CN110926543A - 一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，内部在出现故障时，会引起高压设备内部油温和压力的增大，通过太阳能供电、无线组网传输方式，把监测数据结果上传到后台。一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，温度传感器通过密封圈插入到膨胀器，能够测量‑40℃～120℃范围内的互感器内部温度，压力传感器测量0～1.0MPa的互感器压力值，数据通过天线与外部终端进行数据交互。本发明的优点：利用太阳能供电和无线通信方式实现通信的组网和数据的远传，实现太阳能供电和无线的通信组网和数据的远传，大大提高设备缺陷分析及故障诊断的能力。
Description
技术领域
本发明专利涉及采用物联网技术对电力设备如电压/电流互感器、变压器套管的内部压力和温度在线监测方法，尤其涉及一种可以在电压/电流互感器顶部所安装的膨胀器上实现在线监测，而且对变压器套管的底部设计一种可以实时监测套管内部压力温度的在线监测方法。整体系统采用太阳能供电，基于LoRa无线通信方式，与其他具有物联网功能的监测设备共同组成物联网，远程获取监测数据，形成电力设备运行状态综合判断。
背景技术
目前在电力系统中，油介质密封设备通常指电压/电流互感器和变压器套管，其中，电压/电流互感器是测量一次电压和电流值的高压设备，变压器套管是属于变压器上的高压端设备，它们的共同点是采用油介质密封结构达到高压绝缘的目的。然而，由于高压设备长时间工作在户外，并且工作在高压场合，设备内部容易发生故障，如局部放电、绝缘件劣化等问题，这些问题的发生初期，都会引起设备内部绝缘油的温度和压力上升，传统的方法是在设备顶部开透明窗，巡视人员查看绝缘油的液位或者红外测量互感器外部的温度，从而推算内部的温度变化。这样会导致在设备内部故障已经非常严重的时候才能观测到油压的变化，并且红外测温属于例行试验，很难及时发现温度的变化，所以本专利发明一种在线监测油介质密封设备的内部压力温度，可以实时的把测量结果通过无线方式传输到设备外部或后台终端，由于目前泛在电力物联网的大力发展，变电站中高压设备的监测装置按照国家标准，主要是基于LoRa-wan的通信方式，因此本申请方案融合LoRa的通信技术，与其他设备的物联网进行互联，从而达到全变电站的高压设备状态信息全面感知。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述问题，特提供了一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置及方法。
本发明提供了一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，内部在出现故障时，会引起高压设备内部油温和压力的增大，通过太阳能供电、无线组网传输方式，把监测数据结果上传到后台。
通过在互感器上部膨胀器安装温度压力传感器，通过互感器顶部的太阳能板对监测装置进行供电，利用LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
变压器套管底部放油口的油样采集接口，通过温度压力传感器感知套管底部油介质的参数变化，通过外部的太阳能供电和LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
所采用的数据传输的方式是无线LoRa网络，各监测点能形成无线通信网络的组网，向上级传输测量数据。
在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管的在线监测方法所采用的供电方式，采用太阳供电，可持续为在线监测装置进行可靠供电。
在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，在内部发生短路或劣化情况下，引起内部油的温度和压力变化，能够有效检测出，并能够实时把数据传送到后台。
一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，电压/电流互感器的顶部都安装膨胀器1，其内部有绝缘油填充，膨胀器1为密封结构并与互感器内部绝缘油联通；互感器顶部有金属外罩2，为了防止雨水进入到互感器内部，外罩外面安装3W太阳能电池板7，并通过供电电缆8进入到监测装置5中，为装置供电。监测装置5安装在膨胀器的上部，温度传感器4通过密封圈插入到膨胀器1，能够测量-40℃～120℃范围内的互感器内部温度，压力传感器3采用电容式压力采样的方法，测量0～1.0MPa的互感器压力值，温度传感器4和压力传感器3通过引线把信号传入到监测装置5，进行信号的提取和计算。无线天线8与监测装置5相连，监测的数据可以通过无线方式进行远传，采用LoRa物联网传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线8与外部终端进行数据交互。
