CN110926537A - 一种多功能油浸式变压器测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能油浸式变压器测量装置，包括壳体，在所述壳体内的中部设有压力测量装置；在所述壳体的顶部设有压力释放阀；所述压力释放阀包括顶杆和第一微动开关；在所述壳体内的下部设有油位测量装置；所述油位测量装置包括定位管、铝管和浮子；在所述浮子的下部设有温度传感器；在所述壳体的侧壁上设有金属安装盒，在所述金属安装盒内分别设有电流信号处理装置、电压信号处理装置和第二微动开关。本发明所述的多功能油浸式变压器测量装置，能够同时监测多种类型故障信号，使运维检测人员对变压器的状态掌握更加全面；且将各类传感器进行一体化设计，节省空间。

Description

一种多功能油浸式变压器测量装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种多功能油浸式变压器测量装置。

背景技术

随着社会的发展，配电变压器的电压等级和额定容量同样也在快速的更新，但是伴随着电网的安全问题和设备的稳定运行问题也随之加剧。目前随着配电向负荷中心转移，配电变压器大量存在于电力系统内部，担任传输电能和变换电能的作用，具有数量多、分布广、造价昂贵、结构复杂的特点，配电变压器的安全运行将直接影响到所在配电线路的安全性和稳定性。利用传统的预防性试验检测空载损耗、短路损耗、线路巡检需要投入大量的人力物力，随着社会的发展配电变压器的在运行中发生的故障次数与日增多，但是根据目前的检修手段，很难在事故发生前检测变压器的运行状态，一旦变压器发生故障，维修周期较长，且停电检测严重影响到供电的可持续性，如何更经济、更方便的检测其性能参数已成为配电网急需解决的问题。

油浸式变压器作为使用量较多的配电变压器之一，其故障通常被分为外部故障和内部故障。外部故障主要是变压器套管和引出线上所发生的相间短路和接地短路，内部故障主要是绕组相间短路、绕组匝间短路及中性点接地系统绕组接地短路等。目前根据以往运行经验表明配电变压器发生内部故障的概率较大，油浸式变压器发生内部故障时会导致运行温度上升，压力异常，产生的后果轻则变压器油位过低导致瓦斯保护误动作，重则配电变压器烧毁。因此，为保证配电变压器的正常运行，对其内部故障的检测是非常必要的。

现有技术中，由于缺乏油浸式变压器运行时的温度监测，对油浸式变压器的健康指数没有评估，当油浸式变压器运行在过载或重过载时，因缺乏温度、压力等的监测手段，运行人员无法根据油浸式变压器的状态，给出合理的判断，如：是否可以继续运行，允许运行时间等。另外，现有技术中，欠缺变压器油箱密封性，及内部异常压力诊断的手段，由于油浸式变压器无压力传感器，监测不到油箱内压力情况，对于油浸式变压器密封性是否良好，内部是否存在过热、局部放电、匝间短路等异常情况缺乏对变压器的有效监测。当存在运行异常时变压器油在压力释放装置中喷出，亦无相应的信息输出，导致油浸式变压器仍处于运行状态，直到事故扩大，造成上级保护跳脱。此时运维人员都无法知道具体哪台设备发生故障，需要逐一排查。同时，由于缺乏油位检测装置，当变压器发生渗漏油，或温差变化大等情况导致的低油位时，无法输出低油位信号，运维人员不知情况，变压器长时间低油位运行，造成过热烧毁，带来无谓的损失。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种多功能油浸式变压器测量装置，能够实时监测变压器的内部故障，并且能够同时监测多种类型故障信号，使运维检测人员对于油浸式变压器的状态掌握更加全面，以解决现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种多功能油浸式变压器测量装置，包括壳体，所述壳体为圆柱形；在所述壳体内的中部固定安装有压力测量装置；在所述壳体的顶部连接有压力释放阀，在所述压力释放阀的内部设有第一微动开关；所述压力释放阀包括顶杆，所述第一微动开关的驱动端与顶杆相连接；在所述压力释放阀的侧壁上设有第一接线端，所述第一微动开关通过第一接线端与变压器的控制器线路连接；

在所述壳体内的下部设有油位测量装置；所述油位测量装置包括定位管、铝管和浮子；在所述定位管的侧壁上设有若干连接板，所述连接板均与壳体的内壁固定连接；所述定位管的内部活动安装有铝管，在所述铝管的下部连接有浮子，所述浮子延伸至变压器油箱的内部，且与油面接触；在所述浮子的下部设有温度传感器；

