CN105304295A - 智能化充气式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能化充气式电压互感器，所述电压互感器包括充气式电压互感器主体、环境温度传感器和嵌入式处理器，所述环境温度传感器用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度，所述数字信号处理器与所述环境温度传感器连接，用于基于所述实时温度的数值大小确定是否发出环境温度报警信号。通过本发明，能够对充气式电压互感器的环境温度进行检测，提高了充气式电压互感器的自动化水平。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种智能化充气式电压互感器。
背景技术
充气式电压互感器是电压互感器中最为常见的类型，然而，现有技术中的充气式电压互感器存在结构不合理、合格率较低的缺陷，同时现有技术中的充气式电压互感器本身缺乏对其充气气体、现场环境温度、现场仪器压力等工作参数的有效诊断机制，无法为相关维护部门提供有价值的参考数据。
为此，本发明提出了一种智能化充气式电压互感器，能够改善现有技术中充气式电压互感器的架构，提高产品的质量，在此基础上集成了各种现场参数实时检测设备，从而提高产品的可靠性。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能化充气式电压互感器，在现有充气式电压互感器结构上增加了多种优化设备，提高互感器的工作性能，更重要的是，引入了包括充气气体红外传感器、二氧化硫电化学传感器、环境温度传感器以及多个压力表的现场检测设备，并提供现场报警功能，从而对现有的电压互感器进行完善。
根据本发明的一方面，提供了一种智能化充气式电压互感器，所述电压互感器包括充气式电压互感器主体、环境温度传感器和嵌入式处理器，所述环境温度传感器用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度，所述数字信号处理器与所述环境温度传感器连接，用于基于所述实时温度的数值大小确定是否发出环境温度报警信号。
更具体地，在所述智能化充气式电压互感器中，包括：充气式电压互感器主体，包括互感器外壳、互感器检测口、一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室，一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室都处于所述外壳内，所述接线盒用于将所述一次绕组和所述二次绕组引入到所述铁芯上，所述绝缘气室容纳所述铁芯，所述互感器检测口设置在互感器外壳的侧面，作为互感器内气体的检测端口；接口转换三通，与所述互感器检测口连接；第一手动阀，与所述接口转换三通连接；三通，与所述第一手动阀连接，还与第一开关电磁阀以及第二手动阀分别连接；第一开关电磁阀，与稳压阀连接；稳压阀，与充气气体红外传感器连接，其上还设置了第一压力表；充气气体红外传感器，与二氧化硫测量气室连接，二氧化硫测量气室的气室壳体内还嵌有二氧化硫电化学传感器，充气气体红外传感器用于测量测量气室内气体的充气气体纯度；二氧化硫测量气室，包括气室底座、气室壳体和密封圈；二氧化硫电化学传感器，用于测量测量气室内气体的二氧化硫含量；第四手动阀，与二氧化硫测量气室连接；环境温度传感器，用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度；第二开关电磁阀，与二氧化硫测量气室连接；加压泵，与第二开关电磁阀连接；四通，与加压泵、第三手动阀、第二压力表和压力调节阀分别连接；第三手动阀，与四通连接；第二压力表，与四通连接；压力调节阀，与四通和第二手动阀分别连接；信号滤波器，与第一压力表、第二压力表、充气气体红外传感器、二氧化硫电化学传感器和环境温度传感器分别连接，用于对第一压力表输出的第一压力值、第二压力表输出的第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行滤波处理；信号放大器，与信号滤波器连接，用于对滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行放大；8位模数转换器，与信号放大器连接，用于对放大后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行模数转换以获得数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度；移动硬盘，用于预先存储压力阈值范围、充气气体纯度阈值范围、二氧化硫含量阈值范围以及实时温度阈值范围；嵌入式处理器，通过8位输入输出接口与8位模数转换器连接，以接收数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还与移动硬盘连接，以在数字化第一压力值超出压力阈值范围时发出第一压力报警信号，在数字化第二压力值超出压力阈值范围时发出第二压力报警信号，在数字化充气气体纯度超出充气气体纯度阈值范围时发出充气气体纯度报警信号，在数字化二氧化硫含量超出二氧化硫含量阈值范围时发出二氧化硫含量报警信号，在数字化实时温度超出实时温度阈值范围时发出环境温度报警信号；现场显示设备，与嵌入式处理器连接，用于实时显示数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还用于实时显示与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号和环境温度报警信号分别对应的文字警示信息；现场通信设备，与嵌入式处理器和远端的电力管理服务器连接，用于将数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度通过无线通信链路实时发送到电力管理服务器处；声光报警器，与嵌入式处理器连接，用于发出与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号或环境温度报警信号对应的声光警示信号。
更具体地，在所述智能化充气式电压互感器中：信号放大器将滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别放大到8位模数转换器能够处理的数值范围内。
