CN105973297B - 一种变压器监测报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种变压器监测报警系统；该监测报警系统包括监测部分、计算部分、以及结果显示部分；所述监测部分包括温度监测单元、振动监测单元、接地电流监测单元、局部放电监测单元、气体色谱监测单元、以及油中水含量监测单元；这些单元连接计算部分；结果显示部分包括连接计算部分的电机、设置在电机转轴上的滤光片、与电机转轴平行设置的平行光束光源、设置在平行光束光源出射光路上的分束玻璃板、以及储液罐；本发明利用计算部分计算监测部分的监测结果，并利用结果显示部分中管路中的液柱高度来展现该结果，因此不仅使非专业人员能看懂，有利于该方法的推广与应用，而且监测结果在现场即可呈现，利于现场维护与维修。

Description

一种变压器监测报警系统
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种变压器监测报警系统。
背景技术
随着西电东送、南北互供、全国联网的推进，我国电网的规模和电力传输的规模都在不断扩大，电网安全问题也愈加凸显。我国“十一五”期间电网事故统计结果表明，电力设备故障占电网事故的起因首位。可见，电力设备的安全运行是避免电网事故的首要任务，而电力变压器安全运行是这项任务的重中之重。
为了确保变压器安全运行，需要对变压器的运行状态进行监测。目前，已经出现了有各种各样的监测技术手段，用于监测相间短路、接地短路等变压器故障和过负荷、过电流等不正常运行状态。然而，这些监测系统或监测手段各自独立运行，各种状态量之间无法有机结合，即无法应用各种状态量之间的内部联系来准确描述变压器故障或不正常运行状态，因此监测准确性还有待提高。
针对上述问题，国网山东莒县供电公司公开了申请号201510608187.8的发明专利《一种变压器监测装置和故障诊断方法》。该方法通过设置油中气体色谱在线监测单元，油中微水监测单元，接地电流在线监测单元，实现同时对变压器故障或不正常运行状态进行监测；这些监测数据传递给主站计算机，结合支持向量机和粒子群优化算法，挖掘各种状态量之间的内部联系，实现将这些数据有机结合在一起，提高了监测的准确性。
然而，这项技术扔具有以下缺点：
第一、得到的监测结果过于复杂，只有专业技术人员才能看得懂，不利于该方法的推广与应用；
第二、该方法得到的数据无法在变压器现场进行呈现，不利于现场维护与维修。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种变压器监测报警系统，该监测报警系统继承申请号201510608187.8的发明专利《一种变压器监测装置和故障诊断方法》所提供的监测装置及故障诊断方法，再结合光机电一体化技术，实现现场简单清晰展示监测结果，不仅有利于这项技术的推广与应用，同时有利于技术人员现场维护与维修。
本发明的目的是这样实现的：
一种变压器监测报警系统，
包括监测部分、计算部分、以及结果显示部分；
所述监测部分包括用来监测过热性故障的温度监测单元、监测有载调压开关和铁芯绕组机械性故障的振动监测单元、监测铁芯多点接地故障的接地电流监测单元、监测局部放电故障的局部放电监测单元、计算油中各种典型气体含量的气体色谱监测单元、计算变压器油中水分含量的油中水含量监测单元；
所述计算部分为用于接收各单元监测数据的计算机；
所述结果显示部分包括连接计算部分的电机、设置在电机转轴上的滤光片、与电机转轴平行设置的平行光束光源、设置在平行光束光源出射光路上的分束玻璃板、以及储液罐；
所述平行光束光源发射白光，分束玻璃板能够将白光分成红橙黄绿青蓝紫七色平行光束，所述七色平行光束照射到储液罐上，所述储液罐被照射的七个位置，设置有不同衰减比例的衰减片，除这七个位置之外的其他部分设置有避光隔热层，储液罐顶部设置有管路，储液罐内部设置有正温度系数的液体；根据计算机得到的不同监测结果，调整电机转角，改变滤光片的滤光频率，进而改变储液罐的照射位置，通过衰减片的调节，改变光束能量，进而改变液体温度，根据热胀冷缩的原理，使管路上展示不同的液柱高度。
上述变压器监测报警系统，所述七色平行光束上设置有七个分光棱镜，每个分光棱镜的反射光路上均设置有图像传感器，所述图像传感器连接计算部分。
