CN110907042B

CN110907042B - 变压器温升监控装置及系统

Info

Publication number: CN110907042B
Application number: CN201911147575.5A
Authority: CN
Inventors: 罗欣儿; 田杰; 余鹏
Original assignee: Shenzhen Power Supply Co ltd
Current assignee: Shenzhen Power Supply Co ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2039-11-21
Also published as: CN110907042A

Abstract

本申请提供了一种变压器温升监控装置及系统，包括：温度采集电路、数据耦合电路以及滤波处理电路。所述温度采集电路设置于所述变压器内。所述温度采集电路用于采集所述变压器内的温度并得到电压信号。所述数据耦合电路设置于所述变压器内。所述数据耦合电路的输入端与所述温度采集电路电连接。所述数据耦合电路的输出端与所述低压绕组电连接。所述数据耦合电路用于获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号。所述滤波处理电路与所述低压绕组电连接。所述滤波处理电路用于获取所述第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机。

Description

变压器温升监控装置及系统

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，特别是涉及变压器温升监控装置及系统。

背景技术

电力变压器是电力系统的核心设备之一，只有以电力变压器的安全运行为前提，才能保证电力系统的安全运行。为了保障电力系统的安全运行及变压器的使用寿命，需要对变压器的温度进行实时监控。

变压器运行时，绕组里有电阻损耗，铁心里有磁滞损耗以及涡流损耗。这些损耗不但会影响变压器运行时的效率，而且还会产生热量。这些热量除使发热体本身温度升高外，还会影响周围的介质，这就使得对变压器各部分的温度进行监控是必要的。

目前，对变压器内的温度进行监控大多采用温度采集设备和人为进行监控，这样导致无法及时发现或提前预知故障，存在一定的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对变压器内的温度监控采用温度采集设备和人为进行监控，导致无法及时发现或提前预知故障，存在安全隐患的问题，提供一种变压器温升监控装置及系统。

一种变压器温升监控装置，所述变压器包括高压绕组和低压绕组，包括：

温度采集电路，设置于所述变压器内，用于采集所述变压器内的温度并得到电压信号；

数据耦合电路，设置于所述变压器内，所述数据耦合电路的输入端与所述温度采集电路电连接，所述数据耦合电路的输出端与所述低压绕组电连接，用于获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号；以及

滤波处理电路，与所述低压绕组电连接，用于获取所述第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机。

在其中一个实施例中，所述温度采集电路包括：

恒流源电路，所述恒流源电路的输入端与所述感应线圈电连接，用于提供恒定的电流；

电流电压转换电路，分别与所述恒流源电路和所述数据耦合电路的输入端电连接，用于获取所述电流，将所述电流转换为电压；以及

放大电路，与所述电流电压转换电路电连接，用于接收所述电压，并将所述电压放大处理后得到所述电压信号，将所述电压信号输出至所述数据耦合电路。

在其中一个实施例中，所述电流电压转换电路包括：

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述恒流源电路电连接；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端电连接；

第三电阻，所述第二电阻的第二端通过所述第三电阻接地；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述恒流源电路电连接，所述第四电阻的第二端用于电连接电源；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述恒流源电路电连接；

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端电连接，所述第六电阻的第二端与所述放大电路电连接；

运算放大器，所述运算放大器的第一输入端与所述第五电阻的第二端电连接，所述运算放大器的输出端与所述放大电路电连接；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第二电阻的第一端电连接；

第八电阻，所述第八电阻的第一端与所述第七电阻的第二端电连接，所述第八电阻的第二端与所述运算放大器的第二输入端电连接；

第九电阻，并联于所述第八电阻的两端；以及

第十电阻，所述第十电阻的第一端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第十电阻的第二端与所述电源电连接。

在其中一个实施例中，所述第二电阻为铂电阻。

在其中一个实施例中，所述数据耦合电路包括：

控制器，与所述温度采集电路电连接，用于获取所述电压信号；

第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述控制器电连接；

高频变压器，所述高频变压器的第一端与所述第一开关管的第二端电连接；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述高频变压器的第二端电连接，所述第二开关管的第二端与所述控制器电连接；以及

