CN106158312B - 一种800kVA以下的智能变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种800kVA以下的智能变压器，此智能变压器由800kVA以下变压器、采样装置、GPS模块、主控板、GPRS数据传输单元、监控计算机、智能手机构成。该智能变压器与传统的变压器相比，优点是智能变压器装有采样监控系统，利用智能手机和计算机可实时进行变压器各种变量的监控，而不必到变压器现场，节省运行维护人员大量的时间，提高工作效率，并给变压器的安全运行提供保障。该系统投资少，通用性强，后期免维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种800kVA以下的智能变压器，其采样监控系统可广泛应用于800kVA以下电力变压器和整流变压器。
背景技术
目前800kVA以下电力变压器和整流变压器，具有使用广泛，安装地点分散等特点，且没有有效的监控装置，运行维护靠人去变压器前巡视需要大量的人力物力，还不能及时发现运行变压器的故障，影响供电的可靠性。造成维护费用高，运行安全系数低，所以在电气运行中达不到最佳效果。
现代电力系统和工业用电系统，越来越向智能化方向发展，原来传统的维护管理方式已不能满足运行要求，尤其是现有800kVA以下电力变压器和整流变压器更不具备智能化监测手段。
另外，各个厂家的变压器使用比较分散，如果能通过监控中心计算机就能得到各个不同位置的变压器信息，则对于管理和维护将非常方便。比如：通过监测变压器顶层油温、电流、电压、环境等参数，预测变压器的剩余使用寿命、工作异常情况等等，并且在远程管理计算机上显示该变压器的位置信息，对管理和维护将十分方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种800kVA以下的智能变压器，可以在远程管理计算机上显示被检测变压器的位置信息，及该变压器顶层油温、电流、电压、环境等参数，及该变压器的剩余使用寿命、工作异常情况等等，对管理和维护将十分方便。并且可以通过智能手机可监控和获取计算机上的变压器各项信息。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种800kVA以下的智能变压器，包括变压器器体，其特征在于，在变压器器体顶部设有油温采样装置、电压采样装置和电流采样装置；在变压器器体的侧部设有监控系统保护箱，在监控系统保护箱的内部设有主控板、GPS定位模块，所述的GPS定位模块设置于主控板上，用来采集变压器的位置信息；所述的主控板还通过通讯线缆分别与变压器器体顶部的油温采样装置、电压采样装置、电流采样装置相连接；在监控系统保护箱的上部设有发射天线，所述的发射天线与主控板上的GPRS数据传输模块相连接，通过GPRS数据传输模块，变压器与远端的监控中心计算机相通讯，监控中心计算机与智能手机通讯。
所述的GPS定位模块能够确定变压器的经纬度坐标点，并与远程监控中心的计算机和智能手机相通讯，将变压器的位置信息显示在远程监控中心的计算机和智能手机上，并且所述的GPS定位模块具有实时时间校准功能。
采用所述的一种800kVA以下的智能变压器进行远程监控管理的方法，通过设置于变压器顶部的油温采样装置采集的顶部油温，以及该台变压器的位置信息，通过变压器绝缘老化的“六度法则”，即可以测算出多部不同位置的变压器的使用寿命，便于远程监控中心掌握位置分散的多台变压器信息，便于维修。
采用高速采样的方式，通过采样装置(油温采样装置、电压采样装置、电流采样装置)采集顶层油温度、环境温度、电压、电流数据，变压器位置信息，采样周期为1-2分钟。
在主控板的外围电路中拓展设置了掉电不丢失的大容量EEPROM，其内部数据不会随电网停电而丢失，当数据写满后会覆盖较早的数据，继续记录，保存的时间较近的记录。
