CN101438363A - 监测通电抽头变换器隔间内的位移的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种测量抽头变换器隔间内的通电部件的位移的系统和方法。在变压器隔间内提供纤维光学传感器组件。该传感器组件对变压器隔间内的一个或多个通电部件的位移进行监测。该传感器组件向控制盒组件发送信息,控制盒组件使用该信息来输出模拟或数字信号、控制信号、电压和/或安培测量结果或其它信息。

Description

监测通电抽头变换器隔间内的位移的系统和方法
技术领域
本发明总的来说涉及用于通电抽头变换器(energized tap changer)隔间(compartment)的位移监测器。更具体地说,本发明涉及对通电抽头变换器隔间内部件的位移进行监测的纤维光学传感器。
背景技术
抽头变换器是装配在将输出电压调节至所需电平的电力变压器上的器件。这通常是通过改变合适变压器的一个绕组中的匝数来改变系统上变压器的变换系数而实现的。抽头变换器会比电力变压器的任何其它部件引起更多的故障和停电。抽头变换器故障可以归类为电的、机械的或热的。很多故障是由于触点、过渡电阻或绝缘击穿的机械问题而开始的。
监测抽头变换器的状况,以尽可能避免变压器故障或停电是很重要的。过去,为了确定抽头变换器的状况,可能要对抽头变换器隔间断电,并且可能要对抽头变换器的部件进行物理测量。对部件的物理观察也可以辅助确定抽头变换器的状况。
已经开发了一些能够在不影响抽头变换器的正常运行且不需要断电的情况下对该抽头变换器进行带负载评估的系统。这些系统使用声发射和振动技术(AE/VA)的结合。声发射评定基于这样的事实,即如果抽头变换器没有被操作且处于良好状况,则期望抽头变换器隔间内部无声学活性。振动技术包括获取抽头变换器一次操作的标记(signature),并将其特性(时间、幅度、能量等)与未来的某个时间获取的另一标记或与具有相同操作的另一单元进行比较。当使用两种技术的结合时,使用声发射来执行对抽头变换器在不带负载的状态下的状况评估,使用振动技术来执行带负载评估。
然而,这些系统都具有缺陷。例如,振动技术可能需要实现起来成本很高的复杂分析。另外,这些系统不监测抽头变换器内部件的位移。位移监测提供关于抽头变换器部件已发生多大的磨损的良好指示。此外,抽头变换器隔间包含妨碍各种类型的传感器获取准确的测量结果的油。
存在这些和其它缺陷。
发明内容
根据本发明的一个实施例,提供一种测量变压器部件的位移的系统和方法。根据本发明,在变压器隔间之内提供传感器组件。传感器组件用于监测变压器隔间内一个或多个通电部件的位移。传感器组件优选使用纤维光学来测量部件的位移。传感器组件向控制盒组件发送信息,控制盒组件使用该信息来输出模拟或数字信号、控制信号、电压和/或安培测量结果或其它信息。
根据本发明的一个实施例,提供一种测量通电抽头变换器的部件的位移的系统和方法。本发明使用在抽头变换器隔间内提供的传感器组件。根据本发明的一个实施例,传感器组件连接至真空断续器(interrupter)保护系统的断续器组件。传感器组件可以安装在传感器板上,并位于在安装板上提供的反射板的上方。传感器组件优选被定位为,使得从传感器组件发射的光被反射板反射并被反射回传感器组件。关于被反射回传感器组件的光的信息被传送给位于抽头变换器隔间外部并与传感器组件通信的控制盒组件。传感器组件与控制盒组件优选通过纤维光缆组件进行通信。纤维光缆组件优选使用馈通配件穿过抽头变换器隔间的箱壁。
所述纤维光缆组件使用转换器向控制盒组件提供所述信息。所述转换器对所述信息进行处理,以确定安装板是否已经被移位。基于该确定,所述控制盒可以使用例如可编程逻辑控制器(PLC)来输出一个或多个信号。
根据本发明的另一实施例,提供一种监测真空断续器保护系统的真空瓶的运行状态的系统和方法。本发明使用在抽头变换器隔间内提供的光学位移传感器组件。传感器组件通过对阀的位置进行光学定位来监测真空瓶的阀的状态。基于该信息,与传感器组件通信的控制盒组件确定真空瓶的阀是处于打开位置还是处于关闭位置。对于各个运行状态而言,该阀位于静止位置。随着时间的推移,这些静止位置会改变。这种静止位置的改变指示阀所经受的磨损量。控制盒组件基于传感器组件所提供的信息来确定静止位置发生了多大的位移。该确定辅助确定是否需要替换真空瓶以尽可能地防止真空断续器保护系统320发生故障。
这样就概述而非宽泛地说明了本发明的特定实施例,从而使这里对本发明的详细描述更易于理解,并且使得对领域的贡献更易于认知。当然,本发明还有其它实施例,本发明的其它实施例在以下进行描述,并形成这里所附的权利要求的主题。