更具体地，在所述智能化充气式电压互感器中：嵌入式处理器为ARM11处理芯片。
更具体地，在所述智能化充气式电压互感器中：声光报警器包括双声道扬声器和LED阵列报警灯。
更具体地，在所述智能化充气式电压互感器中：现场显示设备为液晶显示屏。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为本发明的智能化充气式电压互感器的结构方框图。
附图标记：1充气式电压互感器主体；2环境温度传感器；3嵌入式处理器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的智能化充气式电压互感器的实施方案进行详细说明。
当前。随着很多新材料的不断应用，互感器出现了很多新的种类，电磁式互感器得到了比较充分的发展，其中铁心式互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。
互感器工作原理如下：在供电用电的线路中，电流相差从几安到几万安，电压相差从几伏到几百万伏。线路中电流电压都比较高，如直接测量是非常危险的。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流电压，使用互感器起到变流变压和电气隔离的作用。
然而，现有的充气式电压互感器存在以下缺陷：(1)结构不合理、合格率较低的缺陷；(2)充气式电压互感器缺乏对其本身工作状态的自我检查报警机制，产品的可靠性差。
为此，本发明搭建了一种智能化充气式电压互感器，能够优化现有技术中充气式电压互感器的架构，提高产品的质量，在此基础上集成了多个参数检测设备，并增加了参数越限报警机制，从而提高产品的可靠性和智能化水准。
图1为本发明的智能化充气式电压互感器的结构方框图，所述电压互感器包括充气式电压互感器主体、环境温度传感器和嵌入式处理器，所述环境温度传感器用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度，所述数字信号处理器与所述环境温度传感器连接，用于基于所述实时温度的数值大小确定是否发出环境温度报警信号。
接着，对本发明的智能化充气式电压互感器的结构进行具体说明。
所述电压互感器包括：充气式电压互感器主体，包括互感器外壳、互感器检测口、一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室，一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室都处于所述外壳内，所述接线盒用于将所述一次绕组和所述二次绕组引入到所述铁芯上，所述绝缘气室容纳所述铁芯，所述互感器检测口设置在互感器外壳的侧面，作为互感器内气体的检测端口。
所述电压互感器包括：接口转换三通，与所述互感器检测口连接；第一手动阀，与所述接口转换三通连接；三通，与所述第一手动阀连接，还与第一开关电磁阀以及第二手动阀分别连接；第一开关电磁阀，与稳压阀连接；稳压阀，与充气气体红外传感器连接，其上还设置了第一压力表；充气气体红外传感器，与二氧化硫测量气室连接，二氧化硫测量气室的气室壳体内还嵌有二氧化硫电化学传感器，充气气体红外传感器用于测量测量气室内气体的充气气体纯度。
所述电压互感器包括：二氧化硫测量气室，包括气室底座、气室壳体和密封圈；二氧化硫电化学传感器，用于测量测量气室内气体的二氧化硫含量；第四手动阀，与二氧化硫测量气室连接；环境温度传感器，用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度；第二开关电磁阀，与二氧化硫测量气室连接；加压泵，与第二开关电磁阀连接。
所述电压互感器包括：四通，与加压泵、第三手动阀、第二压力表和压力调节阀分别连接；第三手动阀，与四通连接；第二压力表，与四通连接；压力调节阀，与四通和第二手动阀分别连接。
所述电压互感器包括：信号滤波器，与第一压力表、第二压力表、充气气体红外传感器、二氧化硫电化学传感器和环境温度传感器分别连接，用于对第一压力表输出的第一压力值、第二压力表输出的第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行滤波处理；信号放大器，与信号滤波器连接，用于对滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行放大。
所述电压互感器包括：8位模数转换器，与信号放大器连接，用于对放大后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行模数转换以获得数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度；移动硬盘，用于预先存储压力阈值范围、充气气体纯度阈值范围、二氧化硫含量阈值范围以及实时温度阈值范围。
所述电压互感器包括：嵌入式处理器，通过8位输入输出接口与8位模数转换器连接，以接收数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还与移动硬盘连接，以在数字化第一压力值超出压力阈值范围时发出第一压力报警信号，在数字化第二压力值超出压力阈值范围时发出第二压力报警信号，在数字化充气气体纯度超出充气气体纯度阈值范围时发出充气气体纯度报警信号，在数字化二氧化硫含量超出二氧化硫含量阈值范围时发出二氧化硫含量报警信号，在数字化实时温度超出实时温度阈值范围时发出环境温度报警信号。
所述电压互感器包括：现场显示设备，与嵌入式处理器连接，用于实时显示数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还用于实时显示与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号和环境温度报警信号分别对应的文字警示信息。
所述电压互感器包括：现场通信设备，与嵌入式处理器和远端的电力管理服务器连接，用于将数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度通过无线通信链路实时发送到电力管理服务器处。
