CN107040042A - 一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，包括主控模块、环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块、冷却系统调控模块、应急照明模块、开关动作模块、存储模块、显示报警模块、通信模块、电源模块、移动接收控制终端。本发明可以实时的监测变压器周围环境以及相关参数信息，同时能够根据变压器油温自动调控冷却器，使变压器油温维持在一个稳定的范围内，满足变压器运行对温度的要求，能够自动根据环境因素、运行负荷和油温合理控制冷却器的运行，确保变压器处于正常运行工况，此外系统还具有防盗报警追踪功能，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

Description

一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统

技术领域

本发明涉及一种电力设备技术领域，具体涉及一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统。

背景技术

目前，全国各地的电网公司都对变压器的防盗报警装置提出了各种适合本地需要的防盗要求。防盗报警装置的生产方通常以所述防盗需求进行设计，以便生产出满足所述防盗需求的防盗报警装置。该种防盗报警装置在出厂时即已设定了防盗报警所需的各种参数。受所述防盗需求的限制，防盗报警装置无法因地制宜的适应于山地、平原、城市、农村等各种环境。故而使得防盗报警装置的成本过高。为了解决防盗报警装置无法灵活配置各种参数的问题，本领域技术人员需要对现有的变压器防盗报警装置进行改进。

另一方面冷却系统是变压器的重要组成部分，它的工作保证了变压器各部分的温度保持在规定值以内。强迫油循环风冷却系统由风冷却器和风冷控制控制装置两部分组成。变压器的风冷却器包括两部分：内部冷却系统，它保证绕组、铁芯的热散入油中；外部冷却系统，它保证油的热散人周围介质中。上述的冷却装置配置有其不尽人意的地方，在夏季高温季节，变压器满负荷运行，变压器冷却装置全部投入，但其上层油温仍高达70℃左右。但在夜间尤其是在暴雨过后的夜间，因负荷和气温骤降，虽然已将变压器辅助冷却器停运，但变压器油温仍降至30℃以下，也就是油温的变化幅度超过了环境温度的变化。在冬季负荷较低或特别寒冷的季节，因油温过低，不得不对其进行加油，这对变压器的安全运行和寿命将十分不利。因此，开发设计一种能够根据环境因素、运行负荷和油温合理控制冷却器运行的监控系统是本领域急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，该管控系统可以实时的监测变压器周围环境以及相关参数信息，同时能够根据变压器油温自动调控冷却器，使变压器油温维持在一个稳定的范围内，满足变压器运行对温度的要求，能够自动根据环境因素、运行负荷和油温合理控制冷却器的运行，确保变压器处于正常运行工况，此外系统还具有防盗报警追踪功能，具有较高的实用价值和较广泛的应用前景。

本发明的目的是采用如下技术方案实现的：

一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，包括：

主控模块、环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块、冷却系统调控模块、应急照明模块、开关动作模块、存储模块、显示报警模块、通信模块、电源模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理防盗模块、环境数据采集模块、变压器参数采集模块以及通信模块接收的移动接收控制终端的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端发出的信号对冷却系统调控模块、应急照明模块、开关动作模块、存储模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述环境数据采集模块包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光亮度传感器和视频采集模块，用来采集变压器周围环境温度、湿度、光亮度和视频数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述变压器参数采集模块包括电参数采集模块、变压器负载采集模块、变压器顶层及底层油温采集单元、变压器油位采集单元，用来采集变压器各进出母线以及各个分支线上的电流、电压和变压器油相关数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述防盗模块包括设于所述变压器上的物体监测模块，用于采样所述变压器与周围物体之间的距离；与所述变压器电连接的断电监测模块，用于采样所述变压器是否处于断电状态；与所述变压器电连接的拆卸监测模块，用于采样与所述变压器连接的导线中的电流，并基于所采样的电流输出所述变压器是否被拆卸；设于所述变压器上的震动监测模块，用于采样并输出所述变压器是否处于震动状态；设置于变压器上的GPS定位模块，用于定位变压器位置；

所述冷却系统调控模块包括数组强油风冷却器，每组强油风冷却器包括冷却器本体、潜油泵、风扇、净油器；所述冷却系统调控模块用于根据主控模块发出的指令信号控制各组强油风冷却器，及时将变压器产生的热量散发出去，保证变压器各部分的温度保持在规定值以内；

所述应急照明模块用于停电维修时提供应急照明；

所述开关动作模块用来根据收到的主控模块发出的指令断开或闭合变压器内部对应的母线或分支电路；

所述存储模块用来存储环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块采集的数据和预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述显示报警模块用来实时存储环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块采集的数据信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述通信模块用于向移动接收控制终端发送采集的各类数据或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述电源模块包括市电模块、交直流变换电路、蓄电池模块、充放电保护模块、稳压稳流模块；所述电源模块用于向系统其他模块提供所需要的稳压市电或直流电；

所述移动接收控制终端用于实时接收通信模块发送的各类数据信息，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为FPGA微处理器。