通过远程到监控中心的计算机的油温、电流、电压、环境温度、变压器所在位置等数据信息，通过通用的监控软件实时记录所有数据和绘制曲线图像，根据所记录的数据计算变压器的负载、总损耗、温升和绕组的热点温度，再计算变压器每分钟的相对寿命损失，若变压器绕组的热点值小于基准值，变压器每分钟的相对寿命损失小于1，反之，大于1；然后对所计算的寿命损失进行累加，可以计算出变压器的总寿命损失和剩余使用寿命，该寿命更接近于变压器的实际寿命。
通过智能手机与监控中心计算机通讯，可查看和监控监控中心计算机记录的所有信息，并可远程控制计算机。各种报警信号可传入智能手机进行短信息报警和相关波形显示，随时随地掌握所监控变压器的运行信息。实现方式为采样监控系统采集变压器的电压、电流、顶层油温度、环境温度、地点、时间等数据，先传送到监控中心的计算机，然后通过硬件和通讯网络传送至智能手机，利用预装软件使智能手机监控画面与监控中心的计算机监控画面实时同步，智能手机通过无线方式可远程操纵计算机，实现真正意义上的随时随地监控。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)可以在远程管理计算机上显示被检测变压器的位置信息，及该变压器顶层油温、电流、电压、环境等参数，及该变压器的剩余使用寿命、工作异常情况等等，对管理和维护将十分方便。
2)可以通过智能手机监控和获取计算机上的变压器各项信息。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是监控系统的结构示意图。
图中：1-变压器器体 2-采样装置 3-GPS定位模块 4-主控板 5-GPRS数据传输单元 6-监控中心计算机 7-智能手机 8-发射天线 9-监控系统保护箱 10-油温采样装置11-电压采样装置 12-电流采样装置
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。
见图1，一种800kVA以下的智能变压器，包括变压器器体1，在变压器器体1顶部设有油温采样装置10、电压采样装置11和电流采样装置12；在变压器器体1的侧部设有监控系统保护箱9，在监控系统保护箱9的内部设有主控板、GPS定位模块，所述的GPS定位模块设置于主控板上，用来采集变压器的位置信息；所述的主控板还通过通讯线缆分别与变压器器体1顶部的油温采样装置10、电压采样装置11、电流采样装置12相连接；在监控系统保护箱9的上部设有发射天线8，所述的发射天线8与主控板上的GPRS数据传输模块相连接，通过GPRS数据传输模块，变压器与远端的监控中心计算机相通讯，监控中心计算机与智能手机通讯。
见图2，所述的GPS定位模,3能够确定变压器的经纬度坐标点，并与远程监控中心的计算机6和智能手机7相通讯，将变压器的位置信息显示在远程监控中心的计算机6和智能手机7上，并且所述的GPS定位模块3具有实时时间校准功能。
采用所述的一种800kVA以下的智能变压器进行远程监控管理的方法，通过设置于变压器顶部的油温采样装置10采集的顶部油温，以及该台变压器的位置信息，通过变压器绝缘老化的“六度法则”，即可以测算出多部不同位置的变压器的使用寿命，便于远程监控中心掌握位置分散的多台变压器信息，便于维修。
采用高速采样的方式，通过采样装置2(油温采样装置10、电压采样装置11、电流采样装置12)采集顶层油温度、环境温度、电压、电流数据，变压器位置信息，采样周期为1-2分钟。
在主控板的外围电路中拓展设置了掉电不丢失的大容量EEPROM，其内部数据不会随电网停电而丢失，当数据写满后会覆盖较早的数据，继续记录，保存的时间较近的记录。
