CN107860487A - 配电变压器的油位和油温一体化监测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种配电变压器的油位和油温一体化监测方法及装置，嵌入漂浮件的第一声表面波传感器对变压器油温进行测量；外壳上设置第二声表面波传感器对环境温度进行测量；油位变化使漂浮件上下移动，通过连杆带动标识管在外壳内上下移动；磁性体随标识管上下移动，使外壳上的磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，控制磁控开关吸合或断开；变压器的油位过低时，磁控开关断开，环境温度信号中断，传感器天线断开，油位告警信号得以触发。本发明是基于声表面波传感器和磁控技术的无源无线智能监测技术，具有结构简单、监测功能全面、集成度高、安装维护方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电变压器在线监测方法及装置，具体是一种基于声表面波传感器和磁控技术的变压器油的油位和油温一体化监测方法及装置。
背景技术
变压器油的温升通常反应了变压器的负载、散热情况。油位则反应了变压器的密封、渗漏油状况，油的温升和油位等非电量监测对于油浸式配电变压器的安全可靠运行非常重要。传统的配电变压器温升监测采用有线传感的方式实现，而油位无法监测（只能通过标识现场目视化检查）。同时，环境温度、油温和油位检测等功能都是孤立设计，不仅电气、机械结构复杂，而且存在供电和信号传输可靠性问题；普通的顶装管式油位计无法实现远程监测功能。
发明内容
本发明的目的是提高油浸式配电变压器的监测效率，提供一种温升和油位监测的双功能一体化监测方法及装置。通过采用无源无线传感技术和磁控技术一体化结构设计，实现了配电变压器的智能在线监测，为运行数据采集提供技术支撑。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种配电变压器的监测装置，其包含：
若干声表面波传感器，对变压器油、或变压器、或变压器所在环境进行监测；
漂浮件，浸入变压器油，随油位变化而上下移动；
标识管，位于监测装置的外壳内；
连杆，一端与所述标识管连接，另一端与所述漂浮件连接，在所述漂浮件上下移动时带动所述标识管上下移动；
磁控开关，设置在所述外壳处；
磁性体，设置在所述标识管处；所述磁性体随标识管上下移动，使磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，控制所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关的吸合状态或断开状态之中的一个，被设定为触发油位告警信号的状态；所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述监测装置停止获取由该磁控开关控制的至少一个声表面波传感器所采集的监测数据。
优选地，所述监测装置的声表面波传感器，包含：
第一声表面波传感器，嵌入在漂浮件处；
第二声表面波传感器，设置在监测装置的外壳处；
所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述监测装置停止获取由该磁控开关控制的第二声表面波传感器所采集的监测数据。
优选地，所述第一声表面波传感器是油温传感器；
第二声表面波传感器是环境温度传感器。
优选地，所述监测装置设有传感器天线，与监测装置外部的阅读器的天线进行信息传递；
所述传感器天线通过馈线分别连接各个声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给各声表面波传感器，或者将各声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得各声表面波传感器所采集的监测数据；
所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述传感器天线停止获取或发送由该磁控开关控制的声表面波传感器所采集的监测数据。
优选地，所述标识管、连杆及漂浮件内部设有相连通的轴向通孔，通过从中穿过的相应馈线，将所述传感器天线与嵌入在漂浮件处的第一声表面波传感器进行电性连接。
优选地，所述外壳的侧壁开设有透明的观察窗，用以在漂浮件随油位变化时查看标识管的变化。
优选地，所述外壳处设有压力释放阀，在变压器内部气体压力超过阈值时动作以释放压力。
本发明的另一个技术方案在于提供一种配电变压器的油温测量方法：
将声表面波传感器嵌入在漂浮件处，所述漂浮件浸入变压器油时，声表面波传感器对变压器油温进行测量；
传感器天线通过馈线连接声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给声表面波传感器，或者将声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得油温的状态。
本发明的又一个技术方案在于提供一种配电变压器的油位预警监测方法：浸入变压器油的漂浮件随油位变化而上下移动，通过连杆带动一标识管在监测装置的外壳内上下移动；
