CN101170251B - 用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置，该继电器装置由分机(A)和分机(B)组成。分机(A)安装于充油电力设备处，具有独立电源，压力传感器与油箱管路连通，其输出的电信号通过光纤通信接口(1)转换成光信号由光纤(3)输出；分机(B)为后端处理器，安装于远离充油电力设备处，具有独立电源，光纤通信接口(2)由光纤(3)与分机(A)的光纤通信接口(1)联通，将光信号转换成电信号输入到CPU单片机，CPU单片机将采集到的实时油箱压力数据存储于大容量存储器，并准确输出开关量报警或保护信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种诸如变压器等充油电力设备中油箱保护的电子式速动油压继电器装置。
背景技术
现有高压大容量电力变压器、电容器、电抗器等充油电力设备中均设置有油箱，油箱内的绝缘油在热、电作用下会产生一些低分子烃类、二氧化碳等多种气体，正常情况下这些气体可以溶解在油中，但在过热、放电等异常情况下，气体产生的速度会快速加大，这些气体若不及时排出或停止变压器运行，将会引起油箱爆炸，因此现有的油箱都设有速动油压继电器。传统机械式速动油压继电器由测试孔盖、辅助弹簧、隔离板、膨胀波纹管、微动开关、外壳、引线出口、水平支撑架、波纹箱推杆、操作波纹管、平衡器、控制机构、空气室、油室等组成。速动油压继电器安装位置低于变压器油面线，继电器油室与变压器油箱连通。它是根据油箱内的油压及较大烈度的地震或变压器内部故障造成的动态压力增长来动作的。变压器内部发生故障导致油箱内压力迅速上升，当压力超过一定数值，膨胀波纹管被压缩，产生的压力使操作波纹管变形，推动微动开关动作，发出信号并切断变压器电源，使变压器退出运行。此种机械式速动油压继电器结构复杂，体积大，安装不方便，只能根据微动开关的行程来整定动作，动作的整定难，不能显示变压器油箱内实时压力情况，只能输出开关量信号，微动开关会因受潮等原因而失效，最大的问题是微动开关动作的分散性大。据有关资料报道，机械结构的速动油压继电器在使用过程中出现过多起由非变压器故障导致的误警事件，诱发原因主要是变压器周围强磁场干扰或微动开关受到震动而产生误动作所致。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置，能存储及实时显示油箱内压力情况、能及时输出保护信号、安装简单、方便，动作准确、可靠。
本发明所采用的技术方案是：一种用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置，该继电器装置由第一分机和第二分机组成，包含有压力传感器的第一分机安装于充油电力设备处，具有独立电源；第二分机为后端处理器，安装于远离充油电力设备处，具有独立电源；第一分机的压力传感器输出的电信号通过第一光纤通信接口转换成光信号之后通过光纤与第二分机的第二光纤通信接口联通，第二光纤通信接口将光信号转换成电信号后输入到第二分机的CPU单片机，所述充油电力设备为电力变压器，其特征在于所述的压力传感器为频率输出型压力传感器，与油箱管路连通，CPU单片机将采集到的实时油箱压力数据存储于大容量存储器，CPU单片机对上述实时油箱压力数据进行计算、分析，根据计算结果的压力上升率的大小，判断出是否发送压力报警信号或电力变压器的跳闸信号。
所述存储器为Flash存储器。
所述的CPU单片机通过第三通信接口与触摸屏和装有专用配套软件的计算机联通。
通过第三通信接口与CPU单片机联通的专用配套软件的计算机的软件基本结构是以数据库为核心，主要功能模块为：界面处理模块，继电器管理模 块，压力数据回访模块，整定参数模块，继电器调试和试验模块，压力数据分析模块，数据的归纳和整理模块，任务调度模块和日志文件处理模块；所述的第三通信接口采用RS-232通信接口。
本发明由于第一分机和第二分机通过远程光纤通信，两者之间完全没有电的联系，进一步保证系统的安全防护等级，使电子式速动油压继电器的动作误差小于千分之一；CPU单片机作为主回路控制，编程方便灵活，可靠性明显提高，系统保护完备，实现智能化控制、无触点工作、无噪音运行，不存在触点氧化等机械故障缺陷，同时使继电器保护灵敏而快速，安全、可靠、稳定地长期工作；通过通信接口与装有专用配套软件的计算机联通，实现远程状态显示、远程监控和操作、人机界面触摸屏显示功能，更大程度的保证了充油电力设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明分机A的设计方框示意图，
图2为本发明分机B的设计方框示意图，
图3为本发明配套软件的基本结构示意图。
具体实施方式