通过远程到监控中心的计算机的油温、电流、电压、环境温度、变压器所在位置等数据信息，通过通用的监控软件实时记录所有数据和绘制曲线图像，根据所记录的数据计算变压器的负载、总损耗、温升和绕组的热点温度，再计算变压器每分钟的相对寿命损失，若变压器绕组的热点值小于基准值，变压器每分钟的相对寿命损失小于1，反之，大于1；然后对所计算的寿命损失进行累加，可以计算出变压器的总寿命损失和剩余使用寿命，该寿命更接近于变压器的实际寿命。
通过智能手机与监控中心计算机通讯，可查看和监控监控中心计算机记录的所有信息，并可远程控制计算机。各种报警信号可传入智能手机7进行短信息报警和相关波形显示，随时随地掌握所监控变压器1的运行信息。实现方式为采样监控系统采集变压器1的电压、电流、顶层油温度、环境温度、地点、时间等数据，先传送到监控中心的计算机6，然后通过硬件和通讯网络传送至智能手机7，利用预装软件使智能手机7监控画面与监控中心的计算机6监控画面实时同步，智能手机7通过无线方式可远程操纵计算机6，实现真正意义上的随时随地监控。
实施例：
本发明一种800kVA以下的智能变压器，此智能变压器由800kVA以下变压器、采样装置、GPS模块、主控板、GPRS数据传输单元、监控中心计算机、智能手机等构成。该智能变压器与传统的变压器相比，优点是智能变压器装有采样监控系统，利用智能手机和计算机可实时进行变压器各种变量的监控，而不必到变压器现场，节省运行维护人员大量的时间，提高工作效率，并给变压器的安全运行提供保障。该系统投资少，通用性强，后期免维护。
一种800kVA以下的智能变压器，智能变压器监控系统的GPS定位模块3(见图2)可精确定位变压器的具体使用位置。800kVA以下变压器使用数量庞大，使用地点分散，运行维护人员在短时间内到达每个现场非常困难，利用GPS模块定位模块3确定变压器1的经纬度坐标点，并迅速传回监控中心，通过经纬度坐标点查找出地图上的地点，给出地点的名称，同时具有实时时间校准功能，地点和时间信息显示在监控中心的计算机6和智能手机7上，这样运行维护人员就能掌握每台变压器1的具体位置和运行时间，以便检修人员快速做出反应，有针对性的进行检修。
一种800kVA以下的智能变压器，智能变压器采样监控系统采集变压器的电压、电流、顶层油温度、环境温度等数据，通过GPRS数据传输单元5传到监控中心的监控计算机6，通用的监控软件记录所有数据和绘制的曲线图像，可随时了解所监控变压器的运行状态，掌握变压器运行的情况。经通用软件技术分析，可预判变压器1使用寿命，并给产品检修提供参考。变压器的使用寿命实际上就是变压器1绝缘的使用寿命，变压器绝缘的使用寿命与变压器运行的温度有关，温度低，绝缘老化慢，使用寿命长，反之，使用寿命就短。一般温度在80℃～140℃范围内根据6度法则就可以计算变压器的使用寿命，但它有个基本要求就是计算时的温度必须是长期的平均运行温度，环境温度按年平均温度20℃，对于变压器运行期间，变压器的负载是变化的，变压器的电压、电流、顶层油温度就随之变化，一年四季环境温度也是变化的，折算到变压器1长期平均运行温度就会有偏差，计算出的结果就不准确。本发明实现方式为通过电压采样装置11、电流采样装置12、顶层油温度采样装置10和GPS模块3等采集变压器1的电压、电流、顶层油温度、环境温度、地点和运行时间等数据，采样装置2高速采样，采样周期为1分钟，确保数据可靠有效。
主控板4作为整个系统的控制处理核心，搭配高性能外围时钟、内存等组件组成系统。外部接入的电源为交直流100V～440V，集成GPS定位模块3同时记录设备当前经纬度，其具有实时时间校准功能，确保数据时间准确无误。采用GPRS数据传输单元5作为系统的通讯方式来实现变压器1和监控中心的计算机6之间的数据传输，信号通过发射天线8无线输出。所测得数据传给监控中心的计算机6。