所述标识管处设置的磁性体随该标识管移动，使外壳上设置的一磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关串联在声表面波传感器及传感器天线之间；变压器的油位处在设定的正常范围以外时，所述磁控开关断开，使所述声表面波传感器停止监测数据或使所述传感器天线停止将声表面波传感器监测的数据向外部的阅读器发送，并发出油位告警。
本发明还有一个技术方案在于提供一种配电变压器的油位和油温一体化监测方法：第一声表面波传感器嵌入在漂浮件处，所述漂浮件浸入变压器油时，第一声表面波传感器对变压器油温进行测量；监测装置的外壳上设有第二声表面波传感器，对环境温度进行测量；
传感器天线分别通过馈线连接第一、第二声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给各声表面波传感器，或者将各声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得油温、环境温度的状态；
所述漂浮件随油位变化而上下移动，通过连杆带动一标识管在外壳内上下移动；所述标识管处设置的磁性体随该标识管移动，使外壳上设置的一磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关串联在第二声表面波传感器及传感器天线之间；变压器的油位处在设定的正常范围以外时，所述磁控开关断开，使第二声表面波传感器停止监测或使所述传感器天线停止将第二声表面波传感器监测的环境温度数据向外部的阅读器发送，并发出油位告警。
综上所述，本发明采用无源无线传感技术和磁控技术，实现油温和油位监测二种功能的一体化设计，不仅解决了传统有线传感方式存在的供电和安装不便的问题，而且大大提高了监测装置的集成度，有助于提高油浸式配电变压器油位和油温的监测效率。
附图说明
图1本发明的配电变压器的油位和油温一体化监测装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明。
如图1所示，本发明提供一种用于配电变压器的监测装置，包含：阅读器101、阅读器天线102、压力释放阀201、传感器天线202、馈线203、观察窗204、标识管205、外壳206、漂浮件207、油温传感器208、连杆209、环境温度传感器210、磁性体211和磁控开关212。
其中，油温传感器208内嵌于漂浮件207的下部，用于测量油温；外壳206一般设置在变压器油箱的箱盖上，而漂浮件207浸入变压器油箱内，通过油温传感器208对顶层油温进行测量，这样即使油位发生上下波动也能正常测量。
环境温度传感器210固定在外壳206上，用于测量环境温度。优选的示例中，油温传感器208、环境温度传感器210均是采用声表面波技术的无源无线传感器（声表面波传感器）。
漂浮件207位于外壳206下方，与连杆209一端连接；在外壳206底部设有开孔，供连杆209的另一端穿过，进而与设置在外壳206内部的标识管205连接。
与油温传感器208对应连接的一路馈线203，依次穿过开设在所述标识管205、连杆209及漂浮件207内部的轴向通孔，与插接在外壳206上部安装孔处的传感器天线202进行连接。传感器天线202与环境温度传感器210之间通过另一路馈线203连接。
外壳206的侧壁开设有观察窗204，观察窗204上安装有透明玻璃板，以便透过观察窗204来查看标识管205的位置变化。优选的示例中，标识管205的表面涂覆有上下两种颜色；油位变化时，漂浮件207上下移动，通过连杆209推动标识管205上下移动，则从观察窗204看到的标识管205的颜色也相应发生变化。
磁性体211放置于标识管205内部，能在油位变位时随标识管205上下移动，对磁控开关212的吸合或断开进行控制；本例所述的磁控开关212设置在外壳206处，并串联在环境温度传感器210与传感器天线202之间。
阅读器101通过阅读器天线102发射信号；传感器天线202接收来自阅读器101的信号，并把信号通过馈线203分别传输给油温传感器208和油环境温度传感器210；信号进入油温传感器208和环境温度传感器210后，经过能量转换过程，油温传感器208和环境温度传感器210分别发出反馈信号，反馈信号依次通过馈线203、传感器天线202和阅读器天线102传输到阅读器101；阅读器101经过信号处理，获得相应的油温、环境温度和油位的状态。
当变压器的油位处于正常范围时，磁控开关212处于磁性体211作用范围内；磁控开关212吸合，环境温度传感器210可以获得来自阅读器101的信号，以及将采集的环境温度信号传送到传感器天线202进行发射。反之，当变压器的油位过低（或过高）时，磁控开关212处于磁性体211作用范围外；磁控开关212断开，环境温度信号中断，并触发油位告警。
当变压器内部气体压力升高，超过一定阈值时，安装在外壳206顶部的压力释放阀201动作以释放压力，起到保护作用。
综上所述，本发明的配电变压器的油位和油温一体化监测方法及装置，具有结构简单、监测功能全面、集成度高、安装维护方便等特点。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种配电变压器的监测装置，其特征在于，包含：
若干声表面波传感器，对变压器油、或变压器、或变压器所在环境进行监测；
漂浮件，浸入变压器油，随油位变化而上下移动；