根据图2所示，变压器套管14内部充满绝缘油，专利设计了油样采集接口9，传感器接口和放油阀形成一体化的结构形式安装在套管底部，压力传感器10能够测量套管底部的压力值、温度传感器11可以测量底部油介质温度。温度压力传感器通过引线接入到监测装置13，监测装置13实现信号的处理和计算，得到套管底部油的压力和温度值，监测装置13的供电由太阳能板12提供，太阳能板安装在装置外，吸收光能并转化电能。监测装置的数据通过无线向外部传输，无线方式采用LoRa传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线15与外部终端进行数据交互。
根据图3所示，外壳15采用屏蔽铸铝壳体，装置外部的太阳能电池板的输出连接太阳能供电电缆16，通过供电接口17以即插即拔形式接入到监测装置，太阳能供电模块20把太阳能板的电压转换成3.3V稳定电压源为整个装置供电和供电电池23充电，当光能不充足时，装置电源由供电电池23提供。温度传感模块19把PT100信号转换为电信号后，通过MCU22计算温度值。压力传感器的输出信号通过压力信号输入端24传入到MCU22，计算当前的压力值。MCU22与无线模块18连接，把温度、压力测量结果通过无线模块18转换为无线信号，通过天线25发送到远端。
本发明的优点：
设计一种针对电压/电流互感器内部温度、压力的在线监测方法，利用太阳能供电和无线通信方式实现通信的组网和数据的远传；设计了一种针对变压器套管内部油温度、压力的在线监测方法，设计了套管底部采集油温和压力的接口形式，并且实现太阳能供电和无线的通信组网和数据的远传。设计了一种基于LoRa的通信方式，可以与其他站内使用此方式的监测设备进行交互，在变电站底部实现设备状态信息的互联，形成设备故障综合判断的数据网，更好的分析设备的运行状态，大大提高设备缺陷分析及故障诊断的能力。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明电压/电流互感器温度压力监测示意图；
图2是本发明变压器套管温度压力监测示意图；
图3是本发明油介质密封设备在线监测装置电路图；
图1中：膨胀器1、互感器顶部外罩2、压力传感器3、温度传感器4、监测装置5、供电电缆6、太阳能板7、天线8；
图2中：油样采集接口9；压力传感器10、温度传感器11、太阳能板12、监测装置13、套管外套14；
图3中：外壳15、太阳能供电电缆16、供电接口17、无线模块18、温度传感器模块19、太阳能供电模块20、压力传感器模块21、MCU22、供电电池23、压力信号输入端24，天线25。
具体实施方式
实施例1
本发明提供了一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，内部在出现故障时，会引起高压设备内部油温和压力的增大，通过太阳能供电、无线组网传输方式，把监测数据结果上传到后台。
通过在互感器上部膨胀器安装温度压力传感器，通过互感器顶部的太阳能板对监测装置进行供电，利用LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
变压器套管底部放油口的油样采集接口，通过温度压力传感器感知套管底部油介质的参数变化，通过外部的太阳能供电和LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
所采用的数据传输的方式是无线LoRa网络，各监测点能形成无线通信网络的组网，向上级传输测量数据。
在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管的在线监测方法所采用的供电方式，采用太阳供电，可持续为在线监测装置进行可靠供电。
在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，在内部发生短路或劣化情况下，引起内部油的温度和压力变化，能够有效检测出，并能够实时把数据传送到后台。
一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，电压/电流互感器的顶部都安装膨胀器1，其内部有绝缘油填充，膨胀器1为密封结构并与互感器内部绝缘油联通；互感器顶部有金属外罩2，为了防止雨水进入到互感器内部，外罩外面安装3W太阳能电池板7，并通过供电电缆8进入到监测装置5中，为装置供电。监测装置5安装在膨胀器的上部，温度传感器4通过密封圈插入到膨胀器1，能够测量-40℃～120℃范围内的互感器内部温度，压力传感器3采用电容式压力采样的方法，测量0～1.0MPa的互感器压力值，温度传感器4和压力传感器3通过引线把信号传入到监测装置5，进行信号的提取和计算。无线天线8与监测装置5相连，监测的数据可以通过无线方式进行远传，采用LoRa物联网传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线8与外部终端进行数据交互。
根据图2所示，变压器套管14内部充满绝缘油，专利设计了油样采集接口9，传感器接口和放油阀形成一体化的结构形式安装在套管底部，压力传感器10能够测量套管底部的压力值、温度传感器11可以测量底部油介质温度。温度压力传感器通过引线接入到监测装置13，监测装置13实现信号的处理和计算，得到套管底部油的压力和温度值，监测装置13的供电由太阳能板12提供，太阳能板安装在装置外，吸收光能并转化电能。监测装置的数据通过无线向外部传输，无线方式采用LoRa传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线15与外部终端进行数据交互。