第一电容，所述第一电容的第一端与所述高频变压器的第三端电连接，所述第一电容的第二端与所述低压绕组电连接，所述高频变压器的第四端接地；

所述控制器用于基于所述电压信号控制所述第一开关管导通或所述第二开关管导通，且所述第一开关管和所述第二开关管互补导通。

在其中一个实施例中，所述滤波处理电路包括：

第二电容，所述第二电容的第一端与所述低压绕组电连接；

第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与所述第二电容的第二端电连接，所述第十一电阻的第二端接地；以及

电平转换电路，所述电平转换电路的第一端分别与所述第十一电阻的第一端和所述第二电容的第二端电连接，所述电平转换电路的第二端接地，所述电平转换电路的输出端与所述上位机电连接。

在其中一个实施例中，所述滤波处理电路还包括：

第三电容，所述第三电容的第一端与所述第二电容的第一端电连接，所述第三电容的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述的变压器温升监控装置还包括：

模数转换器，所述模数转换器串联于所述温度采集电路和所述数据耦合电路之间。

在其中一个实施例中，所述的变压器温升监控装置还包括：

感应线圈，设置于所述变压器内，与所述高压绕组相邻设置，与所述温度采集电路电连接，用于获取电能。

一种变压器温升监控系统，包括：

上述任一项实施例所述的变压器温升监控装置；以及

上位机，所述上位机与所述滤波处理电路电连接。

在其中一个实施例中，所述上位机用于获取所述第二高频脉冲信号，并根据预设电压温度关系表将所述第二高频脉冲信号转换为所述变压器内的当前温度。

与现有技术相比，上述变压器温升监控装置及系统，通过所述温度采集电路实时采集所述变压器内的温度，并得到电压信号。然后通过所述数据耦合电路、所述低压绕组和所述滤波处理电路的配合，将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号再次进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机。从而通过所述上位机将所述第二高频脉冲信号转换为对应的所述变压器内的当前温度，便于工作人员对所述变压器内的温度进行记录以及监控，不仅提高了监控效率，还提高了安全性。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的变压器温升监控装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的恒流源电路的电路图；

图3为本申请一实施例提供的电流电压转换电路的电路图；

图4为本申请一实施例提供的放大电路的电路图；

图5为本申请一实施例提供的变压器温升监控装置的部分电路图；

图6为本申请一实施例提供的感应线圈与高压绕组位置关系图；

图7为本申请一实施例提供的变压器温升监控系统的原理框图。

10变压器温升监控装置

11变压器

12上位机

100温度采集电路

101高压绕组

102低压绕组

103电源

110恒流源电路

120电流电压转换电路

121第一电阻

122第二电阻

123第三电阻

124第四电阻

125第五电阻

126第六电阻

127运算放大器

128第七电阻

129第八电阻

130放大电路

131第九电阻

132第十电阻

20变压器温升监控系统

200数据耦合电路

210控制器

220第一开关管

230高频变压器

240第二开关管

250第一电容

300滤波处理电路

310第二电容

320第十一电阻

330电平转换电路

340第三电容

400模数转换器

500感应线圈

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本申请一实施例提供一种变压器温升监控装置10，所述变压器11包括高压绕组101和低压绕组102，包括：温度采集电路100、数据耦合电路200以及滤波处理电路300。所述温度采集电路100设置于所述变压器11内。所述温度采集电路100用于采集所述变压器11内的温度并得到电压信号。所述数据耦合电路200设置于所述变压器11内。所述数据耦合电路200的输入端与所述温度采集电路100电连接。

所述数据耦合电路200的输出端与所述低压绕组102电连接。所述数据耦合电路200用于获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号。所述滤波处理电路300与所述低压绕组102电连接。所述滤波处理电路300用于获取所述第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机12。

可以理解，所述温度采集电路100的具体电路结构不做具体的限定，只要具有采集所述变压器11内的温度并得到电压信号的功能即可。在一个实施例中，所述温度采集电路100可由恒流源、PT100铂电阻、运算放大器搭建构成。在一个实施例中，通过恒流源给所述PT100铂电阻一个稳定的电流值，使得所述PT100铂电阻感应所述变压器11内的温度变化，从而引起其自身阻值的变化，进而将这种变化转变为电压信号变化，即可得到对应的电压信号。