标识管，位于监测装置的外壳内；
连杆，一端与所述标识管连接，另一端与所述漂浮件连接，在所述漂浮件上下移动时带动所述标识管上下移动；
磁控开关，设置在所述外壳处；
磁性体，设置在所述标识管处；所述磁性体随标识管上下移动，使磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，控制所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关的吸合状态或断开状态之中的一个，被设定为触发油位告警信号的状态；所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述监测装置停止获取由该磁控开关控制的至少一个声表面波传感器所采集的监测数据。
2.如权利要求1所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述监测装置的声表面波传感器，包含：
第一声表面波传感器，嵌入在漂浮件处；
第二声表面波传感器，设置在监测装置的外壳处；
所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述监测装置停止获取由该磁控开关控制的第二声表面波传感器所采集的监测数据。
3.如权利要求2所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述第一声表面波传感器是油温传感器；
第二声表面波传感器是环境温度传感器。
4.如权利要求2所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述监测装置设有传感器天线，与监测装置外部的阅读器的天线进行信息传递；
所述传感器天线通过馈线分别连接各个声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给各声表面波传感器，或者将各声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得各声表面波传感器所采集的监测数据；
所述磁控开关处于触发油位告警信号的状态时，所述传感器天线停止获取或发送由该磁控开关控制的声表面波传感器所采集的监测数据。
5.如权利要求4所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述标识管、连杆及漂浮件内部设有相连通的轴向通孔，通过从中穿过的相应馈线，将所述传感器天线与嵌入在漂浮件处的第一声表面波传感器进行电性连接。
6.如权利要求1所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述外壳的侧壁开设有透明的观察窗，用以在漂浮件随油位变化时查看标识管的变化。
7.如权利要求1所述配电变压器的监测装置，其特征在于，
所述外壳处设有压力释放阀，在变压器内部气体压力超过阈值时动作以释放压力。
8.一种配电变压器的油温测量方法，其特征在于，
将声表面波传感器嵌入在漂浮件处，所述漂浮件浸入变压器油时，声表面波传感器对变压器油温进行测量；
传感器天线通过馈线连接声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给声表面波传感器，或者将声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得油温的状态。
9.一种配电变压器的油位预警监测方法，其特征在于，
浸入变压器油的漂浮件随油位变化而上下移动，通过连杆带动一标识管在监测装置的外壳内上下移动；
所述标识管处设置的磁性体随该标识管移动，使外壳上设置的一磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关串联在声表面波传感器及传感器天线之间；变压器的油位处在设定的正常范围以外时，所述磁控开关断开，使所述声表面波传感器停止监测数据或使所述传感器天线停止将声表面波传感器监测的数据向外部的阅读器发送，并发出油位告警。
10.一种配电变压器的油位和油温一体化监测方法，其特征在于，
第一声表面波传感器嵌入在漂浮件处，所述漂浮件浸入变压器油时，第一声表面波传感器对变压器油温进行测量；监测装置的外壳上设有第二声表面波传感器，对环境温度进行测量；
传感器天线分别通过馈线连接第一、第二声表面波传感器，将该传感器天线从阅读器处接收到的第一信号发送给各声表面波传感器，或者将各声表面波传感器根据第一信号进行能量转换后反馈的第二信号发送给阅读器的天线，所述阅读器通过处理第二信号获得油温、环境温度的状态；
所述漂浮件随油位变化而上下移动，通过连杆带动一标识管在外壳内上下移动；所述标识管处设置的磁性体随该标识管移动，使外壳上设置的一磁控开关处于该磁性体的作用范围以内或以外时，所述磁控开关吸合或断开；
所述磁控开关串联在第二声表面波传感器及传感器天线之间；变压器的油位处在设定的正常范围以外时，所述磁控开关断开，使第二声表面波传感器停止监测或使所述传感器天线停止将第二声表面波传感器监测的环境温度数据向外部的阅读器发送，并发出油位告警。
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