CN108493894A - 一种干式变压器安全运行智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干式变压器安全运行智能监控系统，主要包括干式变压器温度智能监控器、无线接收模块、系统测温模块、整流模块、接触器、指示灯、冷却风机；所述系统测温模块包括绕组测温模块、低压接头测温模块、高压接头测温模块和室内测温模块；所述干式变压器温度智能监控器采用智能监测技术，与无线接收模块、冷却风机控制电路、报警电路一起全面监控干式变压器运行温度，包括低压接头温度、高压接头温度、绕组温度和室内温度的监测，并与配电室的通风系统进行联动，实现智能控制，达到可靠运行，节约能耗的目的。

Description

一种干式变压器安全运行智能监控系统

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，更具体地，涉及一种干式变压器安全运行智能监控系统。

背景技术

配电网中大量使用干式变压器，与油浸式变压器相比，具有无油化和无需设立单独变压器室的优点，从而降低了火灾危险和降低了占地面积，在高层住宅和商住小区大量应用。

干式变压器安装在户内，通风条件不畅，而且结构上直接依靠空气散热，而不像油变那样可通过油循环来冷却，所以在干式变压器底部均配置了冷却冷却风机，根据绕组的温度自动通风降温。干式变压器除了上述监测绕组温度自动启动随机配置的冷却风机这种措施外，没有电气接点的温度监测保护措施。

目前干式变压器运行温度监测项目单一，不能满足干式变压器安全运行管理的需要。随着人民生活水平的提高，家用电器的数量和用电功率都快速增长，很多的变压器处于重载甚至过载，干式变压器上的低压电气接头电流大，但是没有进行温度监测，也就没法进行接头老化发热时提前预警；高压接头电流虽然较小，但是电压高，如果高压电缆头的制作和材质存在质量问题，它会是一个慢慢发展的过程，直到最后绝缘破坏，引起弧光短路，导致供电中断，造成设备和人身安全威胁，高压接头发生故障，引起温度异常，属于电压致热型，不象低压接头那样温度会升的很高，但是可以通过三相对比、历史数据对比来发现。

目前干式变压器强制通风冷却功能单一，缺乏智能逻辑来联动其它设备，效果不佳，能耗大。目前干式变压器虽然实现了根据三个低压绕组的温度的高低，启动或停止自身配置的冷却冷却风机，但没有同步启动室内的通冷却风机，导致变压器的热量散发到配电室内，室内温度升高，进一步恶化了变压器的运行环境，导致冷却冷却风机虽然不停工作，耗费能源，变压器却还处于一个较高的温度状态，加速了绝缘老化；同时室内的高温严重影响同室安装的开关设备的正常运行；如果长期开启配电室的通冷却风机，则存在不必的能源浪费和噪音扰民现象。

发明内容

本发明为克服上述技术问题，提供一种干式变压器安全运行智能监控系统。

本发明的首要目的是实现干式变压器全方位温度监控，包括低压接头温度、高压接头温度、绕组温度。

本发明的进一步目的是通过智能监测与控制，实现与配电室的通风系统联动，达到可靠运行，节约能耗的目的。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：一种干式变压器安全运行智能监控系统，主要包括干式变压器温度智能监控器、无线接收模块、绕组测温模块、低压接头测温模块、高压接头测温模块和室内测温模块、整流模块、接触器、指示灯、冷却风机。干式变压器温度智能监控器采用智能监测技术，与无线接收模块、冷却风机控制电路、报警电路一起全面监控干式变压器运行温度，包括低压接头温度、高压接头温度、绕组温度和配电室内温度的监测，并与配电室的通风系统进行联动，实现智能控制，达到可靠运行，节约能耗的目的。

干式变压器温度智能监控器采用AC220V工作电源，经内部开关电源整流后供给整个装置使用；干式变压器温度智能监控器具有液晶显示功能，可以一次分三行显示三相温度数据，并有自动轮流显示功能；干式变压器温度智能监控器具有参数设置、逻辑比较功能和输出控制功能，可以根据设置值与实际值的比较输出报警和控制冷却风机的指令；干式变压器温度智能监控器的装置电源和输出触点电源分开，避免输出电路在外部电路影响时，装置保护开关跳闸，失去工作电源，不能记录和上报异常情况，只要装置电源下正常，监测就能正常进行，可提示进行控制输出部分的检查修复。