同时将所述温度采集电路100设置于所述变压器11内部，能够使得采集的电压信号更加准确真实，提高采集的可靠性。在一个实施例中，所述PT100铂电阻能够利用电阻大小反映温度大小，具有精度高以及非常好的稳定性和线性度。

可以理解，所述数据耦合电路200的具体电路结构不做限制，只要具有将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号的功能即可。在一个实施例中，所述数据耦合电路200可由MCU（微控制单元）、开关管和高频变压器搭建构成。具体的，可通过MCU接收所述温度采集电路100发送的所述电压信号，并根据所述电压信号控制开关管导通或断开，同时将MCU输出的数字控制信号通过高频变压器转换为高频脉冲信号，并输出至所述滤波处理电路300。通过所述数据耦合电路200将所述电压信号转换为所述第一高频脉冲信号，增加了数字量的处理过程，从而可降低实时获取的所述变压器11内温度的处理误差。

可以理解，所述滤波处理电路300的具体电路结构不做具体的限定，只要具有将所述第一高频脉冲信号进行滤波和电平转换处理的功能即可。在一个实施例中，所述滤波处理电路300可以包括滤波器和电平转换电路。具体的，可通过所述滤波器对所述第一高频脉冲信号进行滤波处理，同时通过所述电平转换电路将滤波处理后的所述第一高频脉冲信号进行电平转换，并得到所述上位机12可直接读取的所述第二高频脉冲信号。

在一个实施例中，所述电平转换电路可采用传统的电平转换芯片，只要具有将高电平转换为所述上位机12端口能够直接读取的电平即可。采用上述处理过程，不仅能够避免信号干扰，还能够便于所述上位机12读取，不需要对信号进行二次处理，在保证原有功能的前提下，降低了成本。

在一个实施例中，所述上位机12在接收到所述第二高频脉冲信号后，可根据预设电压温度关系表将所述第二高频脉冲信号转换为所述变压器11内的当前温度。在一个实施例中，所述PT100铂电阻的测温范围在0℃-200℃之间时，输出电压大小为81.92mV-144.0645mV。即所述变压器11内的温度与所述PT100铂电阻的输出电压成线性关系。也就是说，运用统计学可得出温度与电压的对应关系表（即所述预设电压温度关系表）。将所述预设电压温度关系表提前存储至所述上位机12，使得所述上位机12在接收到所述第二高频脉冲信号后，可根据预设电压温度关系表直接获取到所述变压器11内的当前温度，从而便于记录和分析所述变压器11内的实时温度，提高安全性。

本实施例中，通过所述温度采集电路100实时采集所述变压器11内的温度，并得到电压信号。然后通过所述数据耦合电路200、所述低压绕组102和所述滤波处理电路300的配合，将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号再次进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机12。从而通过所述上位机12将所述第二高频脉冲信号转换为对应的所述变压器11内的当前温度，便于工作人员对所述变压器11内的温度进行记录以及监控，不仅提高了监控效率，还提高了安全性。

请参见图2至图4，在一个实施例中，所述温度采集电路100包括：恒流源电路110、电流电压转换电路120、放大电路130。所述恒流源电路110的输入端与感应线圈500电连接。所述恒流源电路110用于提供恒定的电流。所述电流电压转换电路120分别与所述恒流源电路110和所述数据耦合电路200的输入端电连接。所述电流电压转换电路120用于获取所述电流，并将所述电流转换为电压。所述放大电路130与所述电流电压转换电路120电连接。所述放大电路130用于接收所述电压，并将所述电压放大处理后得到所述电压信号，将所述电压信号输出至所述数据耦合电路200。

在一个实施例中，所述恒流源电路110的具体电路结构不做具体的限定，只要具有提供恒定的电流的功能即可。在一个实施例中，所述恒流源电路110可以是直流恒流源。在一个实施例中，所述恒流源电路110的具体结构也可如图2所示，由两个放大器和电阻搭建构成。

