CN110927534A - 一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置 - Google Patents

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赵聪
郭博文
李苏雅
李松原
李楠
冯军基
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State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其技术特点是：包括采集端和用户端，采集端安装在干式空心电抗器上，该采集端包括气体传感器、温度传感器、A/D转换单元、数据处理单元、电源模块和信号传输单元，电源模块与数据处理单元相连接并为其供电，气体传感器、温度传感器通过A/D转换单元连接到数据处理单元，数据处理单元与信号传输单元相连接；用户端包括依次连接的信号接收单元、分析计算单元和数据显示终端；采集端的信号传输单元与用户端的信号接收单元相连接。本发明能够有效捕获电抗器匝间绝缘劣化时的特征信息，实时分析电抗器匝间绝缘劣化程度，及时发现绝缘缺陷，避免设备故障，具有体积小、结构简单、便于安装等特点。

Description

一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置
技术领域
本发明属于干式空心电抗器技术领域，尤其是一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置。
背景技术
干式空心电抗器具有损耗小、造价低、维护简单等优点，被广泛应用于电力系统无功补偿。但是，根据大量运行结果显示，干式空心电抗器频繁发生故障，甚至起火。经分析发现故障主要原因是干式空心电抗器匝间绝缘劣化，导致匝间短路，电抗器持续过热进而起火烧毁。
干式空心电抗器发生匝间绝缘短路时，内部产生环流，导致电抗器局部过热。由于干式空心电抗器主要采用环氧树脂作为绝缘材料，当持续遭受高温后将快速裂解，产生有机气体。因此当干式空心电抗器发生匝间短路时，通常伴随有过热和气体分解等现象。现有的红外测温的检测手段难以实现实时、在线测量，无法及时发现干式空心电抗器匝间短路情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其通过实时监测干式空心电抗器运行温度和气体分解产物，进而分析电抗器匝间绝缘劣化程度，解决现有红外测温的检测手段无法实现实时、在线测量的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，包括采集端和用户端，所述采集端安装在干式空心电抗器上，该采集端包括气体传感器、温度传感器、A/D转换单元、数据处理单元、电源模块和信号传输单元，所述电源模块与数据处理单元相连接并为其供电，所述气体传感器、温度传感器通过A/D转换单元连接到数据处理单元，数据处理单元与信号传输单元相连接；所述用户端包括依次连接的信号接收单元、分析计算单元和数据显示终端；所述采集端的信号传输单元与用户端的信号接收单元相连接。
所述用户端采用移动终端，移动终端内的信号接收单元为无线通信模块，所述采集端的信号传输单元为无线通信模块，采集端与用户端通信无线通信方式相连接。
所述采集端安装在干式空心电抗器顶部的防鸟格栅处。
所述电源模块采用太阳能电池。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过安装在干式空心电抗器上的温度传感器和气体传感器，实时监测干式空心电抗器运行温度和气体分解产物，可有效捕获电抗器匝间绝缘劣化时的特征信息，用户端根据运行温度和气体分解产物数据，实时分析电抗器匝间绝缘劣化程度，及时发现绝缘缺陷，避免设备故障，具有体积小、结构简单、便于安装等特点。
2、本发明采用太阳能电池供电方式，可实现监测装置的持续供电，不影响电抗器正常运行。
3、本发明的采集端和用户端采用无线传输方式，可实现实时监测数据的远程、移动监控功能。
附图说明
图1为本发明的电路方框图；
图2为本发明的采集端安装位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，如图1所示，包括采集端和用户端。其中，采集端安装在干式空心电抗器上，该采集端包括气体传感器、温度传感器、A/D转换单元、数据处理单元、太阳能电池和信号传输单元，所述太阳能电池与数据处理单元相连接并为其供电，所述气体传感器、温度传感器通过A/D转换单元连接到数据处理单元，该A/D转换单元将气体传感器、温度传感器采集的气体信号和温度信号进行模数转换后传输给数据处理单元，所述数据处理单元与信号传输单元相连接，该数据处理单元对气体信号和温度信号进行分析处理后传送给信号传输单元；所述用户端包括依次连接的信号接收单元、分析计算单元和数据显示终端。所述采集端的信号传输单元与用户端的信号接收单元相连接实现数据传输功能。
在本实施例中，所述用户端采用移动终端，此时，采集端的信号传输单元与用户端的信号接收单元均采用无线通信模块。
如图2所示，干式空心电抗器由支柱绝缘子1、包封2、汇流排3、防雨罩4、防鸟格栅5连接构成，所述包封安装在支柱绝缘子上，所述汇流排安装在包封上端，所述防雨罩安装在汇流排上，所述防雨格栅设置在防雨罩顶部中央处，本发明的采集端6安装在防雨罩顶部的防鸟格栅处。
本发明的工作原理为：
当干式空心电抗器匝间绝缘劣化出现短路时，会伴随出现过热和气体分解等现象，并且高温分解气体通过电抗器内部风道上升。安装于电抗器顶部的采集端利用太阳能电池提供电能，通过温度传感器和气体传感器实时采集温度和气体信息，经过A/D转换单元转换为电信号，并采用数据处理单元进行滤波和降噪，最后将处理过的实时监测数据通过信号传输单元传输至传输网络。用户端利用信号接收单元实时获取监测数据，通过内嵌的分析计算单元判断电抗器匝间绝缘劣化程度，并显示在数据显示终端上。
本发明未述及之处适用于现有技术。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其特征在于：包括采集端和用户端，所述采集端安装在干式空心电抗器上，该采集端包括气体传感器、温度传感器、A/D转换单元、数据处理单元、电源模块和信号传输单元，所述电源模块与数据处理单元相连接并为其供电，所述气体传感器、温度传感器通过A/D转换单元连接到数据处理单元，数据处理单元与信号传输单元相连接；所述用户端包括依次连接的信号接收单元、分析计算单元和数据显示终端；所述采集端的信号传输单元与用户端的信号接收单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其特征在于：所述用户端采用移动终端，移动终端内的信号接收单元为无线通信模块，所述采集端的信号传输单元为无线通信模块，采集端与用户端通信无线通信方式相连接。
3.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其特征在于：所述采集端安装在干式空心电抗器顶部的防鸟格栅处。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种干式空心电抗器匝间绝缘劣化在线监测装置，其特征在于：所述电源模块采用太阳能电池。
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