干式变压器智能化监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种干式变压器智能化监测装置，包括机箱外壳；安装板，设置在机箱外壳中，作为电器件的载体；防水接头，设置在机箱外壳一侧，与安装板上的电器件电连接；电器件包括绝缘监测、控制及通讯模块、光纤测温模块及电压电流检测模块；绝缘监测、控制及通讯模块具备局放信号采集通道，局放信号采集通道电连接对应的局放传感器，以采集干式变压器不同部位的局放信号，实时监测变压器绝缘状态，同时实现故障定位；绝缘监测、控制及通讯模块包括电源模块及数字处理控制单元；数字处理控制单元电连接有通讯单元、铁心测温单元、节点控制单元及信号调理单元；信号调理单元电连接有超声射频处理单元；本实用新型专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。凑且使用方便。凑且使用方便。

【技术实现步骤摘要】
干式变压器智能化监测装置


[0001]本技术涉及干式变压器智能化监测装置。

技术介绍

[0002]干式变压器被广泛应用于电力系统、铁路系统、石油系统等系统中，其运行状态、绝缘性能等直接影响系统的运行安全可靠性。变压器的一次故障会带来巨大的经济损失和高昂的维护成本，因此对干式变压器进行实时监测，能够及时发现早期隐患，避免突发事故，提高系统设备监管的技术水平。干式变压器的局部放电、过压、欠压、过载等因素均会导致变压器故障，但现有的干式变压器监测设备功能较单一，无法满足干式变压器全面实时监测的要求，针对以上情况，需要一种干式变压器智能化监测装置，装置可获取多种关键状态参数，实现全面实时监测干式变压器运行状态，保证电网系统安全经济运行，收获良好的经济效益和社会效益。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种干式变压器智能化监测装置。
[0004]为解决上述问题，本技术所采取的技术方案是：
[0005]一种干式变压器智能化监测装置，包括
[0006]机箱外壳，采用绝缘材质；
[0007]安装板，设置在机箱外壳中，作为电器件的载体；
[0008]防水接头，设置在机箱外壳一侧，与安装板上的电器件电连接；
[0009]电器件包括绝缘监测、控制及通讯模块、光纤测温模块及电压电流检测模块；
[0010]绝缘监测、控制及通讯模块具备局放信号采集通道，局放信号采集通道电连接对应的局放传感器，以采集干式变压器不同部位的局放信号，实时监测变压器绝缘状态，同时实现故障定位；
[0011]绝缘监测、控制及通讯模块包括电源模块及数字处理控制单元；数字处理控制单元电连接有通讯单元、铁心测温单元、节点控制单元及信号调理单元；信号调理单元电连接有超声射频处理单元；
[0012]其中，电源模块，用于将输入的220V交流电转换成5V与3.3V直流电；
[0013]数字处理控制单元，用于对电源模块、信号调理单元、超声射频处理单元、铁心测温单元、通讯单元及节点控制单元的控制及数据的采集、处理、分析；
[0014]信号调理单元，用于将接入后采集到的局部放电信号进行滤波放大器及AD转换单元后输入到数字处理控制单元；超声射频处理单元，用于监测干式变压器的绝缘状态；铁心测温单元，用于监测干式变压器铁心温度；通讯单元，包括无线通信模块和/或有线通讯模块，将经过数字处理控制单元处理的采集数据上传至后台系统和/或云平台进行直观显示；节点控制单元具有输入通道与输出通道，用于输入风机状态，输出通道用于控制风机或报
警。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：
[0016]绝缘监测、控制及通讯模块还预留了I/O口和AD通道，I/O口用于外接烟雾传感器，以监测干式变压器是否烧毁，AD通道用于外接振动传感器，用于监测干式变压器内部部件是否松动；
[0017]绝缘监测、控制及通讯模块预留的485接口，以电连接光纤测温模块，用于监测干式变压器绕组温度；
[0018]电压电流检测模块，采用电压电流采集电路板，并与绝缘监测、控制及通讯模块通过插针连接，用于监测干式变压器低压侧的三相电压、三相电流、三相功率因数和负荷电流。
[0019]电源模块取自干式变压器的低压侧，配套有电源指示灯；
[0020]超声射频处理单元，采用2
‑
6通道独立设计，外接多组安装在干式变压器不同部位的复合式局放传感器；
[0021]绝缘监测、控制及通讯模块外接高频脉冲电流传感器，用于监测干式变压器的绝缘状态；采集信号输入信号调理单元，信号输入端经信号调理单元放大、滤波处理后由高速AD转换单元转换成数字信号，最终由数字处理控制单元完成局部放电数值处理及显示、波形显示；
[0022]铁心测温单元包括4
‑
8路测温点，外接4
‑
8路PT100测温。
[0023]处理完成的温度数据经绝缘监测、控制及通讯模块的SPI口输入至数字处理控制单元，完成铁心温度数值处理及显示；
[0024]光纤测温模块具有多个通道，对应多个光纤绕组温度传感器，光纤绕组温度传感器的光纤温度探头通过预留绝缘管安装在变压器上，用于监测高压三相绕组温度及低压三相绕组温度；
[0025]光纤测温模块采集到的绕组温度信号经RS
‑
485接口输入至数字处理控制单元进行处理及显示工作；