本发明充油电力设备实施例为电力变压器。从附图中可以看出，设计的电子式速动油压继电器装置由分立的第一分机A和第二分机B两个部分组成。图1所示第一分机A安装于电力变压器处，具有供光纤通信接口实现光电转换的独立电源，频率输出型压力传感器(探头)与油箱管路连通，实时准确检测到压力信号，其输出的电信号通过第一光纤通信接口1转换成光信号由光纤3输出与后端处理器通信，不仅保证通信不受变压器的电磁干扰，而且其构造尽量简化，使得处理器与变压器之间完全没有电的联系，以保证传感器 在变压器电磁干扰环境下的可靠工作，进一步保证系统的安全防护等级。
如图2所示，第二分机B(后端处理器)可安装于远离电力变压器的控制室，具有独立电源，第二光纤通信接口2由光纤3与第一分机A的第一光纤通信接口1联通，将光信号转换成电信号输入到高性能CPU单片机，该单片机主要完成以下功能：①与探头之间实时可靠的光通信；②通过探头实时准确检测到压力信号，通过CPU单片机对上述实时压力信号进行计算、分析，根据计算结果的压力上升率的大小，判断出是否发送压力报警信号4或变压器的跳闸信号5，以使变压器退出运行；③实时采集变压器油箱压力数据存储于大容量Flash存储器；④提供方便的参数整定接口，能够通过触摸屏对电子式速动油压继电器的动作曲线、通信参数、延时时间等参数进行设置和整定；⑤提供RS-232第三通信接口6，能与其他外部装置通信，例如，SIEMENS触摸屏、符合通信规约的其他装置以及安装专用配套软件的计算机等。本装置不仅为电力变压器保护系统提供开关量输出信号，而且可以实时检测并存储变压器油箱内的压力。提供方便的参数整定接口，能对电子式速动油压继电器的动作曲线、通信参数、延时时间等参数进行设置和整定。将实时采集的变压器油箱的压力信号存储在Flash中，或实时传输到外部装置(触摸屏、符合通信规约的其他装置、安装了配套软件的上位机等)进行显示。这些长期保存的变压器油箱压力数据可以为变压器故障的预先诊断以及事故分析提供详尽的第一手资料。
为了完善电子式速动油压继电器装置的使用，配套设计了一套上位机软件，软件基本结构如图3所示。该软件以数据库为核心，主要功能模块为：界面处理模块，继电器管理模块，压力数据回访模块，整定参数模块，继电器调试和试验模块，压力数据分析模块，数据的归纳和整理模块，任务调度 模块和日志文件处理模块，能够实现：①与电子式速动油压继电器的后端处理器采用RS-232进行通信，从Flash存储器中读取保存了一段时间间隔的数据并完成各种参数的双向传输和保存；②整定电子式速动油压继电器的动作特性曲线并完成其他参数的设置和整理；③所有数据和参数都采用数据库进行管理，一套软件可以管理多个继电器；④数据回访，将采集的数据以曲线的方式进行回访，由于在后端处理器中使用了实时时钟芯片和长期保存的变压器油箱压力数据，故可以再现任一绝对时刻的压力状态；⑤设置压力数据的分析模块对压力数据进行分析，以预报变压器故障；⑥为了便于将电子式速动油压继电器集成到其他系统，设计了开放性接口，可以使用OPC(OLEfor Process Control)规范将数据送入任一需要变压器压力数据的程序或系统，而不需要额外的检测、变送和传输设备。⑦设计有本装置的调试和试验模块，便于现场整定时使用。
Claims (3)
1.一种用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置，该继电器装置由第一分机(A)和第二分机(B)组成，包含有压力传感器的第一分机(A)安装于充油电力设备处，具有独立电源；第二分机(B)为后端处理器，安装于远离充油电力设备处，具有独立电源；第一分机(A)的压力传感器输出的电信号通过第一光纤通信接口(1)转换成光信号之后通过光纤(3)与第二分机(B)的第二光纤通信接口(2)联通，第二光纤通信接口(2)将光信号转换成电信号后输入到第二分机(B)的CPU单片机，所述充油电力设备为电力变压器，其特征在于所述的压力传感器为频率输出型压力传感器，与油箱管路连通，CPU单片机将采集到的实时油箱压力数据存储于大容量存储器，CPU单片机对上述实时油箱压力数据进行计算、分析，根据计算结果的压力上升率的大小，判断出是否发送压力报警信号(4)或电力变压器的跳闸信号(5)。
2.根据权利要求1所述的电子式速动油压继电器装置，其特征在于CPU单片机通过第三通信接口(6)与触摸屏和装有专用配套软件的计算机联通。
3.根据权利要求2所述的电子式速动油压继电器装置，其特征在于通过第三通信接口(6)与CPU单片机联通的专用配套软件的计算机的软件基本结构是以数据库为核心，主要功能模块为：界面处理模块，继电器管理模块，压力数据回访模块，整定参数模块，继电器调试和试验模块，压力数据分析模块，数据的归纳和整理模块，任务调度模块和日志文件处理模块；所述的第三通信接口(6)采用RS-232通信接口。
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