优选地，所述电源模块还包括互感自取电模块；

所述互感自取电模块包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，DC-AC转换模块、超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路。

优选地，所述电参数采集模块包括高压进出线电流传感器、高压进出线电压传感器、低压母线回路电流采集单元和低压母线回路电压采集单元、各分支线电压电路采集单元。

优选地，所述每组风冷却器由1台油泵和4-5台风扇组成。

优选地，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述开关动作模块包括一组设置在变压器输入端的继电器。

优选地，所述通信模块包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

优选地，所述电网用户外油浸式变压器综合管控系统还通过通信模块与供电调度中心联网通信。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其设置的电参数采集模块能够实时的采集电路中的电流电压信号，当发生过电流或者过压情况时能够及时有效的通过开关动作模块关切断输入电流，避免了造成外部设备的损坏，控制灵活。

（2）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，通过设置的变压器参数采集模块，包括电参数采集模块、变压器负载采集模块、变压器顶层及底层油温采集单元、变压器油位采集单元，实现对变压器油温的自动控制。将变压器负荷或环境温度变化引起变压器油温的变化，送入到主控模块，主控模块发出对冷却系统调控模块发出控制信号，通过冷却器组的相互切换，控制变压器油温的变化，提高控制精度，改善变压器运行状态，延长使用寿命，确保电网稳定运行。

（3）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其设置的供电模块中采用互感自取电电源为其他模块提供电源，有效利用了互感自取电的优势，节约了能源，电池模块还包括市电模块和蓄电池模块，能够在停电或者电力异常情况下保证系统正常运行，大大提高了系统的抗风险性。

（4）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其设置的环境数据采集模块能够实时的采集变压器周围环境参数；防盗模块能够及时发现变压器的异常情况，并能够自动报警、追踪位置信号，有效防止的户外变压器的丢失。

（5）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其设置的显示报警模块能够使工作人员直观的掌握到变压器中的具体环境和电参数信息，报警系统能够及时有效的引起工作人员的注意，并能真实反映故障的信息或者防盗信息，大大提高了整个检测管理系统的效率。

（6）本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其设置的通信模块能够实时的与移动接收控制终端进行通信，将变压器中的相关信息传送给移动接收控制终端的同时还能够接收移动接收控制终端的控制信号，大大提高了发明的变压器管控系统的远程性和智能性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统示意图；

图2为本发明一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统中变压器参数采集模块示意图；

图3为本发明一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统中的电源模块和电参数采集模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本实施例的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，包括：

主控模块1、环境数据采集模块2、变压器参数采集模块3、防盗模块4、冷却系统调控模块5、应急照明模块6、开关动作模块7、存储模块8、显示报警模块9、通信模块10、电源模块11、移动接收控制终端12；

所述主控模块1用于接收处理防盗模块4、环境数据采集模块2、变压器参数采集模块3以及通信模块10接收的移动接收控制终端12的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端12发出的信号对冷却系统调控模块5、应急照明模块6、开关动作模块7、存储模块8、显示报警模块9发出相应的指令信号；

所述环境数据采集模块2包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光亮度传感器和视频采集模块，用来采集变压器周围环境温度、湿度、光亮度和视频数据送入主控模块1或者存储模块8等待数据处理；

所述变压器参数采集模块3包括电参数采集模块31、变压器负载采集模块32、变压器顶层及底层油温采集单元33、变压器油位采集单元34，用来采集变压器各进出母线以及各个分支线上的电流、电压和变压器油相关数据送入主控模块1或者存储模块8等待数据处理；

所述防盗模块4包括设于所述变压器上的物体监测模块，用于采样所述变压器与周围物体之间的距离；与所述变压器电连接的断电监测模块，用于采样所述变压器是否处于断电状态；与所述变压器电连接的拆卸监测模块，用于采样与所述变压器连接的导线中的电流，并基于所采样的电流输出所述变压器是否被拆卸；设于所述变压器上的震动监测模块，用于采样并输出所述变压器是否处于震动状态；设置于变压器上的GPS定位模块，用于定位变压器位置；

所述冷却系统调控模块5包括数组强油风冷却器，每组强油风冷却器包括冷却器本体、潜油泵、风扇、净油器；所述冷却系统调控模块用于根据主控模块发出的指令信号控制各组强油风冷却器，及时将变压器产生的热量散发出去，保证变压器各部分的温度保持在规定值以内；

所述应急照明模块6用于停电维修时提供应急照明；

所述开关动作模块7用来根据收到的主控模块1发出的指令断开或闭合变压器内部对应的母线或分支电路；

所述存储模块8用来存储环境数据采集模块2、变压器参数采集模块3、防盗模块4采集的数据和预先设置的控制程序，以供主控模块1调用；

所述显示报警模块9用来实时存储环境数据采集模块2、变压器参数采集模块3、防盗模块4采集的数据信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述通信模块10用于向移动接收控制终端12发送采集的各类数据或者接收移动接收控制终端12的指令信息送入主控模块1以供调用；