以上变压器监测报警系统，还包括角锥棱镜，所述角锥棱镜与平行光束光源设置在分束玻璃板同侧，平行光束光源发出的平行光束照射到分束玻璃板后，反射光束照射到角锥棱镜中心位置，角锥棱镜使光束无损失原路返回。
有益效果：
第一、本发明变压器监测报警系统，通过在传统监测部分和计算部分的基础上，增设结果显示部分，并在结果显示部分中结合光机电一体化技术，实现通过管路中液柱高度展示监测结果的技术目的；由于只需要一根液柱即可判断变压器的运行状态，因此不仅非专业人员看得懂，有利于该方法的推广与应用，而且监测结果在现场即可呈现，利于现场维护与维修。
第二、传统监测方法的监测数据在远程监测系统上呈现，维护与维修人员获取监测数据后到现场对变压器进行维护或维修，由于变压器的运行状态发生变化，而维护与维修人员又不能第一时间获得变化后的监测结果，降低了维护与维修的针对性，严重的时候甚至伤害维护与维修人员的人身安全；由于本发明监测结果在现场即可呈现，而呈现监测结果的液柱高度能够根据变压器状态实时调整，因此确保维护与维修人员在现场得到的是实时状态数据，不仅加强了维护与维修的针对性，而且有利于保护维护与维修人员的人身安全。
第三、将平行光束光源与计算部分相连，利用计算部分得到的监测数据计算结果控制平行光束光源的强度，再结合滤光片对平行光束光源波长的进一步选择，可以实现管路中不同液柱高度范围代表不同故障类型或不同非正常工作状态，而液柱在每个范围内的不同高度代表故障或非正常工作状态的严重程度，即能够对变压器运行状态进行连续监控。
第四、本发明计算结果与平行光束光源强度的对应关系，以及与电机转角的对应关系，本领域技术人员能够根据实际需要进行设定和调整，使得本发明变压器监测报警系统具有灵活调节的技术优势。
第五、分束玻璃板能够将白光分成红橙黄绿青蓝紫七色平行光束，而将这七色平行光束视为七位二进制编码，相当于能够对128个监测对象进行监测，只要监测对象不超过128，即可在不改变系统结构的情况下，随时增加监测对象，因此本发明变压器监测报警系统还具有方便扩展的技术优势。
附图说明
图1是监测部分和计算部分数据连接示意图。
图2是具体实施例一的结果显示部分的结构示意图。
图3是储液罐的结构示意图。
图4是具体实施例二的结果显示部分的结构示意图。
图5是具体实施例三的结果显示部分的结构示意图。
图中：1电机、2滤光片、3平行光束光源、4分束玻璃板、5储液罐、51衰减片、52避光隔热层、53管路、54液体、6分光棱镜、7图像传感器、8角锥棱镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例的变压器监测报警系统，包括监测部分、计算部分、以及结果显示部分；
所述监测部分包括用来监测过热性故障的温度监测单元、监测有载调压开关和铁芯绕组机械性故障的振动监测单元、监测铁芯多点接地故障的接地电流监测单元、监测局部放电故障的局部放电监测单元、计算油中各种典型气体含量的气体色谱监测单元、计算变压器油中水分含量的油中水含量监测单元；
所述计算部分为用于接收各单元监测数据的计算机；
监测部分和计算部分数据连接示意图如图1所示。
需要说明的是，监测部分和计算部分的具体设置以及数据的计算方法，已经公开在申请号201510608187.8的发明专利《一种变压器监测装置和故障诊断方法》中，本发明不再重复说明。
所述结果显示部分包括连接计算部分的电机1、设置在电机1转轴上的滤光片2、与电机1转轴平行设置的平行光束光源3、分束玻璃板4、以及储液罐5；
所述平行光束光源3发射白光，分束玻璃板4能够将白光分成红橙黄绿青蓝紫七色平行光束，所述七色平行光束照射到储液罐5上，所述储液罐5被照射的七个位置，设置有不同衰减比例的衰减片51，除这七个位置之外的其他部分设置有避光隔热层52，储液罐5顶部设置有管路53，储液罐5内部设置有正温度系数的液体54；根据计算机得到的不同监测结果，调整电机1转角，改变滤光片2的滤光频率，进而改变储液罐5的照射位置，通过衰减片51的调节，改变光束能量，进而改变液体54温度，根据热胀冷缩的原理，使管路53上展示不同的液柱高度。
结果显示部分的结构示意图如图2所示。储液罐5的结构示意图如图3所示。
