一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器制造技术

本发明专利技术公开的一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器，属于电力设备状态监测技术领域。包括油箱、铁芯、铁芯上夹件、高压绕组和低压绕组，其特征在于，高压绕组内部和低压绕组与铁芯中间的油道内部设有若干温度传感器，铁芯上夹件上设有若干振动传感器，油箱内部设有智能终端系统和若干局部放电传感器，温度传感器、振动传感器和局部放电传感器均与智能终端系统连接，智能终端系统安装在油箱外部，智能终端系统与控制中心通讯互联。本发明专利技术实现了对配电变压器内部温度、振动、局部放电参量的实时感知，可以及时识别早期故障，并定位、排除，避免轻微故障发展成为停电事故，延长了配电变压器的使用寿命，保障了配电网的安全稳定经济运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器


[0001]本专利技术属于电力设备状态监测
，涉及一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器。

技术介绍

[0002]配电变压器是配电网中面向用户的设备，起着传输电能的重要作用。油浸式配电变压器长期运行时油易受潮，腐蚀金属体的同时降低绝缘强度，而且易产生局部放电使油温进一步升高甚至发生起火等事故，轻则造成停电事故，严重时更会对整个配电网的安全稳定运行造成影响。
[0003]油浸式配电变压器的常见故障包括绕组匝间、层间短路或长期过负荷造成的油温升高，变压器异常发热；夹件或压紧铁芯的螺钉松动造成的异常响动；内部绝缘距离不够造成的局部放电等。故障多发生在变压器内部，且具有一定累积效应和隐蔽性，轻微故障若不及时识别并排除，会发展成不可挽回的严重故障，最终造成恶性运行事故，而运维人员仅简单地对配电变压器外观进行巡视，往往无法及时发现并排出故障隐患，故障发生时为组织抢修不得不停电，对用户的正常生产生活造成影响。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器，实现了对配电变压器内部温度、振动、局部放电参量的实时感知，可以及时识别早期故障，及时帮助运维人员定位故障、排除故障，避免轻微故障发展成为影响用户生产生活的停电事故，延长了配电变压器的使用寿命，保障了配电网的安全稳定经济运行。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术公开了一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器，包括油箱、铁芯、铁芯上夹件、高压绕组和低压绕组，高压绕组内部和低压绕组与铁芯中间的油道内部设有若干温度传感器，铁芯上夹件上设有若干振动传感器，油箱内部设有智能终端系统和若干局部放电传感器，温度传感器、振动传感器和局部放电传感器均与智能终端系统连接，智能终端系统安装在油箱外部，智能终端系统与控制中心通讯互联。
[0007]优选地，若干温度传感器均布在线圈的高度方向上。
[0008]进一步优选地，撑条开设有布置槽，温度传感器安装在布置槽内，温度传感器包覆有绝缘纸。
[0009]优选地，振动传感器分别布置在铁芯上夹件与三相铁芯芯柱轴线的相交点处。
[0010]优选地，振动传感器表面经防油防水封装及电磁屏蔽处理，振动传感器连接的信号线为双层屏蔽的同轴电缆。
[0011]优选地，局部放电传感器安装在支座上，支座上开设有若干连接孔，支座通过连接孔与油箱内壁连接，局部放电传感器的天线与油接触。
[0012]优选地，智能终端系统包括供电模块、传感器信号集成模块、数据处理模块和通讯模块，供电模块和传感器信号集成模块分别与温度传感器、振动传感器和局部放电传感器连接，传感器信号集成模块与数据处理模块连接，数据处理模块通过通讯模块与控制中心通讯互联。
[0013]进一步优选地，供电模块为电流感应式，供电模块包括AC
‑
DC变换单元、DC
‑
UPS单元和BUCK变换单元，AC
‑
DC变换单元的一端与变压器低压侧连接，另一端与DC
‑
UPS单元连接，DC
‑
UPS单元分别与BUCK变换单元、温度传感器、振动传感器和局部放电传感器连接，BUCK变换单元分别与温度传感器、振动传感器和局部放电传感器连接。
[0014]进一步优选地，数据处理模块设在屏蔽外壳内，数据处理模块包括A/D转换单元、处理器单元和外部存储单元，A/D转换单元的一端与传感器信号集成模块连接，另一端与处理器单元连接，处理器单元与外部存储单元连接。