与现有技术相比，本发明技术方案的干式变压器有益效果是：实现干式变压器全方位温度监测与控制，提高干式变压器的通风、散热效果，可靠运行，节能降耗。

附图说明

图1为干式变压器安全运行智能监控系统的结构示意图。

图中标号说明书如下：

图1中：1：干式变压器温度智能监控器；2：无线接收模块；4：整流模块；31A-31C：绕组测温模块；32A-32C：低压接头测温模块；33A-33C：高压接头测温模块；34：室内测温模块；51-52：接触器；61-63：指示灯；71-72：冷却风机；101：开关电源；102：微处理器：103：输出驱动：104：通信模块：105：显示驱动；111-116：继电器。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，干式变压器安全运行智能监控系统包括如下模块：干式变压器温度智能监控器1、无线接收模块2、整流模块4、绕组测温模块31A-31C、低压接头测温模块32A-32C、高压接头测温模块33A-33C、室内测温模块34、接触器51-52、指示灯61-63、冷却风机71-72。其中，干式变压器温度智能监控器1包括开关电源101、MCU处理器102、输出驱动103、通信模块104、显示驱动105；绕组测温模块31A-31C、低压接头测温模块32A-32C、高压接头测温模块33A-33C、室内测温模块34共同构成系统测温模块。

干式变压器的监测控制原理如下：

一、监测绕组温度和控制通风、保护：三个三相绕组测温模块31A-31C通过整流模块4供电，模块安装在干式变压器外壳上，其感温头插入三相低压绕组间隙，检测绕组温度，并通过内置在测温模块天线，以无线方式将测温数据传输给无线接收模块2，无线接收模块2与干式变压器温度智能监控器1安装同一个监测箱内，通过RS485通信线进行连接，将温度数据传输给干式变压器温度智能监控器1，通过数据处理后，进行显示，一次显示三相绕组温度数据；

自动通风降温过程：干式变压器温度智能监控器1将采集到的温度值与设置值进行比较，当超过设置值时，其内部的继电器111闭合，接触器K1线圈得电触点闭合，干式变压器冷却冷却风机71启动；继电器111闭合10分钟后(此时间可调节)，继电器112闭合，接触器K2线圈得电触点闭合，配电室通冷却风机启动；当绕组温度下降到停止值时，继电器111断开，接触器K1线圈失电触点断开，干式变压器冷却冷却风机71停止；继电器111断开10分钟后(此时间可调节)，继电器112断开，接触器K2线圈失电触点断开，配电室通冷却风机停止。当因冷却风机故障，导致通风散热失效时，温度上升到超过绕组高温报警值时，继电器113闭合，报警指示灯61亮，如果温度继续上升，超过绕组极高温跳闸设置值时，继电器116闭合，接通高压侧开关的跳闸回路，高压侧开关跳闸，变压器退出运行；当变压器绕组温度低于跳闸值时，116断开，高压开关方可合闸；当变压器温度低于报警值时，继电器113断开，报警指示灯61熄灭。

二、监测低压接头温度和报警、保护：三个三相低压接头测温模块32A-32C通过内置的电流互感器从低压电缆上取电，经内部电路处理后获得工作电源，测温模块为表带式，安装在干式变压器低压接头的电缆上，其感温头用导热硅胶粘接在三相低压接头上，直接检测接头温度，并通过内置在测温模块天线，以无线方式将测温数据传输给无线接收模块2，无线接收模块2与干式变压器温度智能监控器1安装同一个监测箱内，通过RS485通信线进行连接，将温度数据传输给干式变压器温度智能监控器1，通过数据处理后，进行显示，一次显示三相低压接头的温度数据；当采集到的温度超过低压接头报警设置值时，其内部的继电器114闭合，报警指示灯62亮，提示低压接头温度报警；如果温度继续上升，超过低压接头极高温跳闸设置值时，继电器116闭合，接通高压侧开关的跳闸回路，高压侧开关跳闸，变压器退出运行；当变压器低压接头温度低于跳闸值且无其它项目温度高输出跳闸时，116断开，高压开关方可合闸；当变压器低压接头温度低于报警值时，继电器114断开，报警指示灯62熄灭。