需要说明的是，在图2中，分束玻璃板4中的入射光线与折射光线并没有严格遵循分局在法线两侧的原则，这仅仅是为了方便显示而故意绘制成的，不能理解为原理错误，也不能理解为分束玻璃板4为特殊负折射率材料。
还需要说明的是，液柱的高度与变压器故障或不正常运行状态之间的对应关系，与储液罐5的体积、衰减片51的衰减比例、管路53的截面直径、监测项目数量、平行光束光源3的能量均有关系，具体对应关系，本领域技术人员完全可以根据实际需要来设定，并对应确定储液罐5体积等参数，本领域技术人员同样可以先确定储液罐5体积等参数，最后对具体对应关系进行标定；至于液柱高度与报警之间的衔接，本领域技术人员还可以在管路53旁设置标尺、或设置位置指示标识、或与其他声光报警技术相结合来完成，这些都属于常规技术方案，在本发明中不再重复说明。
具体实施例二
本实施例的变压器监测报警系统，在具体实施例一的基础上，进一步限定：七色平行光束上设置有七个分光棱镜6，每个分光棱镜6的反射光路上均设置有图像传感器7，所述图像传感器7连接计算部分。
本实施例变压器监测报警系统的结果显示部分结构示意图如图4所示。
本实施例的变压器监测报警系统，能够根据图像传感器7中各图层的比例来分析每路平行光束是否有输出结果，判定图层比例运算结果超过阈值时认为有输出结果，此时图像传感器的计算结果设定为1，否则设定为0，本实施例提供了对七色平行光束进行编码的一种具体实施方式。
具体实施例三
本实施例的变压器监测报警系统，在具体实施例一或具体实施例二的基础上，进一步限定：还包括角锥棱镜8，所述角锥棱镜8与平行光束光源3设置在分束玻璃板4同侧，平行光束光源3发出的平行光束照射到分束玻璃板4后，反射光束照射到角锥棱镜8中心位置，角锥棱镜8使光束无损失原路返回。
以具体实施例一为基础，本实施例变压器监测报警系统的结果显示部分结构示意图如图5所示。
本实施例角锥棱镜8的设置，利用全反射原理，使得第一次从分束玻璃板4反射的光束无损失再向分束玻璃板4照射，避免光能浪费；同时，角锥棱镜8还具有避免第一次从分束玻璃板4反射的光束发生横向平移而使不同监测结果之间发生干扰的问题。

Claims (3)

1.一种变压器监测报警系统，
包括监测部分、计算部分、以及结果显示部分；
所述监测部分包括用来监测过热性故障的温度监测单元、监测有载调压开关和铁芯绕组机械性故障的振动监测单元、监测铁芯多点接地故障的接地电流监测单元、监测局部放电故障的局部放电监测单元、计算油中各种典型气体含量的气体色谱监测单元、计算变压器油中水分含量的油中水含量监测单元；
所述计算部分为用于接收各单元监测数据的计算机；
其特征在于，所述结果显示部分包括连接计算部分的电机(1)、设置在电机(1)转轴上的滤光片(2)、与电机(1)转轴平行设置的平行光束光源(3)、设置在平行光束光源(3)出射光路上的分束玻璃板(4)、以及储液罐(5)；
所述平行光束光源(3)发射白光，分束玻璃板(4)能够将白光分成红橙黄绿青蓝紫七色平行光束，所述七色平行光束照射到储液罐(5)上，所述储液罐(5)被照射的七个位置，设置有不同衰减比例的衰减片(51)，除这七个位置之外的其他部分设置有避光隔热层(52)，储液罐(5)顶部设置有管路(53)，储液罐(5)内部设置有正温度系数的液体(54)；根据计算机得到的不同监测结果，调整电机(1)转角，改变滤光片(2)的滤光频率，进而改变储液罐(5)的照射位置，通过衰减片(51)的调节，改变光束能量，进而改变液体(54)温度，根据热胀冷缩的原理，使管路(53)上展示不同的液柱高度。
2.根据权利要求1所述的变压器监测报警系统，其特征在于，所述七色平行光束上设置有七个分光棱镜(6)，每个分光棱镜(6)的反射光路上均设置有图像传感器(7)，所述图像传感器(7)连接计算部分。
3.根据权利要求1或2所述的变压器监测报警系统，其特征在于，还包括角锥棱镜(8)，所述角锥棱镜(8)与平行光束光源(3)设置在分束玻璃板(4)同侧，平行光束光源(3)发出的平行光束照射到分束玻璃板(4)后，反射光束照射到角锥棱镜(8)中心位置，角锥棱镜(8)使光束无损失原路返回。
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