就这一点来说,在对本发明的至少一个实施例进行详细解释之前,应该理解本发明的应用不限于在以下说明书中所记录的或在附图中所图示的构造的细节和部件的布置。本发明能够体现为除了描述的那些实施例之外的实施例,并且能够以各种方式来实践和实施。并且,应该理解这里所采用的措词和术语以及抽象是为了描述的目的,而并不应理解为限制性的。
同样地,本领域技术人员应该认知本公开内容所基于的概念可以很容易用作用于实施本发明的若干目的的其它结构、方法和系统的设计基础。因此,重要的是,将权利要求理解为将这种等同替换构造包含在内,因为它们没有脱离本发明的精神和范围。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的监测变压器隔间内通电部件的位移的系统的图。
图2是根据本发明一个实施例的监测变压器隔间内通电部件的位移的系统的图。
图3是根据本发明一个实施例的安装在断续器组件上的传感器组件的俯视图。
图4是根据本发明一个实施例的监测真空瓶阀的位移的系统的图。
图5是根据本发明一个实施例的监测抽头变换器或变压器隔间内通电部件的位移的方法流程图。
具体实施方式
参考附图对本发明进行描述,其中相同的附图标记始终指代相同的部分。图1示出根据本发明一个实施例的对变压器隔间20中的通电部件的位移进行监测的系统10系统和方法。
根据本发明,在变压器隔间20内提供传感器组件30。传感器组件30对变压器隔间20内的一个或多个通电部件40的位移进行监测。传感器组件30优选使用纤维光学来测量部件40的位移。传感器组件30发射被通电部件40反射并且被反射回传感器组件30的光,以获取位移测量结果。传感器组件30向控制盒组件50发送信息。该信息优选通过纤维光缆组件60发送。纤维光缆组件60可以穿过变压器隔间20的池壁70。
控制盒组件50使用转换器70接收该信息。转换器70使用该测量结果来提供一个或多个输出80。所述输出80可以是例如模拟或数字信号、控制信号、电压和/或安培测量结果或其它信息。这些信号或其它信息可用于对变压器的部分进行控制,或提供关于部件40的磨损的信息,这将在下面更详细地进行描述。
图2和图3示出根据本发明一个实施例的对安装在抽头变换器隔间120内的通电抽头变换器部件和传感器组件110的位移分别进行测量的系统100。本发明使用在变压器的抽头变换器隔间120内提供的传感器组件110。传感器组件110可以连接至真空断续器保护系统140的断续器组件130。传感器组件110可以安装在传感器板150上,并位于在安装板170上提供的反射板160的上方。传感器组件110可用于提供关于断续器组件130的运行状况的信息。
传感器组件110被优选定位为,使得从传感器组件110发射的光被反射板160反射,并被反射回传感器组件110。关于被反射回传感器组件110的光的信息被传送给位于抽头变换器隔间外部的控制盒组件180并且与传感器组件110进行通信。优选地,该信息与断续器组件130内的安装板170的位移测量结果有关。位移测量结果辅助确定断续器组件130已发生的磨损量。传感器组件110与控制盒组件180优选通过纤维光缆组件190进行通信。纤维光缆组件190优选使用馈通配件210和纤维光缆翼形螺钉220来穿过抽头变换器隔间的池壁200。
纤维光缆组件190优选使用馈通配件210和纤维光缆翼形螺钉220进入控制盒组件180。纤维光缆组件190被控制盒组件180使用转换器230来接纳。转换器230使用从传感器组件110接收的信息来确定安装板170的位移。该位移辅助确定断续器组件130已发生的磨损量。基于该确定,转换器230向提供一个或多个输出250的可编程逻辑控制器240发送信号。输出250可以用于控制变压器的其它部件或提供关于断续器组件130的运行状况的信息。
图4示出对变压器的真空断续器保护系统320的真空瓶310的运行状态进行监测的系统300。系统300使用在抽头变换器隔间340内提供的光学位移传感器组件330。传感器组件330通过对阀350的位置进行光学定位来监测真空瓶310的阀350的状态。基于该信息,与传感器组件330通信的控制盒组件360确定阀350是处于打开位置还是处于关闭位置。由传感器组件330传送的信息可以由控制盒组件360使用转换器370来接收。传感器组件330与转换器370优选使用纤维光缆组件380通信。纤维光缆组件380可以穿过真空断续器保护系统320的池壁390。
对于各运行状态而言,阀350位于静止位置。随着时间的推移,这些静止位置会改变。这种静止位置的改变指示阀350所经受的磨损量。控制盒组件360基于传感器组件330所提供的信息来确定静止位置发生了多大的位移。该确定辅助确定是否需要替换真空瓶310以尽可能地防止真空断续器保护系统320发生故障。