在所述壳体的侧壁上设有金属安装盒，在所述金属安装盒内分别设有上部安装腔和下部安装腔；在所述上部安装腔内分别设有电流信号处理装置、电压信号处理装置和第二微动开关；所述下部安装腔与壳体相连通，在所述下部安装腔内设有杠杆，所述杠杆的动力臂延伸至壳体内，且与铝管相连接；在所述杠杆的阻力臂上设有联动杆，所述联动杆延伸至上部安装腔的内部，且与第二微动开关的驱动端相连接；

所述压力测量装置与电流信号处理装置电性连接；所述油位测量装置与电压信号处理装置电性连接；

在所述金属安装盒的侧壁上设有第二接线端，所述温度传感器、电流信号处理装置、电压信号处理装置和第二微动开关均通过第二接线端与变压器的控制器线路连接。

进一步优化地，所述压力测量装置采用扩散硅压阻式压力传感器采集压力信息。

进一步优化地，所述油位测量装置采用电容式传感器采集油位信息。

进一步优化地，所述温度传感器采用铂热敏电阻采集油温信息。

进一步优化地，在所述壳体的侧壁上设有观察窗；在所述铝管的上部设有油位指示装置，所述油位指示装置的位置与观察窗的位置相对应。

进一步优化地，所述油位指示装置采用颜色或刻度对油位进行指示。

进一步优化地，在所述壳体的底部设有安装法兰，在所述安装法兰的内部设有密封垫。

进一步优化地，所述壳体采用无缝钢管制作。

进一步优化地，所述电流信号处理装置和电压信号处理装置的外部均设有屏蔽外壳。

本发明的有益效果是：

本发明所述的多功能油浸式变压器测量装置，能够实时监测变压器的内部故障，并且能够同时监测多种类型故障信号，使运维检测人员对于油浸式变压器的状态掌握更加全面；另外，将压力测量装置、油位测量装置和油温检测装置的感应部分融为一体，能够节省空间，适于广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的透视结构示意图。

图3为图2中A部的放大结构示意图。

图4为图2中B部的放大结构示意图。

图5为本发明中定位管和连接板的结构示意图。

图中，1、壳体；11、观察窗；12、安装法兰；

2、压力测量装置；

3、压力释放阀；31、第一微动开关；32、顶杆；33、第一接线端；

4、油位测量装置；41、定位管；42、铝管；43、浮子；44、连接板；45、温度传感器；46、油位指示装置；

5、金属安装盒；51、上部安装腔；52、下部安装腔；53、电流信号处理装置；54、电压信号处理装置；55、第二微动开关；56、杠杆；57、联动杆；58、第二接线端；

6、变压器；61、油箱；62、控制器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

实施例1：

如图1-图5所示，本实施例公开了一种多功能油浸式变压器测量装置，包括壳体1，所述壳体1为圆柱形；在所述壳体1内的中部固定安装有压力测量装置2，用于对变压器6的油箱61内的压力进行实时监测。

在所述壳体1的顶部连接有压力释放阀3，在所述压力释放阀3的内部设有第一微动开关31；所述压力释放阀3包括顶杆32，所述第一微动开关31的驱动端与顶杆32相连接(如图3所示)；在所述压力释放阀3的侧壁上设有第一接线端33，所述第一微动开关31通过第一接线端33与变压器6的控制器62线路连接。当油箱61的内部压力超过预设范围，如35KPa(可变值)时，压力释放阀3会自动打开，同时顶杆32向上移动，驱动第一微动开关31闭合，通过线路向控制器62输出一个开关量信号，进行实时报警，便于运维人员及时掌握情况，并作出相应的措施。同时也可实现信号的远程传输和断电保护，保证变压器6的安全运行。

在所述壳体1内的下部设有油位测量装置4，用于实时监测变压器6的油箱61内的油位信息。所述油位测量装置4包括定位管41、铝管42和浮子43(如图2所示)。在所述定位管41的侧壁上设有若干连接板44(如图5所示)，所述连接板44均与壳体1的内壁固定连接，用于对定位管41进行位置固定。所述定位管41的内部活动安装有铝管42，使铝管42能够沿着定位管41进行上下移动。在所述铝管42的下部连接有浮子43，所述浮子43延伸至变压器6的油箱61的内部，且与油面接触，浮子43随着油面的高度进行相应的上下移动。在所述浮子43的下部设有温度传感器45，通过与油面接触，实时监测油箱61内的油温信息。