根据图3所示，外壳15采用屏蔽铸铝壳体，装置外部的太阳能电池板的输出连接太阳能供电电缆16，通过供电接口17以即插即拔形式接入到监测装置，太阳能供电模块20把太阳能板的电压转换成3.3V稳定电压源为整个装置供电和供电电池23充电，当光能不充足时，装置电源由供电电池23提供。温度传感模块19把PT100信号转换为电信号后，通过MCU22计算温度值。压力传感器的输出信号通过压力信号输入端24传入到MCU22，计算当前的压力值。MCU22与无线模块18连接，把温度、压力测量结果通过无线模块18转换为无线信号，通过天线25发送到远端。
Claims (7)
1.一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，内部在出现故障时，会引起高压设备内部油温和压力的增大，通过太阳能供电、无线组网传输方式，把监测数据结果上传到后台。
2.按照权利要求1所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：通过在互感器上部膨胀器安装温度压力传感器，通过互感器顶部的太阳能板对监测装置进行供电，利用LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
3.按照权利要求1所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：变压器套管底部放油口的油样采集接口，通过温度压力传感器感知套管底部油介质的参数变化，通过外部的太阳能供电和LoRa物联网通信平台，实现数据的无线组网和传输。
4.按照权利要求1所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：所采用的数据传输的方式是无线LoRa网络，各监测点能形成无线通信网络的组网，向上级传输测量数据。
5.按照权利要求1所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管的在线监测方法所采用的供电方式，采用太阳供电，可持续为在线监测装置进行可靠供电。
6.按照权利要求1所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测方法，其特征在于：在高压油介质密封设备包括电压/电流互感器、变压器套管，在内部发生短路或劣化情况下，引起内部油的温度和压力变化，能够有效检测出，并能够实时把数据传送到后台。
7.一种油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，其特征在于：所述的油介质密封设备内部温度和压力在线监测装置，包括膨胀器、互感器顶部外罩、压力传感器、温度传感器、监测装置、供电电缆、太阳能板、天线、油样采集接口、压力传感器、温度传感器、太阳能板、监测装置、套管外套、外壳、太阳能供电电缆、供电接口、无线模块、温度传感器模块、太阳能供电模块、压力传感器模块、MCU、供电电池、压力信号输入端，天线；
电压/电流互感器的顶部都安装膨胀器，其内部有绝缘油填充，膨胀器为密封结构并与互感器内部绝缘油联通；互感器顶部有金属外罩，为了防止雨水进入到互感器内部，外罩外面安装3W太阳能电池板，并通过供电电缆进入到监测装置中，为装置供电；监测装置安装在膨胀器的上部，温度传感器通过密封圈插入到膨胀器，能够测量-40℃～120℃范围内的互感器内部温度，压力传感器采用电容式压力采样的方法，测量0～1.0MPa的互感器压力值，温度传感器和压力传感器通过引线把信号传入到监测装置，进行信号的提取和计算；无线天线与监测装置相连，监测的数据可以通过无线方式进行远传，采用LoRa物联网传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线与外部终端进行数据交互；
变压器套管内部充满绝缘油，专利设计了油样采集接口，传感器接口和放油阀形成一体化的结构形式安装在套管底部，压力传感器能够测量套管底部的压力值、温度传感器可以测量底部油介质温度；温度压力传感器通过引线接入到监测装置，监测装置实现信号的处理和计算，得到套管底部油的压力和温度值，监测装置的供电由太阳能板提供，太阳能板安装在装置外，吸收光能并转化电能；监测装置的数据通过无线向外部传输，无线方式采用LoRa传输方式，与其他设备进行组网，数据通过天线与外部终端进行数据交互；
外壳采用屏蔽铸铝壳体，装置外部的太阳能电池板的输出连接太阳能供电电缆，通过供电接口以即插即拔形式接入到监测装置，太阳能供电模块把太阳能板的电压转换成3.3V稳定电压源为整个装置供电和供电电池充电，当光能不充足时，装置电源由供电电池提供；温度传感模块把PT100信号转换为电信号后，通过MCU计算温度值；压力传感器的输出信号通过压力信号输入端传入到MCU，计算当前的压力值；MCU与无线模块连接，把温度、压力测量结果通过无线模块转换为无线信号，通过天线发送到远端。
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