所述电源模块11包括市电模块111、交直流变换电路112、蓄电池模块113、充放电保护模块114、稳压稳流模块115；所述电源模块11用于向系统其他模块提供所需要的稳压市电或直流电；

所述移动接收控制终端12用于实时接收通信模块10发送的各类数据信息，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块1调用。

本实施例中主控模块1为FPGA。

本实施例中电源模块11还包括互感自取电模块；

所述互感自取电模块包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，DC-AC转换模块、超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路。

本实施例中电参数采集模块3包括高压进出线电流传感器311、高压进出线电压传感器312、低压母线回路电流采集单元313和低压母线回路电压采集单元314、各分支线电压电路采集单元315。

本实施例中每组风冷却器由1台油泵和4-5台风扇组成。

本实施例中显示报警模块9包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中开关动作模块7包括一组设置在变压器输入端的继电器。

本实施例中所述通信模块10包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

本实施例中电网用户外油浸式变压器综合管控系统还通过通信模块10与供电调度中心联网通信。

本发明的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统可以实时的监测变压器周围环境以及相关参数信息，同时能够根据变压器油温自动调控冷却器，使变压器油温维持在一个稳定的范围内，满足变压器运行对温度的要求，能够自动根据环境因素、运行负荷和油温合理控制冷却器的运行，确保变压器处于正常运行工况，此外系统还具有防盗报警追踪功能，整个系统管控准确灵敏效率高、控制智能灵活耗能少，大大提高了电力管控的效率。该系统具有开放式、模块化的特点，实用性高，具有较高的实用价值和广泛地应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于：包括主控模块、环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块、冷却系统调控模块、应急照明模块、开关动作模块、存储模块、显示报警模块、通信模块、电源模块、移动接收控制终端；

所述主控模块用于接收处理防盗模块、环境数据采集模块、变压器参数采集模块以及通信模块接收的移动接收控制终端的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端发出的信号对冷却系统调控模块、应急照明模块、开关动作模块、存储模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述环境数据采集模块包括环境温度传感器、环境湿度传感器、光亮度传感器和视频采集模块，用来采集变压器周围环境温度、湿度、光亮度和视频数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述变压器参数采集模块包括电参数采集模块、变压器负载采集模块、变压器顶层及底层油温采集单元、变压器油位采集单元，用来采集变压器各进出母线以及各个分支线上的电流、电压和变压器油相关数据送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述防盗模块包括设于所述变压器上的物体监测模块，用于采样所述变压器与周围物体之间的距离；与所述变压器电连接的断电监测模块，用于采样所述变压器是否处于断电状态；与所述变压器电连接的拆卸监测模块，用于采样与所述变压器连接的导线中的电流，并基于所采样的电流输出所述变压器是否被拆卸；设于所述变压器上的震动监测模块，用于采样并输出所述变压器是否处于震动状态；设置于变压器上的GPS定位模块，用于定位变压器位置；

所述冷却系统调控模块包括数组强油风冷却器，每组强油风冷却器包括冷却器本体、潜油泵、风扇、净油器；所述冷却系统调控模块用于根据主控模块发出的指令信号控制各组强油风冷却器，及时将变压器产生的热量散发出去，保证变压器各部分的温度保持在规定值以内；

所述应急照明模块用于停电维修时提供应急照明；

所述开关动作模块用来根据收到的主控模块发出的指令断开或闭合变压器内部对应的母线或分支电路；

所述存储模块用来存储环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块采集的数据和预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述显示报警模块用来实时存储环境数据采集模块、变压器参数采集模块、防盗模块采集的数据信息，并在相关参数超过预定阈值时发出相应的报警信号；

所述通信模块用于向移动接收控制终端发送采集的各类数据或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述电源模块包括市电模块、交直流变换电路、蓄电池模块、充放电保护模块、稳压稳流模块；所述电源模块用于向系统其他模块提供所需要的稳压市电或直流电；

所述移动接收控制终端用于实时接收通信模块发送的各类数据信息，并根据需要人为远程设定管控参数以供主控模块调用。

2.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述主控模块为FPGA、ARM、DSP中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述电源模块还包括互感自取电模块；

所述互感自取电模块包括控制芯片、电源线圈、整流电路、限压限流保护模块，DC-DC稳压模块，DC-AC转换模块、超级电容充电电路，超级电容、超级电容供电电路。

4.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述电参数采集模块包括高压进出线电流传感器、高压进出线电压传感器、低压母线回路电流采集单元和低压母线回路电压采集单元、各分支线电压电路采集单元。

5.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在 于，所述每组风冷却器由1台油泵和4-5台风扇组成。

6.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述显示报警模块包括LED电子显示屏、监控显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

7.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述开关动作模块包括一组设置在变压器输入端的继电器。

8.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述通信模块包括WiFi通信模块和Zigbee 通信模块。

9.根据权利要求1所述的一种电网用户外油浸式变压器综合管控系统，其特征在于，所述电网用户外油浸式变压器综合管控系统还通过通信模块与供电调度中心联网通信。