CN104296859A - 超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置，包括光纤振动检测单元(由振动检测探头、光纤及光纤振动信息采集处理器组成)、光纤温度检测单元(由温度检测探头、光纤及光纤温度信息采集处理器组成)、控制与接受单元及温度和振动信息处理主机。振动检测探头安置于被测变压器的铁芯及绕组上。温度检测探头安置于被测变压器的绕组上。本发明通过使用光纤振动及温度传感器，将传感器直接安置在被测变压器的铁芯及绕组上，更为直接地测量被测变压器的振动及温度情况，以解决目前技术间接测量的不足。同时采用光纤传输信号，将高电压完全隔离开来。

Description

超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置

技术领域

本发明涉及电力变压器的监测装置，具体涉及一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置。

背景技术

电力变压器在运行时，其铁芯、绕组一直处于轻微振动中，其绕组一直处于发热状态中，长时间的振动可能会使变压器铁芯部件的固定产生松弛、绕组产生变形；长时间的发热可能会使变压器绕组绝缘损坏，尤其在发生短路过程中，巨大的短路电流产生的热量及电动力会加速这个损坏过程。因此现场需要对电力变压器运行时的振动和温度进行监测，提高变压器的工作可靠性。

目前对电力变压器振动的监测手段主要是值班人员巡视，依靠人员的听力经验来监测判断。判断结果的准确性过多依赖于工作人员的经验，并且这种方法属于变压器体外检测，不能准确找到变压器铁芯部件产生松弛、绕组产生变形的位置，影响及时排除故障。

目前对电力变压器温度的监测手段主要是监测变压器油温，这种方法由于受变压器油的流动影响，因此不能准确找到由于绕组绝缘损坏产生的发热位置，同样影响及时排除故障。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置，能直接实时地监测变压器铁芯及绕组的振动以及变压器绕组的温度情况。

本发明采用的技术方案具体为：

一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置，被测变压器为A、B、C相的3个单相变压器，监测装置包括光纤振动检测单元、光纤温度检测单元、控制与接受单元及温度和振动信息处理主机。

所述的光纤振动检测单元为3套，这3套光纤振动检测单元分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上，每一套光纤振动检测单元由8个振动检测探头、8条振动检测光纤及1个光纤振动信息采集处理器组成；各振动检测探头将检测的振动信号通过各自的振动检测光纤，最后都传送到光纤振动信息采集处理器。

所述的光纤温度检测单元为3套，这3套光纤振动检测单元也分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上；每一套光纤温度检测单元由8个温度检测探头、8条温度检测光纤及1个光纤温度信息采集处理器组成；各温度检测探头将检测的温度信号通过各自的温度检测光纤，最后都传送到光纤温度信息采集处理器。

控制与接受单元有6个输入端，其中3个输入端与所述的3套光纤振动检测单元的光纤振动信息采集处理器的输出端连接；3个输入端与所述的3套光纤温度检测单元的光纤温度信息采集处理器的输出端连接。

所述的温度和振动信息处理主机的输入端与所述控制与接受单元的输出端连接。

所述8个振动检测探头直接安置在所需监测的变压器铁芯及变压器绕组上，其中4个安置在变压器铁芯上，4个安置在变压器绕组上；安置在变压器铁芯上的振动检测探头其位置在变压器铁芯侧面，大约在侧面裸露区域的中心位置；安置在变压器绕组上的振动检测探头其位置在变压器绕组正面及背面，大约在正面或背面裸露区域的中心位置。

所述的8个温度检测探头直接安置在所需监测的变压器绕组中，每个变压器绕组里安装4个；具体的安装位置为，温度检测探头在变压器绕组的环形体内大约中心位置均匀排布。

所述的振动检测探头和温度检测探头在变压器上的安置方式均为表面捆绑方式。

所述的各个振动检测探头和温度检测探头均处于间歇工作状态，其工作状态占空比可控，由所述的温度和振动信息处理主机经过控制与接受单元来控制光纤振动检测单元及光纤温度检测单元的各个振动检测探头和温度检测探头的工作状态。

本发明的优点是，通过使用光纤振动及温度传感器，将传感器直接安置在被测对象上，更为直接地测量被测对象的振动及温度情况，以解决目前技术间接测量的不足。同时采用光纤传输信号，将高电压完美的隔离开来。

附图说明

图1为本发明一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置的结构示意图；

图2为本发明的振动检测探头在变压器上的安置图。

图3为本发明的温度检测探头在变压器的一个绕组上的安置剖面图(即图2中的A-A剖视图)。

图中：振动检测探头1、振动检测光纤2、光纤振动信息采集处理器3、温度检测探头4、温度检测光纤5、光纤温度信息采集处理器6、控制与接受单元7、温度和振动信息处理主机8、变压器铁芯9、变压器绕组10。

具体实施方式

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置，主要包括：

3套光纤振动检测单元。这3套光纤振动检测单元分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上。每一套光纤振动检测单元由8个振动检测探头1、8条振动检测光纤2及1个光纤振动信息采集处理器3组成。各振动检测探头1将检测的振动信号通过各自的振动检测光纤2，最后都传送到光纤振动信息采集处理器3。

3套光纤温度检测单元。这3套光纤振动检测单元也分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上。每一套光纤温度检测单元由8个温度检测探头4、8条温度检测光纤5及1个光纤温度信息采集处理器6组成。各温度检测探头4将检测的温度信号通过各自的温度检测光纤5，最后都传送到光纤温度信息采集处理器6。