在一个实施例中，图2中的电阻均为精密电阻，运放正反向输入端的电阻阻值对应相等，即电阻匹配，可以减小失调电流及偏置电流的影响。在一个实施例中，图2中的放大器可采用仪用放大器，其共模抑制比为90dB，可以有效的抑制共模信号和减小温漂，进而减小系统误差。

在一个实施例中，根据运放特性及叠加原理可求得此恒流源输出的电流值，计算过程如下：

；

；

其中，V为基准电压，I₀为所述恒流源电路110输出的恒定电流；

由上述公式可得：

；

式中：V=2.048V，Rs=2.5K，可知I₀=0.8192mA。在所述恒流源电路110中运放的供电电压（即V0）为5V。图2中运算放大器U2构成了一个电压跟随器，其作用有两点：第一可使流过Rs的电流几乎都流入了负载；第二是将V2反馈给了主控放大器，稳定输出电压，从而可得到更加准确的电流。

在一个实施例中，所述电流电压转换电路120的具体电路结构不做限制，只要具有将电压转换为电流的功能即可。在一个实施例中，所述电流电压转换电路120可由多个电阻和运算放大器搭建构成。具体的，如图3所示，所述电流电压转换电路120可包括：第一电阻121、第二电阻122、第三电阻123、第四电阻124、第五电阻125、第六电阻126、运算放大器127、第七电阻128、第八电阻129、第九电阻131和第十电阻132。所述第一电阻121的第一端与所述恒流源电路110电连接。所述第二电阻122的第一端与所述第一电阻121的第二端电连接。所述第二电阻122的第二端通过所述第三电阻123接地。所述第四电阻124的第一端与所述恒流源电路110电连接。所述第四电阻124的第二端用于电连接电源103。

所述第五电阻125的第一端与所述恒流源电路110电连接。所述第六电阻126的第一端与所述第五电阻125的第二端电连接。所述第六电阻126的第二端与所述放大电路130电连接。所述运算放大器127的第一输入端与所述第五电阻125的第二端电连接。所述运算放大器127的输出端与所述放大电路130电连接。所述第七电阻128的第一端与所述第二电阻122的第一端电连接。

所述第八电阻129的第一端与所述第七电阻128的第二端电连接。所述第八电阻129的第二端与所述运算放大器126的第二输入端电连接。所述第九电阻131并联于所述第八电阻129的两端。所述第十电阻132的第一端与所述第八电阻129的第一端电连接。所述第十电阻132的第二端与所述电源103电连接。

在一个实施例中，所述第二电阻122可为三线制的铂电阻。在一个实施例中，所述第四电阻124和所述第十电阻132是用来检测断线的。具体的，当所述第二电阻122的上方断线时，所述电流电压转换电路120的输出电压U₀为零。当所述第二电阻122的右侧断线或下方断线时，所述电流电压转换电路120的输出电压U₀为运算放大器U3的最大输出电压Umax。

在一个实施例中，所述输出电压U₀的计算过程如下：

；

由上述两个公式可得出：

；

由上述公式可知：所述输出电压U₀的大小仅与所述第二电阻122的电阻值和所述恒流源电路110输出的恒定的电流值有关。也就是说，通过上述实施例可消除铂电阻以及线性电阻带来的误差，从而可提高检测的可靠性。

在一个实施例中，所述放大电路130的具体电路结构不做限制，只要具有将所述电压放大处理后并得到所述电压信号的功能即可。在一个实施例中，所述放大电路130可以是放大器。在一个实施例中，所述放大电路130的具体结构也可以如图4所示。图4中通过运算放大器（U6和U7）以及多个电阻搭建构成。

在一个实施例中，所述电流电压转换电路120的输出电压经过所述放大电路130进行放大后，得到的所述电压信号对应的电压范围为1.6V-2.9V。当所述变压器11内的温度变化时，对应的所述电压信号也会相应变化。例如，当所述变压器11内的温度变化1℃时，所述电压信号对应的电压变化可为6.21mV。也就是说，所述温度采集电路100输出的所述电压信号会根据所述变压器11内的温度而实时变化。