[0026]电压电流检测模块，采集干式变压器低压侧的三相电压信号、三相电流信号和一路负荷电流信号，通过电压电流检测模块内置的三相电能专用计量芯片处理后经SPI口输入至数字处理控制单元，完成三相电压信号、三相电流信号、三相功率因数和负荷电流信号的数值处理及显示；电压电流检测模块包括采用差分输入接线方式的电流采集通道和/或电压采集通道。
[0027]电流采集通道包括进行采样的电流互感器L1、电阻R1
‑
R4、电容C1
‑
C3；
[0028]电流互感器L1两端分别通过电阻R2、电阻R3接地，电阻R2、电阻R3对输入信号进行分压处理；电流互感器L1一端通过电阻R1后分两路，一路通过电容C1接地，另一路输出，电流互感器L1另一端通过电阻R4后分两路，一路通过电容C2接地，另一路输出；在电阻R4输出端与电阻R1输出端之间并接隔离电容C3；电阻R2、R3对输出取样电压分压；电阻R1、R4及电容C1、C2构成的抗混叠滤波器，抗混叠滤波器对输出取样电流分压滤波后得到电流通道采样信号。
[0029]电压采集通道包括电阻R5
‑
R9，电容C4
‑
C6，及电流互感器T1；
[0030]电压信号经与电流互感器T1初级线圈串接电阻R9转换为输入电流，输入电流通过
电流互感器T1变换后，经电流互感器T1次级线圈输出，电流互感器T1次级线圈输出电流经分压电阻R6、R7分压后，经电阻R5、R8及电容C4、C5构成的抗混叠滤波器滤波后得到电压通道采样信号。
[0031]故障指示灯，电连接电源模块，当温度或局部放电超过预警值，故障指示灯导通点亮，故障指示灯电连接后台系统，节点控制单元输出控制信号开启风机进行散热降温。
[0032]电压电流检测模块具有三相电能计量芯片。
[0033]干式变压器智能化监测装置主要适用于干式变压器的在线监测及评估诊断，其抗干扰能力强，检测灵敏度高，测量准确，能够全面实时获取干式变压器运行状态下的电压、电流、绕组温度、铁心温度、局部放电信号等多种关键状态参数，实现对干式变压器运行状态的全面实时监测和状态评估，以及对风机的控制，并能够科学有效的评估干式变压器的健康状态、绝缘性能等技术指标。本技术设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
附图说明
[0034]图1是本技术的打开后结构组成示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干式变压器智能化监测装置，其特征在于：包括机箱外壳(1)，采用绝缘材质；安装板(2)，设置在机箱外壳(1)中，作为电器件的载体；防水接头(3)，设置在机箱外壳(1)一侧，与安装板(2)上的电器件电连接；电器件包括绝缘监测、控制及通讯模块(4)、光纤测温模块(5)及电压电流检测模块(6)；绝缘监测、控制及通讯模块(4)具备局放信号采集通道，局放信号采集通道电连接对应的局放传感器，以采集干式变压器不同部位的局放信号，实时监测变压器绝缘状态，同时实现故障定位；绝缘监测、控制及通讯模块(4)包括电源模块及数字处理控制单元；数字处理控制单元电连接有通讯单元、铁心测温单元、节点控制单元及信号调理单元；信号调理单元电连接有超声射频处理单元；其中，电源模块，用于将输入的220V交流电转换成5V与3.3V直流电；数字处理控制单元，用于对电源模块、信号调理单元、超声射频处理单元、铁心测温单元、通讯单元及节点控制单元的控制及数据的采集、处理、分析；信号调理单元，用于将接入后采集到的局部放电信号进行滤波放大器及AD转换单元后输入到数字处理控制单元；超声射频处理单元，用于监测干式变压器的绝缘状态；铁心测温单元，用于监测干式变压器铁心温度；通讯单元，包括无线通信模块和/或有线通讯模块，将经过数字处理控制单元处理的采集数据上传至后台系统和/或云平台进行直观显示；节点控制单元具有输入通道与输出通道，用于输入风机状态，输出通道用于控制风机或报警。2.根据权利要求1所述的干式变压器智能化监测装置，其特征在于：绝缘监测、控制及通讯模块(4)还预留了I/O口和AD通道，I/O口用于外接烟雾传感器，以监测干式变压器是否烧毁，AD通道用于外接振动传感器，用于监测干式变压器内部部件是否松动；绝缘监测、控制及通讯模块(4)预留的485接口，以电连接光纤测温模块(5)，用于监测干式变压器绕组温度；电压电流检测模块(6)，采用电压电流采集电路板，并与绝缘监测、控制及通讯模块(4)通过插针连接，用于监测干式变压器低压侧的三相电压、三相电流、三相功率因数和负荷电流。3.根据权利要求1所述的干式变压器智能化监测装置，其特征在于：电源模块取自干式变压器的低压侧，配套有电源指示灯；超声射频处理单元，采用6通道独立设计，外接多组安装在不同部位的复合式局放传感器；绝缘监测、控制及通讯模块(4)外接高频脉冲电流传感器，用于监测干式变压器的绝缘状态；采集信号输入信号调理单元，信号输入端经信号调理单元放大、滤波处理后由高速AD转换单元转换成数字信号，最终由数字处理控制单元完成局部放电数值处理及显示、波形显示；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琦，李毅辉，王京保，郝春霞，徐丽媛，李彬，
申请(专利权)人：保定天威新域科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：