控制与接受单元7。控制与接受单元7有6个输入端，其中3个输入端与所述的3套光纤振动检测单元的光纤振动信息采集处理器3的输出端连接；3个输入端与所述的3套光纤温度检测单元的光纤温度信息采集处理器6的输出端连接。控制与接受单元7的输出端连接到温度和振动信息处理主机8的输入端。

每套光纤振动检测单元的8个振动检测探头1在每相变压器上的安置如图2所示意。

8个振动检测探头1直接安置在所需监测的变压器铁芯9及变压器绕组10上，其中4个安置在变压器铁芯9上，4个安置在变压器绕组10上。安置在变压器铁芯9上的振动检测探头1其位置在变压器铁芯9侧面，大约在侧面裸露区域的中心位置(参阅图2)；安置在变压器绕组10上的振动检测探头1其位置在变压器绕组10正面及背面，大约在正面或背面裸露区域的中心位置(参阅图2)。振动检测探头1在变压器上的安置方式为表面捆绑方式。图中一个黑点表示一个振动检测探头1，十字黑点表示不能直视到的振动检测探头1。

每套光纤温度检测单元的8个温度检测探头4在变压器的一个绕组上的安置剖面图如图3所示意。这个剖面图为图2的A-A剖面图。

8个温度检测探头4直接安置在所需监测的变压器绕组10中，每个变压器绕组10里安装4个温度检测探头4，2个绕组一共安置8个温度检测探头4。具体的安装位置为，在变压器绕组10的环形体内大约中心位置(所述的中心位置为上下位置及绕组厚度位置的中心)，4个温度检测探头4均匀排布，参阅图3(图2A-A剖面图)示意。温度检测探头4在变压器上的安置方式为表面捆绑方式。

作为本发明的实施例，光纤振动检测单元优选型号为SNA-E3；光纤温度检测单元优选型号为Nortech TT。

下面描述工作原理

本发明一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置的工作原理是：安置在A、B、C相的3个单相变压器上的所述光纤振动检测单元及所述光纤温度检测单元将在3个单相变压器上采集到的振动及温度信息传送到所述控制与接受单元7，所述控制与接收单元7将信息汇总传送到所述温度和振动信息处理主机8。

由于所述光纤振动检测单元及光纤温度检测单元的所述检测探头1及4是安装在变压器内部，在变压器生产时安置，更换困难较大，所以，为了延长其使用寿命，所述各个检测探头1及4处于间歇工作状态，其工作状态占空比可控。由所述温度和振动信息处理主机8经过所述控制与接受单元7来控制所述的光纤振动检测单元及光纤温度检测单元的所述的各个检测探头1及4的工作状态。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高压电力变压器运行振动及温度状态监测装置，被测变压器为A、B、C相的3个单相变压器，其特征在于：监测装置包括光纤振动检测单元、光纤温度检测单元、控制与接受单元(7)及温度和振动信息处理主机(8)。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述的光纤振动检测单元为3套，这3套光纤振动检测单元分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上，每一套光纤振动检测单元由8个振动检测探头(1)、8条振动检测光纤(2)及1个光纤振动信息采集处理器(3)组成；各振动检测探头(1)将检测的振动信号通过各自的振动检测光纤(2)，最后都传送到光纤振动信息采集处理器(3)。

3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述的光纤温度检测单元为3套，这3套光纤振动检测单元也分别安置在被测A、B、C相的3个单相变压器上；每一套光纤温度检测单元由8个温度检测探头(4)、8条温度检测光纤(5)及1个光纤温度信息采集处理器(6)组成；各温度检测探头(4)将检测的温度信号通过各自的温度检测光纤(5)，最后都传送到光纤温度信息采集处理器(6)。

4.根据权利要求1、2或3所述的监测装置，其特征在于：控制与接受单元(7)有6个输入端，其中3个输入端与所述的3套光纤振动检测单元的光纤振动信息采集处理器(3)的输出端连接；3个输入端与所述的3套光纤温度检测单元的光纤温度信息采集处理器(6)的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述的温度和振动信息处理主机(8)的输入端与所述控制与接受单元(7)的输出端连接。

6.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述8个振动检测探头(1)直接安置在所需监测的变压器铁芯(9)及变压器绕组(10)上，其中4个安置在变压器铁芯(9)上，4个安置在变压器绕组(10)上；安置在变压器铁芯(9)上的振动检测探头(1)其位置在变压器铁芯(9)侧面，大约在侧面裸露区域的中心位置；安置在变压器绕组(10)上的振动检测探头(1)其位置在变压器绕组(10)正面及背面，大约在正面或背面裸露区域的中心位置。

7.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于：所述的8个温度检测探头(4)直接安置在所需监测的变压器绕组(10)中，每个变压器绕组(10)里安装4个；具体的安装位置为，温度检测探头(4)在变压器绕组(10)的环形体内大约中心位置均匀排布。

8.根据权利要求6或7所述的监测装置，其特征在于:所述的振动检测探头(1)和温度检测探头(4)在变压器上的安置方式均为表面捆绑方式。

9.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于:所述的各个振动检测探头(1)和温度检测探头(4)均处于间歇工作状态，其工作状态占空比可控，由所述的温度和振动信息处理主机(8)经过控制与接受单元(7)来控制光纤振动检测单元及光纤温度检测单元的各个振动检测探头(1)和温度检测探头(4)的工作状态。