转换器360向例如可编程逻辑控制器(PLC)390发送信号。PLC390提供一个或多个输出400,输出400可用于控制变压器的其它部件或关于真空瓶310的运行状况的数据。
图5示出对通电抽头变换器隔间内的位移进行监测的方法。步骤500,提供能够在通电抽头变换器隔间内运行的传感器,并将其安装在抽头变换器隔间内。优选地,该传感器是纤维光学传感器,并且位于与能够通电的部件相邻的位置。
步骤510,将该传感器布置为与例如控制盒组件的控制器进行通信。优选地,该传感器通过纤维光缆组件与该控制器的转换器进行通信。步骤520,该传感器优选在该部件通电时获取该部件的位移信息。步骤530,该传感器使用纤维光缆组件将位移信息传送给该控制器。步骤540,基于从传感器接收的信息,转换器确定抽头变换器隔间内的该部件所经历的位移量。步骤550,然后该转换器基于所确定的位移量来提供输出。该输出可以是例如该部件已到达其临界点的警报、该部件所经历的磨损量的通知或其它信息。
根据详细的申请文件,本发明的很多特征和优点变得很明显,因此所附的权利要求书旨在覆盖所有落在本发明的基本精神和范围内的本发明的这类特征和优点。此外,由于对于本领域技术人员来说,很容易进行很多种修改和变化,因此不希望将本发明限制为所示出和描述的确切构造和操作,并且相应地,所有合适的修改和等同替换可以诉诸于落在本发明的范围内。

Claims (20)

1、一种监测通电抽头变换器部件的位移的系统,包括:
能够在通电抽头变换器隔间内运行的传感器;
与所述传感器通信的转换器;以及
与所述转换器通信的输出端,基于由所述转换器从所述传感器接收的数据而输出信息。
2、根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器包括纤维光学传感器。
3、根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器监测通电抽头变换器部件的位移。
4、根据权利要求1所述的系统,进一步包括连接至所述通电抽头变换器部件的反射板。
5、根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器监测真空断续器保护系统的真空瓶的运行状态。
6、根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器提供指示所述真空瓶的磨损量的信息。
7、根据权利要求6所述的系统,其中所述磨损量使用所述真空瓶的阀来确定。
8、根据权利要求1所述的系统,其中所述输出端输出断开或接通触点命令、电压信号、安培信号、模拟信号和数字信号中的至少任意一种。
9、根据权利要求1所述的系统,进一步包括与所述转换器及所述输出端通信的可编程逻辑控制器。
10、一种监测通电抽头变换器部件的位移的系统,包括:
检测装置,用于检测通电抽头变换器隔间内的位移;
与所述检测装置通信的转换装置,用于将从所述检测装置接收的信息转换为至少一种信号;以及
与所述转换装置通信的输出装置,用于基于由所述转换装置从所述检测装置接收的数据而输出信息。
11、根据权利要求10所述的系统,其中所述检测装置包括纤维光学传感器。
12、根据权利要求10所述的系统,其中所述检测装置监测通电抽头变换器部件的位移。
13、根据权利要求10所述的系统,进一步包括连接至所述通电抽头变换器部件的反射装置,该反射装置用于反射由所述检测装置发射的光。
14、根据权利要求10所述的系统,其中所述检测装置监测真空断续器保护系统的真空瓶的运行状态。
15、根据权利要求14所述的系统,其中所述检测装置提供指示所述真空瓶的磨损量的信息。
16、根据权利要求10所述的系统,其中所述磨损量使用所述真空瓶的阀来确定。
17、根据权利要求10所述的系统,其中所述输出端输出断开或接通触点命令、电压信号、安培信号、模拟信号和数字信号中的至少任意一种。
18、根据权利要求10所述的系统,进一步包括可编程逻辑控制器装置,该可编程逻辑控制器装置用于传送由所述转换装置接收的输出信号。
19、一种监测通电抽头变换器部件的位移的方法,包括:
使用能够在通电抽头变换器隔间内运行的传感器;
使能所述传感器与控制器之间的通信;
测量通电抽头变换器部件的位移信息;
从所述传感器向所述控制器发送所述位移信息;
基于所述位移信息确定位移量;以及
基于所确定的位移量提供输出。
20、根据权利要求19所述的方法,其中所述传感器包括纤维光学传感器。
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