CN104849001B - 变压器渗漏油监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了变压器渗漏油监测报警装置及方法，装置包括测重平台、支撑杆、控制箱和无线发射天线，测重平台上表面为斜坡，测重平台由高吸油性且憎水性强的有机高分子复合材料制成；控制箱内设有供电模块、测重模块、运算模块和无线通信模块，测重模块包括传感器、放大电路和A/D转换模块，传感器通过支撑杆与测重平台下表面连接，传感器的输出端依次通过放大电路和A/D转换模块连接到运算模块，所述的运算模块连接无线通信模块。所述方法包括以下步骤：测量T1时的重量；测量时间T1+T时的重量；计算T时间内增加的重量H；根据H和设定值h的大小，判断变压器渗漏油情况。本发明成本低、使用方便，可以准确判断变压器的渗漏油状况。

Description

变压器渗漏油监测报警装置

技术领域

本发明涉及变压器安全监测技术，特别是一种变压器渗漏油监测报警装置及方法。

背景技术

高压变压器多为油浸式变压器，即变压器主体箱体内装满变压器油。变压器主要作用是变压器绕组、铁芯等部件的绝缘、散热等，对变压器的安全可靠运行有着重要作用。长期运行的变压器渗漏油是不可避免的，少量渗油一般不影响变压器运行，为保证连续可靠供电，一般变压器渗油不会停电处理，应加强巡视监测。当渗油发展成漏油甚至大量漏油时，就会危及变压器安全运行，需要及时处理。而渗油量逐渐增多将可能发展为漏油，由渗油发展成漏油的过程是不可预知的，发展时长也是不可预测的，短则几分钟长则几年，如果监测不及时，可能造成变压器漏油危及运行安全。

现有解决方案是采用人工巡视监测的方式，劳动强度大，消耗大量人力物力，另一方面，人工巡视监测的方式监测不够及时，可能造成变压器漏油没有被发现危及运行安全。

发明内容

为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种变压器渗漏油监测报警装置及方法，可以根据变压器连续时间段内油滴的重量差值，准确判断变压器的渗漏油状况，并发出报警信息，提醒巡检人员维护。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，包括测重平台、支撑杆、控制箱和无线发射天线，所述测重平台的上表面为斜坡，所述测重平台的下表面与支撑杆的上端固接，所述的测重平台由高吸油性且憎水性强的有机高分子复合材料制成；所述的控制箱内设有供电模块、测重模块、运算模块和无线通信模块，所述的测重模块包括传感器、放大电路和A/D转换模块，传感器与支撑杆下端贴合，传感器的输出端依次通过放大电路和A/D转换模块连接到运算模块，所述的运算模块连接无线通信模块；所述无线发射天线的下端连接无线通信模块，无线发射天线的上端穿过控制箱上表面；所述的供电模块采用高频整流电源连接12V蓄电池组的供电方式。

优选的，斜坡的倾斜角度不小于30度，不大于60度。

优选的，所述的传感器为重量传感器或者压力传感器。

优选的，所述的运算模块采用同时有USB Host和USB Slave控制器接口、具有SIM卡扩充应用功能的ARM控制处理芯片。

进一步的，所述的控制箱的一个侧面设有箱门，便于现场采集数据和维护保养。

变压器渗漏油监测报警方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

测量时间T1时的重量；

以时间t为采样周期采集重量数据；

经过T时间后，测量时间T1+T时的重量；

计算T时间段内增加的重量H；

根据H和设定值h的大小，判断变压器渗漏油情况。

进一步的，采样周期t为1秒。

进一步的，运算周期T为10分钟。

进一步的，变压器渗漏油情况的判断过程为：

若H≥h，则判定变压器漏油，发出报警信息并记录所有重量数据；

若0<H<h，则判定变压器渗油，不发出报警，仅仅记录重量数据；

若H=0，则判定变压器正常，不发出报警，不记录重量数据。

进一步的，所述的h为0.5克。

本发明的有益效果是：

1、测重平台采用高吸油性且憎水性强的有机高分子复合材料制成，可以有效防止水滴对测重数值的影响，保证良好的测重效果。

2、测重平台的斜坡角度在30度和60度之间，包括30度和60度，因为，当角度小于30度时，水滴排下的速度很慢，会有一部分水吸入测重平台，会对测重效果产生影响，当角度大于60度时，由于角度过大，油滴的吸附效果不佳，也会影响测重效果，经过实际应用，最好的角度为45度。