在主控板4的外围电路中拓展的掉电不丢失的大容量EEPROM，其内部数据不会随电网停电而丢失，当其数据写满后会覆盖最早的数据，继续记录。智能RV-1控制器4和GPRS数据传输单元5等硬件设备安装在监控系统保护箱9内，保证在恶劣环境中正常工作。专用监控软件实时记录所有数据和绘制曲线图像，同时根据所记录的数据计算变压器1的负载、总损耗、温升和绕组的热点温度，再计算变压器1每分钟的相对寿命损失，若绕组的热点值小于基准值，变压器1每分钟的相对寿命损失小于1，反之，大于1。然后对所计算的寿命损失进行累加，可以计算出变压器1的总寿命损失和剩余使用寿命，该寿命更接近于变压器1的实际寿命。
本发明可以在远程管理计算机上显示被检测变压器的位置信息，及该变压器顶层油温、电流、电压、环境等参数，及该变压器的剩余使用寿命、工作异常情况等等，对管理和维护将十分方便。
Claims (4)
1.一种800kVA以下的智能变压器，包括变压器器体，在变压器器体顶部设有油温采样装置、电压采样装置和电流采样装置；在变压器器体的侧部设有监控系统保护箱，在监控系统保护箱的内部设有主控板、GPS定位模块，所述的GPS定位模块设置于主控板上，用来采集变压器的位置信息；所述的主控板通过通讯线缆分别与变压器器体顶部的油温采样装置、电压采样装置、电流采样装置相连接；在监控系统保护箱的上部设有发射天线，所述的发射天线与主控板上的GPRS数据传输模块相连接，通过GPRS数据传输模块，变压器与远端的监控中心计算机相通讯，监控中心计算机与智能手机通讯；所述智能变压器进行远程监控管理的方法，其特征在于，通过设置于变压器顶部的油温采样装置采集的顶部油温，以及该台变压器的位置信息，通过变压器绝缘老化的“六度法则”，即可以测算出多部不同位置的变压器的使用寿命，便于远程监控中心掌握位置分散的多台变压器信息，便于维修；
在计算变压器的使用寿命时，通过采集变压器的电压、电流、顶层油的油温、环境温度、地点和运行时间数据，采样装置高速采样，采样周期为1分钟，确保数据可靠有效；
通过远程到监控中心的计算机的油温、电流、电压、环境温度、变压器所在位置数据信息，通过通用的监控软件实时记录所有数据和绘制曲线图像，根据所记录的数据计算变压器的负载、总损耗、温升和绕组的热点温度，再计算变压器每分钟的相对寿命损失，若变压器绕组的热点温度小于基准值，变压器每分钟的相对寿命损失小于1，反之，大于1；然后对所计算的寿命损失进行累加，可以计算出变压器的总寿命损失和剩余使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种800kVA以下的智能变压器，其特征在于，所述的GPS定位模块能够确定变压器的经纬度坐标点，并与远程监控中心的计算机和智能手机相通讯，将变压器的位置信息显示在远程监控中心的计算机和智能手机上，并且所述的GPS定位模块具有实时时间校准功能。
3.根据权利要求1所述的一种800kVA以下的智能变压器进行远程监控管理的方法，其特征在于，在主控板的外围电路中拓展设置了掉电不丢失的大容量EEPROM，其内部数据不会随电网停电而丢失，当数据写满后会覆盖较早的数据，继续记录，保存时间较近的记录。
4.根据权利要求1所述的一种800kVA以下的智能变压器进行远程监控管理的方法，其特征在于，通过智能手机与监控中心计算机通讯，可查看和监控监控中心计算机记录的所有信息，并可远程控制计算机；各种报警信号可传入智能手机进行短信息报警和相关波形显示，随时随地掌握所监控变压器的运行信息；实现方式为采样监控系统采集变压器的电压、电流、顶层油温度、环境温度、地点、时间数据，先传送到监控中心的计算机，然后通过硬件和通讯网络传送至智能手机，利用预装软件使智能手机监控画面与监控中心的计算机监控画面实时同步，智能手机通过无线方式可远程操纵计算机，实现真正意义上的随时随地监控。
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