在所述壳体1的侧壁上设有金属安装盒5(如图4所示)，在所述金属安装盒5内分别设有上部安装腔51和下部安装腔52；在所述上部安装腔51内分别设有电流信号处理装置53、电压信号处理装置54和第二微动开关55。所述下部安装腔52与壳体1相连通，在所述下部安装腔52内设有杠杆56(如图2所示)，所述杠杆56的动力臂延伸至壳体1内，且与铝管42相连接；在所述杠杆56的阻力臂上设有联动杆57，所述联动杆57延伸至上部安装腔51的内部，且与第二微动开关55的驱动端相连接。

当变压器油箱61出现漏油或油面下降到安全高度时，浮子43的位置下降，并带动铝管42向下移动，使杠杆56的动力臂下移、阻力臂上移，通过杠杆56对联动杆57产生联动作用，使联动杆57向上移动，驱动第二微动开关55闭合，向外输出一个开关量信号，进行实时报警，便于运维人员及时掌握情况，并作出相应的措施。同时也可实现信号的远程传输和断电保护，保证变压器6的安全运行。

所述压力测量装置2与电流信号处理装置53电性连接；所述油位测量装置4与电压信号处理装置54电性连接。压力测量装置2与油位测量装置4分别为电流信号和电压信号，需进行电路转换，电流信号处理装置53和电压信号处理装置54能够进行必要的数据转换，并且能够保证信号准确的传出，使运维检测人员对于油浸式变压器的状态掌握更加全面。

在所述金属安装盒5的侧壁上设有第二接线端58，所述温度传感器45、电流信号处理装置53、电压信号处理装置54和第二微动开关55均通过第二接线端58与变压器6的控制器62线路连接，使运维人员通过控制器62能够实时监测变压器油箱61内的温度信息、压力信息和油位信息，且能够接受第二微动开关55发出的报警信息，对变压器6进行断电保护。

所述温度传感器45、电流信号处理装置53、电压信号处理装置54、第一微动开关31和第二微动开关55均通过有线的形式与控制器62进行连接，能够保证数据传输的安全性及稳定性，并且可以避免外界因素的影响。

上述油浸式变压器测量装置，使运维检测人员能够同时监测多种类型故障信号，对于油浸式变压器的状态掌握更加全面；并且将压力测量装置、油位测量装置和油温检测装置的感应部分融为一体，大大节省了设备的安装空间。

实施例2：

为了更好地实现本发明，所述压力测量装置2采用扩散硅压阻式压力传感器采集油箱61内的压力信息。在使用时，使扩散压阻电阻位于压力传感器平膜片上的上表层，将感知的被测压力转换成电信号，当平膜片收到被测压力作用发生形变时，在膜片小挠度(膜片中心最大挠度远小于500微应变)前提下，利用压阻电阻率变化，输出一个与膜片挠度、即与压力变化成线性变化的电信号。四个压阻敏感电阻在平面上布局呈惠斯登电桥，当被测压力作用时，其中两个电阻值增大、两个电阻值减小，使惠斯登电桥的不平衡电压输出与被测压力成线性变化，从而利用压力测量装置的模拟量判断油箱61内压力状态。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例3：

为了更好地实现本发明，所述油位测量装置4采用电容式传感器采集油位信息。所述油位测量装置4利用不锈钢金属管与铜内柱构成电容传感器两极，金属管内壁与铜内柱外壁之间为介质空间，电容值为C，当液位高度发生变化时，电容C的大小与进入不导电液体的深度成正比，输出的电压信号与所测的电容变化时成线性关系的，最终的达到输出电压与被测液体的高度是呈线性的。通过检测金属管与铜内柱的电容值的变化，计算变压器中油液的高度。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例4：

为了更好地实现本发明，所述温度传感器45采用铂热敏电阻采集油温信息。铂热敏电阻能够将温度变化量转换为可传送的标准化输出信号，输出信号与温度变化关系为：当温度为0℃时的阻值为100Ω，阻值会随着温度上升而成均速增长，电阻变化率为0.3851Ω/℃，在100℃时的阻值约为138.5Ω。由于温度传感器45输出电阻信号，因此不需进行信号处理。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例5：