3、设置了无线通信模块，利用GPRS、GSM、CDMA等技术，将报警信息发送到巡检人员的手机上，报警信息包括变压器的地理位置和编号，巡检人员可以利用手机的GPS定位，快速到达报警地点，及时做好维护和检修工作。

4、电源模块采用高频整流电源连接12V蓄电池组的供电方式，正常情况下连接220V交流电源时蓄电池组在浮充电运行状态，脱离220V交流电源时靠蓄电池组供电运行，再次连接220V交流电源时蓄电池做在均衡充电运行状态直至充满电于浮充电状态运行。可以保证在有交流电源处都可长期保持一个状态运行，减少人工干预。

5、按照相关规程，变压器两滴油滴滴落时差小于等于1min定义为漏油，需引起高度重视，时差大于1min定义为渗油，可在行观察再做处理。经过实际测量，每滴变压器油重量0.05g左右，结合10分钟的运算周期，得到比较准确的0.5克的设定值，从而可以比较准确的判定变压器的渗漏油状况。

6、由于采样周期为1秒，根据采样数据，可以准确得知变压器的状态变化规律，既可以为后期维护保养提供依据，也可以为变压器的设计更换提供标准。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图；

图2是本发明装置原理框图；

图3是本发明报警方法的流程图。

图1中：1测重平台，2支撑杆，3控制箱，31箱门，4无线发射天线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的变压器渗漏油监测报警装置，包测重平台1、支撑杆2、控制箱3和无线发射天线4，控制箱侧面设有箱门31，用来检查控制箱内部设备和元器件，也方便从控制箱内的芯片上拷贝数据。

测重平台的上表面为斜坡，所述测重平台的下表面与支撑杆的上端固接，所述的测重平台由高吸油性且憎水性强的有机高分子复合材料制成，为了防止水滴落到控制箱上，测重平台的下表面需要比控制箱的上表面略大，为了获得更好的吸油效果和排水效果，测重平台的倾斜角度应当在30度至60度之间，包括30度和60度，因为30度以下，坡度太缓，不利于水滴快速落下，60度以上，坡度太陡，会影响油滴的吸附效果，最佳的角度为45度，此时，测重平台正好是一个直角等腰三角形的形状，除了更加美观外，面积和体积最小，因此需要的制作材料最少，由于有机高分子复合材料造价较高，这样也可以有效降低成本。

如图2所示，所述的控制箱内设有供电模块、测重模块、运算模块和无线通信模块，电源模块采用高频整流电源连接12V蓄电池组供电方式，正常情况下连接220V交流电源时蓄电池组在浮充电运行状态，脱离220V交流电源时靠蓄电池组供电运行，再次连接220V交流电源时蓄电池做在均衡充电运行状态直至充满电于浮充电状态运行。可以保证在有交流电源处都可长期保持一个状态运行，减少人工干预。

所述的运算模块采用同时有USB Host和USB Slave控制器接口、具有SIM卡扩充应用功能的ARM控制处理芯片，该芯片在实现本专利所述功能的基础上，由于附加USB Host和USB Slave控制器接口，并具有SIM卡扩充应用功能，不仅可以方便数据传输、编程控制，而且能够利用SIM卡实现短信发送和无线连接，能够替代无线通信模块的功能，进一步节省空间，降低成本。

所述的测重模块包括传感器、放大电路和A/D转换模块，所述的传感器为重量传感器或者压力传感器，传感器与支撑杆下端贴合，传感器的输出端依次通过放大电路和A/D转换模块连接到运算模块，所述的运算模块连接无线通信模块；所述无线发射天线的下端连接无线通信模块，无线发射天线的上端穿过控制箱上表面。

如图3所示，结合本发明的装置，本发明还提供了一种变压器渗漏油监测报警方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

1、设定所需的参数，包括初始时间T1、采样周期t、运算周期T、重量比较设定值h，其中，初始时间T1应当为一个整点；采样周期t在允许的情况下尽量短，目前为1秒；运算周期T和重量比较设定值h与现行的规范手册又很大的关联，按照相关规程，变压器两滴油滴滴落时差小于等于1min定义为漏油，需引起高度重视，时差大于1min定义为渗油，可在行观察再做处理。经过实际测量，每滴变压器油重量0.05g左右，结合10分钟的运算周期，得到比较准确的0.5克的设定值，从而可以比较准确的判定变压器的渗漏油状况；之所以将运算周期定位10分钟，因为0.5克是目前传感器能够测量到的比较准确的数值变化最小值，而且10分钟也基本上能达到实时监测的要求。

