文（设计）图 2-3 法兰图 2-4 方管图 2-5 透气窗变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计附录附录 C 外文文献及翻译（变压器滤油机）外文文献及翻译（变压器滤油机）Study of Transformer Oil Filtration MachineShreya Salvi1, A.P.Paranjape2,1M.E. student, Dept. of Electrical Power System, P.E.S. College of Engineering, Aurangabad, Maharashtra, India 2Professor, Dept. of Electrical Power System, P.E.S. College of Engineering, Aurangabad, Maharashtra, India-*-Abstract - Nearly all load bearing transformers in electric power systems around the world are filled with insulating oil i.e. transformer oil. Insulating oil plays a major role in the transformer, acting as insulating medium and as coolant. Transformers in electric power distribution and transmission systems are expected to function reliably and efficiently for uninterrupted power supply and to do this the quality of the transformer oil must be high. To maintain high quality of the transformer oil, purification of transformer oil by high vacuum transformer oil filtration machine should be conducted regularly. In this paper, we will study about the transformer oil filtration machine and how it purifies the contaminated transformer oil.Key Words: Degasification, Insulating oil, Moisture, Purification, Transformer.1. INTRODUCTIONTransformer is one of the most important and costly components of power system. Extreme reliability is demanded of electric power system, and even though the failure risk of a transformer is small, when failures occur, they lead to high repair costs, long downtime and possible safety risks. Moreover, transformers are too expensive to replace regularly and must be properly maintained to maximize their life expectancy. So for getting high performance and long functional life of the transformer, it is desired to perform various maintenance activities. Purification of transformer oil is one of these maintenance activities, since transformers life mainly depends on its insulating oil i.e. transformer oil. To purify transformer oil, high vacuum transformer oil filtration machine is used. It consists of inlet pump, filters, heaters, ionic reaction column, degassing and dehydration chamber, discharge pump, vacuum pumps etc. In this paper, we will study about the transformer oil filtration machine and how it works to purify the contaminated transformer oil.2. Insulating OilPrimarily, two kinds of basic insulation materials are widely used in the transformer, including the liquid insulation material such as insulating oil i.e. transformer oil and solid insulation material such as insulation paper. The widespread use of dielectric liquids for insulation and cooling is due to their greater electrical breakdown strength and thermal conductivity than gaseous insulators, while their ability to conform to complex geometries and self-heal means that they are often of more practical use than solid insulators. Transformer oil is highly refined mineral oil that is stable at high temperatures and has excellent electrical insulating properties. It is normally obtained by fractional distillation and subsequent treatment of crude petroleum. Hence why this oil is also known as mineral insulating oil. Transformer oil provides part of the electrical insulation between internal live parts in the transformer. It also helps cool the transformer i.e.it acts as a coolant.Causes of contamination of transformer oil are electrical disturbances and thermal decomposition. Various contaminants like moisture, sludge, dissolved gases etc. Present in the transformer oil reduces the breakdown strength of transformer oil, promotes local heating, increases the electrical conductivity and decreases the electrical and mechanical strength of the insulation system. The contaminants also decelerates the transformer efficiency. The failure of liquid insulation can cause catastrophic damage not only to the power equipment, but also to the surrounding environment. Furthermore, failure often leads to major本科毕业论文（设计） operational disruption and financial loss. Purification of the transformer oil by high vacuum transformer oil filtration machine removes all these contaminants from transformer oil. The dielectric strength of fresh, thoroughly purified (filtered, degassed, dehumidified) insulating oil is several times higher than that of aged, contaminated insulating oil. Better the insulation of the transformer, longer the life of the transformer and lesser the breakdown of the transformer which eventually results in good returns on investment of the transformer asset and uninterrupted power supply.3. High Vacuum Transformer Oil FiltrationMachineTransformer oil when untreated will normally contain 50 to 60 ppm (parts per million) of water and also 10% to 12% of air by volume at saturation. In order to bring the oil in required standards, it has to be filtered to remove moisture, dissolved gases, ferrous and non-ferrous suspended particles so as to achieve the required properties of transformer oil.The high vacuum transformer oil filtration machine treats the transformer oil & switchgear oil by first heating it and then passing it through specially designed filter and then subjecting it to high vacuum treatment which dehydrates and degasifies the oil to the standard specifications after completion of the process.Fig -1: High Vacuum Transformer Oil Filtration MachineFig. 