为了更好地实现本发明，在所述壳体1的侧壁上设有观察窗11(如图1所示)，在所述铝管42的上部设有油位指示装置46，所述油位指示装置46的位置与观察窗11的位置相对应。当变压器6的油箱61内的油位过低时，浮子43的位置随着油液下降，带动铝管42和油位指示装置46向下移动，使油位指示装置46移动至观察窗11的位置，从而使运维人员通过观察窗11获知油位过低的信息，方便巡检和及时采取措施。优选地，所述油位指示装置46采用颜色或刻度对油位进行指示，便于运维人员进行观察。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例6：

为了更好地实现本发明，在所述壳体1的底部设有安装法兰12(如图1所示)，用于将测量装置与油浸式变压器进行安装连接。在所述安装法兰12的内部设有密封垫，以保证油浸式变压器的密封性，使测量装置与变压器之间布局规范，形成一体化装置。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例7：

为了更好地实现本发明，所述壳体1采用无缝钢管制作，能够保证检测装置与变压器油箱61之间的密封性。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例8：

为了更好地实现本发明，所述电流信号处理装置53和电压信号处理装置54的外部均设有屏蔽外壳，使各个测量信号互不影响，且能够屏蔽外界信号的干扰，保证信号传输的稳定性。本实施例其他部分与实施例1相同，不再赘述。

综上，本发明所述的多功能油浸式变压器测量装置，能够实时监测变压器的内部故障，并且能够同时监测多种类型故障信号，使运维检测人员对于油浸式变压器的状态掌握更加全面，便于日常巡检，并在故障出现时及时作出响应；另外，将压力测量装置、油位测量装置和油温检测装置的感应部分融为一体，能够节省空间，便于安装。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多功能油浸式变压器测量装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)为圆柱形；在所述壳体(1)内的中部固定安装有压力测量装置(2)；在所述壳体(1)的顶部连接有压力释放阀(3)，在所述压力释放阀(3)的内部设有第一微动开关(31)；所述压力释放阀(3)包括顶杆(32)，所述第一微动开关(31)的驱动端与顶杆(32)相连接；在所述压力释放阀(3)的侧壁上设有第一接线端(33)，所述第一微动开关(31)通过第一接线端(33)与变压器的控制器线路连接；

在所述壳体(1)内的下部设有油位测量装置(4)；所述油位测量装置(4)包括定位管(41)、铝管(42)和浮子(43)；在所述定位管(41)的侧壁上设有若干连接板(44)，所述连接板(44)均与壳体(1)的内壁固定连接；所述定位管(41)的内部活动安装有铝管(42)，在所述铝管(42)的下部连接有浮子(43)，所述浮子(43)延伸至变压器油箱的内部，且与油面接触；在所述浮子(43)的下部设有温度传感器(45)；

在所述壳体(1)的侧壁上设有金属安装盒(5)，在所述金属安装盒(5)内分别设有上部安装腔(51)和下部安装腔(52)；在所述上部安装腔(51)内分别设有电流信号处理装置(53)、电压信号处理装置(54)和第二微动开关(55)；所述下部安装腔(52)与壳体(1)相连通，在所述下部安装腔(52)内设有杠杆(56)，所述杠杆(56)的动力臂延伸至壳体(1)内，且与铝管(42)相连接；在所述杠杆(56)的阻力臂上设有联动杆(57)，所述联动杆(57)延伸至上部安装腔(51)的内部，且与第二微动开关(55)的驱动端相连接；

所述压力测量装置(2)与电流信号处理装置(53)电性连接；所述油位测量装置(4)与电压信号处理装置(54)电性连接；

在所述金属安装盒(5)的侧壁上设有第二接线端(58)，所述温度传感器(45)、电流信号处理装置(53)、电压信号处理装置(54)和第二微动开关(55)均通过第二接线端(58)与变压器的控制器线路连接。

2.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述压力测量装置(2)采用扩散硅压阻式压力传感器采集压力信息。

3.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述油位测量装置(4)采用电容式传感器采集油位信息。

4.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述温度传感器(45)采用铂热敏电阻采集油温信息。

5.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：在所述壳体(1)的侧壁上设有观察窗(11)；在所述铝管(42)的上部设有油位指示装置(46)，所述油位指示装置(46)的位置与观察窗(11)的位置相对应。

6.根据权利要求5所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述油位指示装置(46)采用颜色或刻度对油位进行指示。

7.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：在所述壳体(1)的底部设有安装法兰(12)，在所述安装法兰(12)的内部设有密封垫。

8.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述壳体(1)采用无缝钢管制作。

9.根据权利要求1所述的多功能油浸式变压器测量装置，其特征在于：所述电流信号处理装置(53)和电压信号处理装置(54)的外部均设有屏蔽外壳。

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