一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，包括中空的机壳内胆，所述机壳内胆背部与安装在牵引变压器上的转接法兰相连，所述转接法兰上设置有测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量的油中气体及微水检测模块，所述机壳内胆中设置有直接测量牵引变压器中绕组温度的光纤绕组温度检测模块，所述机壳内胆外壁处设置有与光纤绕组温度检测模块连接的测温模块光纤接口，所述机壳内胆中设置有可接入其他故障监测传感器信号的电路板及可远程接入的多种通讯接口。本发明专利技术针对牵引变压器的负荷变化剧烈，实时监测牵引变压器油中气体及微水含量、绕组温度、铁芯接地电流等一系列有效潜伏性过热故障的角度出发，统一就地综合分析及诊断。

An intelligent on-line monitoring device for railway traction transformer

The invention discloses an intelligent on-line monitoring device of a railway traction transformer, which comprises a casing liner hollow, the shell liner which is arranged at the back and the traction transformer adapter flange, the adapter flange is arranged on the gas measurement of traction fault gases and moisture content in transformer oil in the oil and water detection module optical fiber winding temperature detection module, direct measurement of traction winding temperature of transformer in the setting of the shell liner, an outer wall of the casing is arranged at the interface of optical fiber temperature measurement module connected with the fiber winding temperature detection module, is provided with the casing in the inner circuit board can access other fault monitoring sensor signals and a variety of communication interface for remote access. Aiming at the drastic change of load in traction transformer and real-time monitoring of a series of latent latent heat failures such as gas and micro water content, winding temperature and iron core grounding current, the invention comprehensively analyzes and diagnoses in situ.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置
本专利技术属于一种监测装置，具体涉及一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置。
技术介绍
对于轨道车辆来说，牵引变压器是最重要的设备之一，是整个电力牵引系统最核心的部分，它的正常运行与否对确保火车头、高铁等轨道车辆稳定运行等影响很大。随着我国电气化铁路总里程的不断增长，牵引变压器的需求量也越来越大；与此同时，列车牵引重量的增加与列车运行速度的提高，更是使得牵引电流成倍地增加。现阶段，国内绝大多数牵引变压器都是在过负载的状态下运行的，加之原本牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁，故障发生概率也大大提高。多年来，国内对牵引变压器的维修一直采用的是周期检修制。该方案虽然能在一定的时间范围内发现设备存在的问题，但是检修人员在检修设备前，并不能选定特定的检修对象，只是按章办事，这样就会造成工作的盲目性，浪费了大量的人力、物力、财力。因此，对于牵引变压器进行在线监测就显得尤为重要；而有别于国家电网对于智能电站的发展规划，目前牵引变的在线监测还处于分散监测的阶段。一种监测量对应一种监测设备，一个设备对应一个系统，且各个系统相互独立，与计算机监控系统没有任何信息交互，形成了是一个个信息孤岛，使得铁路牵引变的在线监测没有起到应有的作用。针对铁路牵引变，亟需一种可以综合在线监测各数据量并能统一诊断的在线监测装置；且该装置需要符合铁路牵引变电站相对距离较偏、场地较小的现状。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置。本专利技术的技术方案是：一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，包括中空的机壳内胆，所述机壳内胆背部与安装在牵引变压器上的转接法兰相连，所述转接法兰上设置有测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量的油中气体及微水检测模块，所述机壳内胆中设置有直接测量牵引变压器中绕组温度的光纤绕组温度检测模块，所述机壳内胆外壁处设置有与光纤绕组温度检测模块连接的测温模块光纤接口。所述机壳内胆内壁处还设置有收集监测数据的主CPU板，所述机壳内胆前侧嵌有与主CPU板相连的触摸屏，所述机壳内胆外壁处设置有与主CPU板连接的接线端子。所述机壳内胆内壁处还设置有通讯电路板，所述机壳内胆外壁处设置有与通讯电路板连接的通讯接口。所述机壳内胆外部扣罩有密闭防水的外壳，所述外壳中嵌有透明有机玻璃，所述透明有机玻璃与触摸屏相对应。所述机壳内胆外侧形成横向装配板，所述横向装配板中形成外壳螺钉固定孔，所述机壳内胆、外壳通过外壳螺钉固定孔以及外壳螺钉固定。所述装配板中还形成电缆密封接头。所述主CPU板中集成有4-20mA采集电路，所述4-20mA采集电路采集牵引变压器铁芯接地电流传感器及模拟量信号。所述主CPU板中集成有PT100采样电路，所述PT100采样电路采集得到牵引变压器送出的顶部油温和底部油温信号。所述通讯电路板将主CPU板汇总的监测数据及诊断结果上传后台或者DCS、SIS系统。所述接线端子为通讯电路板上有多种通讯接口，包括DB9接口、以太网接口、光纤接口以及接线端子。本专利技术针对牵引变压器的负荷变化剧烈，故障概率高的需求，全面综合性的监测牵引变压器的运行状况。设计小巧美观，采用挂装式、免维护方案，整套装置更适用于牵引变电站的现场条件，实时监测牵引变压器油中气体及微水含量、绕组温度、铁芯接地电流等一系列有效潜伏性过热故障的角度出发，统一就地综合分析及诊断，最快速、最全面的诊断出可疑的早期故障，诊断的准确性高、响应速度快，是智能牵引变压器的重要组成部分。附图说明图1是本专利技术的外部立体图；图2是本专利技术中机壳内胆的装配立体图；图3是本专利技术中机壳内胆的装配俯视图；其中：1外壳2透明有机玻璃3机壳内胆4触摸屏5外壳螺钉固定孔6电缆密封接头7测温模块光纤接口8通讯接口9接线端子10转接法兰11油中气体及微水检测模块12光纤绕组温度检测模块13主CPU板14通讯电路板15开关电源。具体实施方式以下，参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明：如图1~3所示，一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，包括中空的机壳内胆3，所述机壳内胆3背部与安装在牵引变压器上的转接法兰10相连，所述转接法兰10上设置有测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量的油中气体及微水检测模块11，所述机壳内胆3中设置有直接测量牵引变压器中绕组温度的光纤绕组温度检测模块12，所述机壳内胆3外壁处设置有与光纤绕组温度检测模块12连接的测温模块光纤接口7。所述油中气体及微水检测模块11利用膜脱气原理及红外光谱法测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量，可以选择测量包括H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6以及H2O在内的各组分含量，并且还可以根据实际需求任意组合选配。基于牵引变压器的故障绝大部分是过热性故障，利用了光纤绕组温度检测模块12直接测量牵引变压器的绕组温度，从而真正意义上实现对牵引变压器的故障实时监测。光纤绕组温度检测模块12利用荧光光纤测温原理，即在探头顶端内置有一微型砷化镓半导体反射膜，由于其在不同温度下吸收的光子数不同而从而使得入射波和反射波的波长产生变化，并且温度和波长变化存在着特定的函数关系，因此通过特定的信号分析算法就能准确的计算出绕组的实时温度值。光纤绕组温度检测模块12具有免维护、免校准、可靠性高的优点。外部光纤通过测温模块光纤接口7与提前预埋至变压器绕组的测温光纤相连接；检测到的数据经过初步分析计算，将绕组温度实时上传至主CPU板13上。所述机壳内胆3内壁处还设置有收集监测数据的主CPU板13，所述机壳内胆3前侧嵌有触摸屏4，所述机壳内胆3外壁处设置有与主CPU板13连接的接线端子9。所述主CPU板13接收油中气体及微水检测模块11、光纤绕组温度检测模块12的监测信息，通过触摸屏4进行显示。所述触摸屏4可以显示实时数据及历史数据，也可以进行报警显示，同时可以查看历史曲线及分析诊断情况；而通过触摸屏4还可以对功能进行设定，对报警值及报警等级以及牵引变参数等进行设定。所述机壳内胆3内壁处还设置有通讯电路板14，所述机壳内胆3外壁处设置有与通讯电路板14连接的通讯接口8。所述机壳内胆3还设置有为通讯电路板14、主CPU板13供电的开关电源15。所述机壳内胆3外部扣罩有密闭防水的外壳1，所述外壳1中嵌有透明有机玻璃2，所述透明有机玻璃2与触摸屏4相对应。本专利技术可以达到IP55防护等级。所述外壳1采用全镀铝工艺，并设计为圆边结构。所述机壳内胆3外侧形成横向装配板，所述横向装配板中形成外壳螺钉固定孔5，所述机壳内胆3、外壳1通过外壳螺钉固定孔5以及外壳螺钉固定。所述装配板中还形成电缆密封接头6。所述主CPU板13中集成有4-20mA、模拟量及PT100采样电路，还留有接线端子9用于接入牵引变压器铁芯接地电流的4-20mA信号，牵引变压器顶部油温与底部油温的PT100信号以及其他可扩展的有效潜伏性故障探测传感器所检测的变压器在线监测的参数，以便进行综合性的分析诊断，全面判断牵引变压器当前的运行状态并预防潜伏性故障。如果出现故障需要预警，不仅可以通过与主CPU板13相连的触摸屏4进行界面显示，还可以以继电器的方式进行多种类型的报警输出，并且可以根据负荷情况选择对牵引变压器进行冷却控制，从而保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，包括中空的机壳内胆（3），其特征在于：所述机壳内胆（3）背部与安装在牵引变压器上的转接法兰（10）相连，所述转接法兰（10）上设置有测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量的油中气体及微水检测模块（11），所述机壳内胆（3）中设置有直接测量牵引变压器中绕组温度的光纤绕组温度检测模块（12），所述机壳内胆（3）外壁处设置有与光纤绕组温度检测模块（12）连接的测温模块光纤接口（7）。