请参见图5，在一个实施例中，所述数据耦合电路200包括：控制器210、第一开关管220、高频变压器230、第二开关管240、第一电容250。所述控制器210与所述温度采集电路100电连接。所述控制器210用于获取所述电压信号。所述第一开关管220的第一端与所述控制器210电连接。所述高频变压器230的第一端与所述第一开关管220的第二端电连接。所述第二开关管240的第一端与所述高频变压器230的第二端电连接。

所述第二开关管240的第二端与所述控制器210电连接。所述第一电容250的第一端与所述高频变压器230的第三端电连接。所述第一电容250的第二端与所述低压绕组102电连接。所述高频变压器230的第四端接地。所述控制器210用于基于所述电压信号控制所述第一开关管220导通或所述第二开关管240导通，且所述第一开关管220和所述第二开关管240互补导通。

在一个实施例中，所述控制器210可以是MCU。在一个实施例中，所述第一开关管220可以是IGBT管。在一个实施例中，所述第二开关管240也可以是IGBT管。在一个实施例中，所述第一开关管220和所述第二开关管240互补导通是指：所述第一开关管220导通，则所述第二开关管240断开；或者，所述第一开关管220断开，则所述第二开关管240 导通。

在一个实施例中，所述控制器210在获取到所述温度采集电路100发送的所述电压信号后，可基于所述电压信号控制所述第一开关管220导通或所述第二开关管240导通，从而将所述电压信号通过所述高频变压器230转换为所述第一高频脉冲信号。具体的，当所述控制器210输出的数字量（即所述电压信号）为“1”时，所述第一开关管220导通，则所述第二开关管240断开；当所述控制器210输出的数字量（即所述电压信号）为“0”时，所述第一开关管220断开，则所述第二开关管240导通。

在一个实施例中，数字量“0”和“1”经过所述高频变压器230处理后，可得到所述第一高频脉冲信号。同时通过所述第一电容250对所述第一高频脉冲信号进行耦合处理后，可使得所述第一高频脉冲信号更加稳定。

在一个实施例中，所述滤波处理电路300包括：第二电容310、第十一电阻320以及电平转换电路330。所述第二电容310的第一端与所述低压绕组102电连接。所述第十一电阻320的第一端与所述第二电容310的第二端电连接。所述第十一电阻320的第二端接地。所述电平转换电路330的第一端分别与所述第十一电阻320的第一端和所述第二电容310的第二端电连接。所述电平转换电路330的第二端接地。所述电平转换电路330的输出端与所述上位机12电连接。

在一个实施例中，通过所述第二电容310、第十一电阻320组成的高通滤波器可对所述第一高频脉冲信号进行滤波处理，然后将滤波后的所述第一高频脉冲信号发送至所述电平转换电路330进行电平转换。在一个实施例中，所述电平转换电路330可以是电平转换器。在一个实施例中，所述电平转换电路330也可以是传统的具有电平转换功能的芯片。通过所述电平转换电路330将滤波后的所述第一高频脉冲信号进行电平转换，并将得到的所述第二高频脉冲信号发送至所述上位机12。

在一个实施例中，所述滤波处理电路300还包括：第三电容340。所述第三电容340的第一端与所述第二电容310的第一端电连接，所述第三电容340的第二端接地。通过所述第三电容340可对所述第二电容310、第十一电阻320组成的高通滤波器进行保护，避免其损坏。

在一个实施例中，所述的变压器温升监控装置10还包括：模数转换器400。所述模数转换器400串联于所述温度采集电路100所述数据耦合电路200之间。在一个实施例中，所述模数转换器400再接收到所述温度采集电路100发送的所述电压信号后，将所述电压信号由模拟信号转换为数字信号，从而将该所述数字信号发送至所述数据耦合电路200进行处理。在一个实施例中，所述模数转换器400的电压采集范围可为0-3V。即需将所述温度采集电路100的输出电压变换到该电压采集范围内，方可被所述模数转换器400识别。

请参见图6，在一个实施例中，所述的变压器温升监控装置10还包括：感应线圈500。所述感应线圈500设置于所述变压器11内。所述感应线圈500与所述高压绕组101相邻设置。所述感应线圈500与所述温度采集电路100电连接。所述感应线圈500用于获取电能。

在一个实施例中，所述感应线圈500可安装在所述高压绕组101的底部，通过所述高压绕组101电磁感应出电能，从而给所述温度采集电路100供电。在一个实施例中，在高频情况下，所述感应线圈500的各参数公式如下：