所述电压互感器包括：声光报警器，与嵌入式处理器连接，用于发出与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号或环境温度报警信号对应的声光警示信号。
可选地，在所述智能化充气式电压互感器中：信号放大器将滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别放大到8位模数转换器能够处理的数值范围内；嵌入式处理器为ARM11处理芯片；声光报警器包括双声道扬声器和LED阵列报警灯；以及现场显示设备可选用液晶显示屏。
另外，滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号。
随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，导致信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声，恢复原本的信号，需要使用各种滤波器进行滤波处理。
采用本发明的智能化充气式电压互感器，针对现有技术中充气式电压互感器结构不合理且缺乏现场参数检测机制的技术问题，通过优化充气式电压互感器结构、设置有针对性的优化设备的方式提高互感器的性能，同时集成了多种现场检测设备和现场报警设备，从而有效解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种智能化充气式电压互感器，所述电压互感器包括充气式电压互感器主体、环境温度传感器和嵌入式处理器，所述环境温度传感器用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度，所述数字信号处理器与所述环境温度传感器连接，用于基于所述实时温度的数值大小确定是否发出环境温度报警信号。
2.如权利要求1所述的智能化充气式电压互感器，其特征在于，所述电压互感器包括：
充气式电压互感器主体，包括互感器外壳、互感器检测口、一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室，一次绕组、二次绕组、铁芯、接线盒以及绝缘气室都处于所述外壳内，所述接线盒用于将所述一次绕组和所述二次绕组引入到所述铁芯上，所述绝缘气室容纳所述铁芯，所述互感器检测口设置在互感器外壳的侧面，作为互感器内气体的检测端口；
接口转换三通，与所述互感器检测口连接；
第一手动阀，与所述接口转换三通连接；
三通，与所述第一手动阀连接，还与第一开关电磁阀以及第二手动阀分别连接；
第一开关电磁阀，与稳压阀连接；
稳压阀，与充气气体红外传感器连接，其上还设置了第一压力表；
充气气体红外传感器，与二氧化硫测量气室连接，二氧化硫测量气室的气室壳体内还嵌有二氧化硫电化学传感器，充气气体红外传感器用于测量测量气室内气体的充气气体纯度；
二氧化硫测量气室，包括气室底座、气室壳体和密封圈；
二氧化硫电化学传感器，用于测量测量气室内气体的二氧化硫含量；
第四手动阀，与二氧化硫测量气室连接；
环境温度传感器，用于实时检测所述电压互感器周围环境的实时温度；
第二开关电磁阀，与二氧化硫测量气室连接；
加压泵，与第二开关电磁阀连接；
四通，与加压泵、第三手动阀、第二压力表和压力调节阀分别连接；
第三手动阀，与四通连接；
第二压力表，与四通连接；
压力调节阀，与四通和第二手动阀分别连接；
信号滤波器，与第一压力表、第二压力表、充气气体红外传感器、二氧化硫电化学传感器和环境温度传感器分别连接，用于对第一压力表输出的第一压力值、第二压力表输出的第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行滤波处理；
信号放大器，与信号滤波器连接，用于对滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行放大；
8位模数转换器，与信号放大器连接，用于对放大后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别进行模数转换以获得数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度；
移动硬盘，用于预先存储压力阈值范围、充气气体纯度阈值范围、二氧化硫含量阈值范围以及实时温度阈值范围；
嵌入式处理器，通过8位输入输出接口与8位模数转换器连接，以接收数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还与移动硬盘连接，以在数字化第一压力值超出压力阈值范围时发出第一压力报警信号，在数字化第二压力值超出压力阈值范围时发出第二压力报警信号，在数字化充气气体纯度超出充气气体纯度阈值范围时发出充气气体纯度报警信号，在数字化二氧化硫含量超出二氧化硫含量阈值范围时发出二氧化硫含量报警信号，在数字化实时温度超出实时温度阈值范围时发出环境温度报警信号；
现场显示设备，与嵌入式处理器连接，用于实时显示数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度，还用于实时显示与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号和环境温度报警信号分别对应的文字警示信息；
现场通信设备，与嵌入式处理器和远端的电力管理服务器连接，用于将数字化第一压力值、数字化第二压力值、数字化充气气体纯度、数字化二氧化硫含量和数字化实时温度通过无线通信链路实时发送到电力管理服务器处；
声光报警器，与嵌入式处理器连接，用于发出与第一压力报警信号、第二压力报警信号、充气气体纯度报警信号、二氧化硫含量报警信号或环境温度报警信号对应的声光警示信号。
3.如权利要求2所述的智能化充气式电压互感器，其特征在于：
信号放大器将滤波后的第一压力值、第二压力值、充气气体纯度、二氧化硫含量和实时温度分别放大到8位模数转换器能够处理的数值范围内。
4.如权利要求2所述的智能化充气式电压互感器，其特征在于：
嵌入式处理器为ARM11处理芯片。
5.如权利要求2所述的智能化充气式电压互感器，其特征在于：
声光报警器包括双声道扬声器和LED阵列报警灯。
6.如权利要求2所述的智能化充气式电压互感器，其特征在于：
现场显示设备为液晶显示屏。
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