【技术特征摘要】
1.一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，包括中空的机壳内胆（3），其特征在于：所述机壳内胆（3）背部与安装在牵引变压器上的转接法兰（10）相连，所述转接法兰（10）上设置有测量牵引变压器油中的故障气体及水分含量的油中气体及微水检测模块（11），所述机壳内胆（3）中设置有直接测量牵引变压器中绕组温度的光纤绕组温度检测模块（12），所述机壳内胆（3）外壁处设置有与光纤绕组温度检测模块（12）连接的测温模块光纤接口（7）。2.根据权利要求1所述的一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，其特征在于：所述机壳内胆（3）内壁处还设置有收集监测数据的主CPU板（13），所述机壳内胆（3）前侧嵌有与主CPU板（13）相连的触摸屏（4），所述机壳内胆（3）外壁处设置有与主CPU板（13）连接的接线端子（9）。3.根据权利要求2所述的一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，其特征在于：所述机壳内胆（3）内壁处还设置有通讯电路板（14），所述机壳内胆（3）外壁处设置有与通讯电路板（14）连接的通讯接口（8）。4.根据权利要求2所述的一种铁路牵引变压器的智能在线监测装置，其特征在于：所述机壳内胆（3）外部扣罩有密闭防水的外壳（1），所述外壳（1）中嵌有透明有机玻璃（2），所述透明有机玻璃（2）与触摸屏（4）相对应。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙震洋，李波，郭晓旭，尚国旭，刘通，李长擎，王超，何红军，高照，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，南京力通达电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12