三、监测高压接头温度和报警、保护：三个三相高压接头测温模块33A-33C通过内置的电场感应器从高压电缆上取电，经内部电路处理后获得工作电源，测温模块为表带式，安装时先在干式变压器高压接头上搭接一小段铜排，然后将测温模块固定在铀排上，其感温头用导热硅胶粘接在三相高压接头上，直接检测接头温度，并通过内置在测温模块天线，以无线方式将测温数据传输给无线接收模块2，无线接收模块2与干式变压器温度智能监控器1安装同一个监测箱内，通过RS485通信线进行连接，将温度数据传输给干式变压器温度智能监控器1，通过数据处理后，进行显示，一次显示三相高压接头的温度数据；当采集到的温度超过高压接头报警设置值时，其内部的继电器115闭合，报警指示灯63亮，提示高压接头温度报警；如果温度继续上升，超过高压接头极高温跳闸设置值时，继电器116闭合，接通高压侧开关的跳闸回路，高压侧开关跳闸，变压器退出运行；当变压器高压接头温度低于跳闸值且无其它项目温度高输出跳闸时，116断开，高压开关方可合闸；当变压器高压接头温度低于报警值时，继电器115断开，报警指示灯63熄灭。

四、配电室温度自动通风控制：测温模块34通过整流模块4供电，整流模块4安装在配电室内，其感温头检测室内温度，并通过内置在测温模块天线，以无线方式将测温数据传输给无线接收模块2，无线接收模块2与干式变压器温度智能监控器1安装同一个监测箱内，通过RS485通信线进行连接，将温度数据传输给干式变压器温度智能监控器1，通过数据处理后，进行显示；干式变压器温度智能监控器1将采集到的温度值与配电室通风设置值进行比较，当超过设置值时，其内部的继电器112闭合，继电器112闭合，接触器K2线圈得电触点闭合，配电室通冷却风机启动；当室内温度下降到停止值时，继电器112断开，接触器K2线圈失电触点断开，配电室通冷却风机停止。

通过上述实施方式，本发明实现了如下技术效果：

1.实现干式变压器全方位温度监控，包括低压接头温度、高压接头温度、绕组温度，填补了高低压接头无监测预警功能的空白；

2.通过智能监测与控制，实现与配电室的通风系统联动，达到可靠运行，节约能耗的目的。

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干式变压器安全运行智能监控系统，包括干式变压器温度智能监控器(1)、无线接收模块(2)、系统测温模块、整流模块(4)、接触器(51-52)、指示灯(61-63)、冷却风机(71-72)，其特征在于：所述系统测温模块包括绕组测温模块(31A-31C)，低压接头测温模块(32A-32C)，高压接头测温模块(33A-33C)以及室内测温模块(34)；所述绕组测温模块(31A-31C)通过整流模块(4)供电，所述整流模块(4)安装在所述干式变压器的外壳上，所述系统测温模块的感温头检测绕组温度、低压接头温度、高压接头温度和干式变压器室内温度，并将检测到的温度数据传输给无线接收模块(2)，无线接收模块(2)将所述温度数据传输给干式变压器温度智能监控器(1)，通过数据处理后并进行显示。

2.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述绕组测温模块(31A-31C)通过所述感温头插入所述绕组测温模块(31A-31C)的三相低压绕组间隙，检测绕组温度，并通过内置的测温模块天线，以无线方式将所述温度数据传输给无线接收模块2。

3.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述低压接头测温模块(32A-32C)通过内置的电流互感器从低压电缆上取电，经内部电路处理后获得工作电源，并通过所述低压接头测温模块(32A-32C)内置的测温模块天线，以无线方式将所述温度数据传输给无线接收模块(2)。

4.根据权利要求3所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述低压接头测温模块(32A-32C)为表带式。

5.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述高压接头测温模块(33A-33C)通过内置的电场感应器从高压电缆上取电，经内部电路处理后获得工作电源，所述并通过内置在测温模块天线，以无线方式将所述温度数据传输给无线接收模块2。

6.根据权利要求5所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述高压接头测温模块(33A-33C)为表带式。

7.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述无线接收模块(2)与干式变压器温度智能监控器(1)均安装监测箱内，两者通过RS485通信线进行连接。

8.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述干式变压器温度智能监控器(1)将采集到的温度值与配电室通冷却风机设置值进行比较，当超过设置值时，其内部的继电器闭合，接触器的线圈得电触点闭合，配电室通冷却风机启动；当室内温度下降到停止值时，继电器断开，接触器的线圈失电触点断开，配电室通冷却风机停止。

9.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述绕组测温模块(31A-31C)用于测量三相绕组温度，所述低压接头测温模块(32A-32C)用于测量三个低压接头温度，所述高压接头测温模块(33A-33C)用于测量三个高压接头温度，所述室内测温模块(34)用于测量配电室内温度。

10.根据权利要求1所述的干式变压器安全运行智能监控系统，其特征在于：所述冷却风机(71-72)包括干式变压器冷却风机和配电室冷却风机。