式中，L为环形线圈（即所述感应线圈500）电感；N为线圈匝数；r为线圈的半径；a为导线的截面半径；p为节距，密绕线圈可取p=2b；S为线圈面积；σ为电导率，可取5.8×107S/m；ε₀为真空介电常数，可取 8.85×10-12F/m；λ为工作频率对应的波长；R_ohm为热电阻；R_rad为辐射电阻，辐射电阻小于热电阻多个数量级，可忽略不计；C_P为线圈分布电容，一般在pF或更低的数量级，可忽略不计；M为高压绕组与感应线圈之间的互感；d为两线圈之间的距离。

在一个实施例中，由于电感线圈等效电阻数量级在10^-2，相对负载电阻忽略不计。又由于ωM的数量级小于10^-2，可有：

其中，L₁为高压绕组电感，R_L是感应线圈直流电阻，Us为变压器高压端母线电压。

由上述公式可得：

即：在在感应线圈半径确定的条件下，可以得到：接受端感应线圈电流与线圈匝数和高压端线圈匝数的比值有关。对于10kV的配电油浸变压器，感应线圈半径可为30mm、导线半径为2mm、匝数为5匝。

在一个实施例中，可选择测试负载为20Ω，高压绕组线圈两端电压加到10kV，感应线圈距离50-160mm。分别观察磁环二次侧匝数不同时负载电压可如下表所示：

由上表可知：在所述感应线圈500与所述高压绕组101之间距离一定时，匝数越多电压越大，获取的电能越多。而在所述感应线圈500与所述高压绕组101之间匝数一定时，距离越大电压越小，获取的电能越少。

请参见图7，本申请另一实施例提供一种变压器温升监控系统20，包括：上述任一项实施例所述的变压器温升监控装置10以及上位机12。所述上位机12与所述滤波处理电路300电连接。在一个实施例中，所述上位机12在接收到所述第二高频脉冲信号后，可根据预设电压温度关系表将所述第二高频脉冲信号转换为所述变压器11内的当前温度，从而便于记录和分析所述变压器11内的实时温度，提高安全性。

综上所述，本申请通过所述温度采集电路100实时采集所述变压器11内的温度，并得到电压信号。然后通过所述数据耦合电路200、所述低压绕组102和所述滤波处理电路300的配合，将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号再次进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机12。从而通过所述上位机12将所述第二高频脉冲信号转换为对应的所述变压器11内的当前温度，便于工作人员对所述变压器11内的温度进行记录以及监控，不仅提高了监控效率，还提高了安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种变压器温升监控装置，其特征在于，所述变压器（11）包括高压绕组（101）和低压绕组（102），包括：

温度采集电路（100），设置于所述变压器（11）内，用于采集所述变压器（11）内的温度并得到电压信号；

数据耦合电路（200），设置于所述变压器（11）内，所述数据耦合电路（200）的输入端与所述温度采集电路（100）电连接，所述数据耦合电路（200）的输出端与所述低压绕组（102）电连接，用于获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为第一高频脉冲信号；以及

滤波处理电路（300），与所述低压绕组（102）电连接，用于获取所述第一高频脉冲信号，并对所述第一高频脉冲信号进行滤波和电平转换处理后，得到第二高频脉冲信号，并将所述第二高频脉冲信号发送至上位机（12）；

所述数据耦合电路（200）包括：

控制器（210），与所述温度采集电路（100）电连接，用于获取所述电压信号；

第一开关管（220），所述第一开关管（220）的第一端与所述控制器（210）电连接；

高频变压器（230），所述高频变压器（230）的第一端与所述第一开关管（220）的第二端电连接；

第二开关管（240），所述第二开关管（240）的第一端与所述高频变压器（230）的第二端电连接，所述第二开关管（240）的第二端与所述控制器（210）电连接；以及

第一电容（250），所述第一电容（250）的第一端与所述高频变压器（230）的第三端电连接，所述第一电容（250）的第二端与所述低压绕组（102）电连接，所述高频变压器（230）的第四端接地；

