CN111584216A - 一种变压器用温度监控及预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器工作监控的技术领域，公开了一种变压器用温度监控及预警系统，包括监控单元和预警单元，监控单元包括设置在变压器油箱内的第一油温传感器、设置在变压器油枕内的第二油温传感器、设置在变压器上的红外温度传感器以及用于接收温度检测数据的控制器，第一油温传感器的数量为若干个且竖向排列设置，红外温度传感器的数量为若干个，红外温度传感器分散设置在变压器油箱内壁的绝缘隔断旁；控制器内置有储存模块、计时模块、计算模块以及断路保护模块。本发明具有便捷监控变压器的工作温度，监控结果精准度高，预警及时的效果。
Description
技术领域
本发明涉及变压器工作监控的技术领域，尤其是涉及一种变压器用温度监控及预警系统。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，是电力系统的重要组成部分。变压器的工作温度过高时，各元件的绝缘保护容易因为高温而分解或损坏，进而变压器故障、失火以及爆炸的可能大大增加。故而现有变压器使用时，需要定期检查工作温度和实际的工装状况，易降低失火或爆炸事故发生的概率。
现有的授权公告号为CN203443672U的实用新型专利文件中公开了一种配置红外测温装置的变压器，包括变压器本体，变压器本体的外壳配装有红外测温装置。通过红外测温装置实时监控变压器的温度，测温范围广，监控方便。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：变压器多设置在户外，红外辐射是在大气中传播的，大气环境对红外测温精准度的影响极大。大气中的水蒸气和二氧化碳均具有红外吸收性能，大气环境中的雾、灰尘等固态或液态的悬浮颗粒，也对红外辐射有强烈的衰减和吸收作用。该红外测温装置的检测出的温度值不精确，不能在变压器工作温度过高时及时预警，进而变压器内的冷却油会因高温而分解出有可燃性气体，绝缘因高温而被破坏，极易发生爆炸或燃烧等安全事故。。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种变压器用温度监控及预警系统，其具有便捷监控变压器的工作温度，监控结果精准度高，预警及时的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种变压器用温度监控及预警系统，包括监控单元和预警单元，所述监控单元包括设置在变压器油箱内的第一油温传感器、设置在变压器油枕内的第二油温传感器、设置在变压器上的红外温度传感器以及用于接收温度检测数据的控制器，所述第一油温传感器的数量为若干个且竖向排列设置，所述红外温度传感器的数量为若干个，所述红外温度传感器分散设置在变压器油箱内壁的绝缘隔断旁；
所述控制器内置有储存模块、计时模块、计算模块以及断路保护模块。
通过采用上述技术方案，通过第一油温传感器和第二油温传感器检测变压器冷却油油温，通过红外温度传感器检测变压器绝缘隔断的温度，红外温度传感器检测始终位于室内，红外温度传感器的检测精度不易因为与大气环境接触而降低，变压器油箱内不同高度处的油温不等，第一油温传感器竖向排列设置使得监测范围全面通过上述温度监控结构可及时发现冷却油是否要因高温而挥发出可燃性气体，可及时发现绝缘隔断是否要因高温而绝缘失效，进而通过预警单元及时报警，变压器及时检修方便，变压器运行更安全。
本发明进一步设置为：所述预警单元包括与控制器电连接的预警器和显示器，所述预警器内置有发声模块和远程通讯模块，所述显示器设置在变压器外，所述显示器上设置有用于保护显示器的防护组件。
通过采用上述技术方案，预警器可现场发声报警和远程通讯报警，显示器上显示温度监测数据，使用者查看方便，且有防护组件保护显示器，降低显示器损坏或磨花的可能性，该系统的使用效果稳定且使用寿命长。
本发明进一步设置为：所述预警单元还包括与控制器电连接的黑匣子，所述预警单元还包括为黑匣子提供视频信息的监控器，所述监控器设置在变压器外。