2、根据设定好的初始时间T1，测量时间T1时，测重平台的重量。

3、在运算周期T时间内，传感器仍然工作，以时间t为采样周期持续不断地采集重量数据，该数据被记录存储，可以在后期绘制成曲线图的表现形式，作为变压器使用状态和设计更换的参考资料。

4、经过T时间后，测量时间T1+T时测重平台的重量。

5、利用后一个测量到的重量减去前一个测量到的重量，计算T时间段内测重平台增加的重量H。

6、根据H和设定值h的大小，判断变压器渗漏油情况，判断过程为：

若H≥h，则判定变压器漏油，发出报警信息并记录所有重量数据；

若0<H<h，则判定变压器渗油，不发出报警，仅仅记录重量数据；

若H=0，则判定变压器正常，不发出报警，不记录重量数据。

为了更好的理解本发明方法的实现过程，以实际数据为例进行详细阐述：

首先，在运算模块的芯片程序录入或编辑调试的过程中，设定初始时间T1为00:00，即0点整点，设定采样周期t=1s，设定运算周期T=10min，设定重量比较值h=0.5g。然后，装置安装在变压器的下方开始工作，油滴滴落在测重平台上，被测重平台吸入，测重平台的重量开始缓慢增长，自从装置运行以后，传感器以1s为采样周期不断获取测重平台的重量数据，无论发生什么操作都不间断。

在2012年10月1日00:00时间，根据传感器的信号，经过转换后，得到此时测重平台的重量为1022g，然后随着时间的推移，10min后，也就是00:10时间，运算模块获取此时测重平台的重量仍然为1022g，说明变压器没有渗漏油的状况。

随着时间的推移，时间来到了2013年10月1日，经过一年的时间，在09:20时间，根据传感器的信号，经过转换后，得到此时测重平台的重量还是1022g，但是10min后，也就是09:30这一时间，运算模块获取此时测重平台的重量成为1022.1g，经过计算，此次运算周期内增加的重量为0.1g，说明变压器已经开始了渗油现象，然后，所有的重量变化数据会经过现场拷贝或者无线传输，发送到现有的电力设备监控平台上，监控人员会将此事通知巡检人员，巡检人员会从此时开始对变压器标记并关注。

又过了半年多的时间，时间来到了2014年5月1日，在08:00时间，根据传感器的信号，经过转换后，得到此时测重平台的重量为8803g，10min后，也就是08:10时间，运算模块获取此时测重平台的重量为8803.6g，经过计算，此次运算周期内增加的重量为0.6g，已经超过了设定值0.5g，说明变压器已经开始了漏油现象，此时，装置会发出报警信号，发送到监控平台，或者通过短信、邮件等方式发送到巡检人员的手机上，此时，巡检人员会赶赴现场，待变压器停机后进行检修维护。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，包括测重平台、支撑杆、控制箱和无线发射天线，所述测重平台的上表面为斜坡，所述测重平台的下表面与支撑杆的上端固接，所述的测重平台由高吸油性且憎水性强的有机高分子复合材料制成；所述的控制箱内设有供电模块、测重模块、运算模块和无线通信模块，所述的测重模块包括传感器、放大电路和A/D转换模块，传感器与支撑杆下端贴合，传感器的输出端依次通过放大电路和A/D转换模块连接到运算模块，所述的运算模块连接无线通信模块；所述无线发射天线的下端连接无线通信模块，无线发射天线的上端穿过控制箱上表面；所述的供电模块采用高频整流电源连接12V蓄电池组的供电方式。

2.根据权利要求1所述的变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，斜坡的倾斜角度不小于30度，不大于60度。

3.根据权利要求1所述的变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，所述的传感器为重量传感器或者压力传感器。

4.根据权利要求1所述的变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，所述的运算模块采用同时有USB Host和USB Slave控制器接口、具有SIM卡扩充应用功能的ARM控制处理芯片。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的变压器渗漏油监测报警装置，其特征在于，所述的控制箱的一个侧面设有箱门，便于现场采集数据和维护保养。