1 shows the high vacuum transformer oil filtration machine. Transformer oil filtration machines are available in various ratings starting from 100 LPH (liters per hour) to 16,000 LPH. The filtration machine is either stationary type or mobile type. The screw jacks are provided for relieving pressure on wheels at stationary conditions. It is weather proofed and suitable for outdoor use. The equipment is enclosed and protected against climatic conditions. All the components have adequate strength and rigidity to withstand the normal conditions of handling transport and usage. The plant is suitable for operation on 415 volts, three phase, 4 wire, 50 Hz, A.C. Supply.The high vacuum transformer oil filtration machine consists of:3.1 Inlet PumpInlet pump pumps the contaminated oil from transformer to oil filtration machine. It is thoroughly tested for vacuum and is suitable for continuous trouble free operation. It is provided with an automatic protection against over-pressure build-up. Interlocking arrangement is provided in between the oil inlet pump and the heater so that heater cannot be energized unless inlet pump is on. Interlocking arrangement is provided in the oil filtration machine between the inlet pump and high level float switch (located into degassing and dehydration chamber) to avoid excessive rise of oil in the degassing and dehydration chamber.3.2 HeatersThe first step in this serial process is to raise the oil temperature to a desired level, generally upto 65 Degree Celsius. This aids to give the oil latent heat which later aids to dissociate the moisture and gases from oil in the degassing and dehydration chamber. Additionally the viscosity of the oil drops which aids in better filtration to some extent. Heaters are provided in protection tubes to avoid localized overheating, hot spot & breaking oil. Heaters are thermostatically controlled. Heater elements consists of nichrome / kanthal wire filament, inserted in refractory formers which are located in protection tubes. Heater tank is adequately thermally insulated to minimize loss of heat. One suitable pressure relief valve is provided on the heater chamber to prevent any pressure rise above the acceptable limit.3.3 Filtration System变压储油柜用 10KG 干燥净化器设计3.3.1 Preliminary FilterThe main function of this filter is to prevent any damage to the inlet pump. It have strainers capable of retaining all particles above 1 mm size and also magnetic particles. Incoming oil is passed through this filter. It is possible to clean the strainer without dismantling the filter from the pipeline.3.3.2 Filter PressFilter press shall consist of filters held between metallic discs. It is suitable for removal of particles bigger than 50 microns. This is useful for removal of sludge content in the used oil.3.3.3 Cartridge FilterNon-hygroscopic throw away type cartridge filters of one micron rating is provided. This cartridge elements have large dust holding capacity. The replacement of cartridge elements is very easy and can be done without any special tools. Compound (pressure / vacuum) gauge is provided on filter vessel for inlet pressure indication in order to ascertain condition of cartridge elements. Aeration is provided on the filter vessel to aerate the vessel during draining. The cartridge type filter facilitates to achieve desired value of particle size in micron.3.4 Ionic Reaction ColumnAn ionic reaction column is provided in high vacuum transformer oil filtration machine to reduce the acidity in the oil. It is an optional component in high vacuum transformer oil filtration machine which is provided if the customer demands it.3.5 Degassing and Dehydration ChamberThe third step in the oil filtration machine is dehydration and degasification of the transformer oil. In degassing and dehydration chamber, dissolved gases and moisture from the transformer oil is removed. It has mild steel welded construction. The chamber is able to withstand the vacuum to which it is subjected. Efficiently spread Raschig rings are placed in the degassing and dehydration chamber. Raschig rings are pieces of tubes which are approximately equal in length and diameter. Usually, Copper or Aluminum Raschig rings are used in high vacuum transformer oil filtration machine. The surface area offered by the Raschig rings is sufficient to form a thin film of oil and facilitates removal of dissolved gases and moisture at the rated flow rate of oil. A sight glass with illuminating lamp is provided for observation of oil flow in the degassing and dehydration chamber. One float switch on the degassing and dehydration chamber is provided for preventing excess rise of oil level and is electrically interlocked with the inlet pump. Another float switch to control the low level of the oil in degassing and dehydration chamber is provided and it is electrically interlocked with the discharge pump. Two or three stages are separated by a siphon seal. One airing valve is provided for airing the degassing and dehydration chamber.Fig -2: Circuit Diagram of High Vacuum Transformer Oil Filtration Machine3.6 Vacuum Pumping SystemVacuum pumps are provided for evacuation of degassing and dehydration chamber. These pumps are of imported make.3.7 Discharge PumpA discharge pump is provided in high vacuum transformer oil filtration machine for sucking oil from the degassing and dehydration chamber held under vacuum. They are fully tested for pressure and vacuum leak rate. Interlocking arrangement are provided between low level float switch (located in degassing and dehydration chamber) and discharge pump to prevent dry running of discharge pump.3.8 Oil Hoses本科毕业论文（设计）Two nitrile rubber hoses with flanged end connection on both sides are provided, one for oil inlet & one for oil outlet. They are capable of handling the transformer oil at 100 Degrees Celsius (maximum) and vacuum.Fig -3: Transformer Oil Before and After FiltrationAfter three to five passes in the high vacuum transformer oil filtration machine, the transformer oil gets purified. Fig. 3 shows the transformer oil before and after filtration from high vacuum transformer oil filtration machine. The brown colored oil is unfiltered oil whereas pale yellow colored oil is filtered (or purified) oil. Fig. 2 shows the circuit diagram of high vacuum transformer oil filtration machine. The dielectric properties of oil may vary depending upon the content of gas, moisture, suspended particles a
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