所述控制器（210）用于基于所述电压信号控制所述第一开关管（220）导通或所述第二开关管（240）导通，且所述第一开关管（220）和所述第二开关管（240）互补导通。

2.如权利要求1所述的变压器温升监控装置，其特征在于，所述温度采集电路（100）包括：

恒流源电路（110），所述恒流源电路（110）的输入端与感应线圈（500）电连接，用于提供恒定的电流；

电流电压转换电路（120），分别与所述恒流源电路（110）和所述数据耦合电路（200）的输入端电连接，用于获取所述电流，将所述电流转换为电压；以及

放大电路（130），与所述电流电压转换电路（120）电连接，用于接收所述电压，并将所述电压放大处理后得到所述电压信号，将所述电压信号输出至所述数据耦合电路（200）。

3.如权利要求2所述的变压器温升监控装置，其特征在于，所述电流电压转换电路（120）包括：

第一电阻（121），所述第一电阻（121）的第一端与所述恒流源电路（110）电连接；

第二电阻（122），所述第二电阻（122）的第一端与所述第一电阻（121）的第二端电连接；

第三电阻（123），所述第二电阻（122）的第二端通过所述第三电阻（123）接地；

第四电阻（124），所述第四电阻（124）的第一端与所述恒流源电路（110）电连接，所述第四电阻（124）的第二端用于电连接电源（103）；

第五电阻（125），所述第五电阻（125）的第一端与所述恒流源电路（110）电连接；

第六电阻（126），所述第六电阻（126）的第一端与所述第五电阻（125）的第二端电连接，所述第六电阻（126）的第二端与所述放大电路（130）电连接；

运算放大器（127），所述运算放大器（127）的第一输入端与所述第五电阻（125）的第二端电连接，所述运算放大器（127）的输出端与所述放大电路（130）电连接；

第七电阻（128），所述第七电阻（128）的第一端与所述第二电阻（122）的第一端电连接；

第八电阻（129），所述第八电阻（129）的第一端与所述第七电阻（128）的第二端电连接，所述第八电阻（129）的第二端与所述运算放大器（127）的第二输入端电连接；

第九电阻（131），并联于所述第八电阻（129）的两端；以及

第十电阻（132），所述第十电阻（132）的第一端与所述第八电阻（129）的第一端电连接，所述第十电阻（132）的第二端与所述电源（103）电连接。

4.如权利要求3所述的变压器温升监控装置，其特征在于，所述第二电阻（122）为铂电阻。

5.如权利要求1所述的变压器温升监控装置，其特征在于，所述滤波处理电路（300）包括：

第二电容（310），所述第二电容（310）的第一端与所述低压绕组（102）电连接；

第十一电阻（320），所述第十一电阻（320）的第一端与所述第二电容（310）的第二端电连接，所述第十一电阻（320）的第二端接地；以及

电平转换电路（330），所述电平转换电路（330）的第一端分别与所述第十一电阻（320）的第一端和所述第二电容（310）的第二端电连接，所述电平转换电路（330）的第二端接地，所述电平转换电路（330）的输出端与所述上位机（12）电连接。

6.如权利要求5所述的变压器温升监控装置，其特征在于，所述滤波处理电路（300）还包括：

第三电容（340），所述第三电容（340）的第一端与所述第二电容（310）的第一端电连接，所述第三电容（340）的第二端接地。

7.如权利要求1所述的变压器温升监控装置，其特征在于，还包括：

模数转换器（400），所述模数转换器（400）串联于所述温度采集电路（100）和所述数据耦合电路（200）之间。

8.如权利要求1所述的变压器温升监控装置，其特征在于，还包括：

感应线圈（500），设置于所述变压器（11）内，与所述高压绕组（101）相邻设置，与所述温度采集电路（100）电连接，用于获取电能。

9.一种变压器温升监控系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的变压器温升监控装置（10）；以及

上位机（12），所述上位机（12）与所述滤波处理电路（300）电连接。

10.如权利要求9所述的变压器温升监控系统，其特征在于，所述上位机（12）用于获取所述第二高频脉冲信号，并根据预设电压温度关系表将所述第二高频脉冲信号转换为所述变压器（11）内的当前温度。