[0015]进一步优选地，外部存储单元为包括Flash、SRAM和RAM的混合存储单元。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术公开的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，通过在变压器内部嵌入式的设置温度传感器、振动传感器和局部放电传感器，实现了对配电变压器内部温度、振动、局部放电参量的实时感知。为准确测量绕组内部温度，综合考虑安装空间与发热部件，结合绕组电磁热仿真，温度传感器设在高压绕组内部和低压绕组与铁芯中间的油道内部。振动传感器设在铁芯上夹件上，由于变压器的振动主要由铁芯的磁致伸缩引起，但铁芯叠片上无法固定振动传感器，综合考虑结合铁芯磁致伸缩振动仿真结果，与变压器内部电磁场环境，确定将振动传感器布置于铁芯上夹件上，既尽可能靠近振动源，又便于固定安装，又不会造成变压器内部绝缘损坏。局部放电传感器设在油箱内部，能够对局部放电进行准确监测。采集的数据通过智能终端系统的处理，能够及时识别早期故障，及时帮助运维人员定位故障、排除故障，避免轻微故障发展成为影响用户生产生活的停电事故，延长了配电变压器的使用寿命，保障了配电网的安全稳定经济运行。
[0018]进一步地，若干温度传感器均布在线圈的高度方向上，能够监测到不同高度处变压器的温度分布情况。
[0019]更进一步地，撑条开设有布置槽，便于温度传感器安装在布置槽内，温度传感器包覆有绝缘纸，能够增加绝缘强度，防止局部放电。
[0020]进一步地，振动传感器分别布置在铁芯上夹件与三相铁芯芯柱轴线的相交点处，距离振动源较紧，又便于固定安装，同时又不会造成变压器内部绝缘损坏。
[0021]进一步地，振动传感器表面经防油防水封装及电磁屏蔽处理，振动传感器连接的信号线为双层屏蔽的同轴电缆，能够最大限度的降低工频干扰，确保信号的稳定。
[0022]进一步地，智能终端系统的功能齐全，能够集供电、数据采集、数据处理和通讯为一体。
[0023]更进一步地，供电模块为电流感应式，能够直接从变压器内部通过电流感应供能；供电模块包括AC
‑
DC变换单元、DC
‑
UPS单元和BUCK变换单元，AC
‑
DC变换单元能够利用变压器低压侧220V的交流电压作为电源，将220V的交流电转换为恒压直流；DC
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UPS单元能够作为不间断电源持续为后级提供稳定的直流电压，防止系统发生故障时传感器突然断电，无法工作；BUCK变换单元为后级不同传感器分别提供不同电压幅值的电源电压。
[0024]更进一步地，数据处理模块设在屏蔽外壳内，使数据处理模块具有抗电磁场干扰能力。
[0025]更进一步地，外部存储单元为包括Flash、SRAM和RAM的混合存储单元，能够保证数据的安全性与可靠性，同时可以极大程度地提高可编程单片机的处理速度。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的包含嵌入式传感器的智能配电变压器的总体结构示意图；
[0027]图2为实施例中温度传感器的安装位置示意图；
[0028]图3为实施例中温度传感器的安装结构示意图；
[0029]图4为智能终端的系统构成示意图。
[0030]图中，1为油箱，2为铁芯，3为铁芯上夹件，4为振动传感器，5为高压绕组，6为低压绕组，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含嵌入式传感器的智能配电变压器，包括油箱(1)、铁芯(2)、铁芯上夹件(3)、高压绕组(5)和低压绕组(6)，其特征在于，高压绕组(5)内部和低压绕组(6)与铁芯(2)中间的油道内部设有若干温度传感器(7)，铁芯上夹件(3)上设有若干振动传感器(4)，油箱(1)内部设有智能终端系统(9)和若干局部放电传感器(8)，温度传感器(7)、振动传感器(4)和局部放电传感器(8)均与智能终端系统(9)连接，智能终端系统(9)安装在油箱(1)外部，智能终端系统(9)与控制中心通讯互联。2.根据权利要求1所述的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，其特征在于，若干温度传感器(7)均布在线圈的高度方向上。3.根据权利要求2所述的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，其特征在于，撑条(10)开设有布置槽，温度传感器(7)安装在布置槽内，温度传感器(7)包覆有绝缘纸。4.根据权利要求1所述的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，其特征在于，振动传感器(4)分别布置在铁芯上夹件(3)与三相铁芯(2)芯柱轴线的相交点处。5.根据权利要求1所述的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，其特征在于，振动传感器(4)表面经防油防水封装及电磁屏蔽处理，振动传感器(4)连接的信号线为双层屏蔽的同轴电缆。6.根据权利要求1所述的包含嵌入式传感器的智能配电变压器，其特征在于，局部放电传感器(8)安装在支座上，支座上开设有若干连接孔，支座通过连接孔与油箱(1)内壁连接，局部放电传感器(8)的天线与油接触。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，何双，田星辰，马驰，徐峥一，严泽鑫，赵政，徐凯宏，戴志锋，梅家葆，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：