通过采用上述技术方案，黑匣子内记录有温度监测数据和视频监测数据，即使有燃烧或爆炸事故发生，也能通过寻找黑匣子和黑匣子内的信息追溯事故发生的原因。
本发明进一步设置为：所述防护组件包括套设在显示器上的防护盒体和防护门，所述防护门铰接在防护盒体的正面上，所述防护门采用透明材质制成，所述防护门上设置有门锁。
通过采用上述技术方案，使用者可透过防护门获取显示器上的数据，必要时也可打开门锁和防护门对显示器进行检修或操作。
本发明进一步设置为：所述第一油温传感器检测到的温度值不小于85摄氏度时计时模块计时且储存模块记录温变曲线，且所述预警单元预警。
通过采用上述技术方案，冷却油油温高于85摄氏度说明变压器已经负载运行，及时预警和记录负载运行时的温变曲线有助于使用者及时启用备用变压器以降低变压器的工作负载，方便及时检修负载原因。
本发明进一步设置为：所述第一油温传感器和第二油温传感器上均固设有防冲击保护罩，所述防冲击保护罩镂空设置。
通过采用上述技术方案，防冲击保护罩覆盖保护第一油温传感器和第二油温传感器，在保证第一油温传感器和第二油温传感器与冷却油的接触和温度检测过程的同时，降低第一油温传感器和第二油温传感器因流动冷却油的冲击而检测精度降低的可能性。
本发明进一步设置为：所述防冲击保护罩包括圆柱形罩体、支撑杆和缓冲杆，所述第一油温传感器和第二油温传感器均架设在对应罩体的中心，所述支撑杆的数量为若干个且环绕罩体内周设置，所述缓冲杆对应支撑杆设置，所述缓冲杆的一端插设在支撑杆上且与支撑杆沿支撑杆轴向滑移连接，所述缓冲杆的另一端与第一油温传感器或第二油温传感器固定连接，所述支撑杆内固设有阻止支撑杆和缓冲杆相对滑移的缓冲弹簧。
通过采用上述技术方案，支撑杆和缓冲杆的滑移结构和缓冲弹簧的弹力为第一油温传感器和第二油温传感器提供柔性支撑，罩体与第一油温传感器或第二油温传感器可相对位移，减震防冲击的效果好。
本发明进一步设置为：所述罩体上贯穿设置有多个流通孔和接触孔，所述接触孔的开口方向正对第一油温传感器或第二油温传感器，所述流通孔的开口方向与第一油温传感器或第二油温传感器错开，所述流通孔的截面面积大于接触孔的截面面积。
通过采用上述技术方案，流通孔和接触孔使得第一油温传感器和第二油温油温器可与冷却油充分接触，检测精准度高，直接冲击第一油温传感器和第二油温传感器的冷却油油量小于间接冲击一油温传感器和第二油温传感器的冷却油油量，对第一油温传感器和第二油温传感器的保护效果好。
本发明进一步设置为：所述接触孔靠近罩体内的端部的截面面积大于接触孔远离罩体内的端部的截面面积。
通过采用上述技术方案，根据等量流体在越狭窄处流速越快的原理，接触孔的形状使得穿过接触孔的冷却油的流速减小，冲击损伤第一油温传感器和第二油温传感器的可能性更小。
本发明进一步设置为：所述监控单元均通过外接电源供电，所述第一油温传感器检测到的温度高于95摄氏度时，所述短路保护模块驱动外接电源停止为第一油温传感器供电，所述预警单元报警且变压器断电。
通过采用上述技术方案，95摄氏度与冷却油分解出可燃性气体的温度点值相近，冷却油即将因高温而分解出可燃性气体时，短路保护模块驱动外接电源停止为第一油温传感器供电，预警器报警，变压器断电，通过减少通电元件与冷却油的接触来降低变压器爆炸和燃烧的可能性，变压器运行的安全系数更高。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过第一油温传感器和第二油温传感器检测变压器冷却油油温，通过红外温度传感器检测变压器绝缘隔断的温度，冷却油油温即将达到分解临界点和绝缘隔断即将到达绝缘失效临界点时可及时发现，并通过预警单元及时报警，监测精准度高，变压器及时检修方便，变压器运行安全
2.通过防冲击保护罩覆盖保护第一油温传感器和第二油温传感器，避免第一油温传感器和第二油温传感器因流动冷却油的冲击而精准度下降，监测精准度更高。
附图说明
图1是具体实施例的系统柜的结构示意图。
图2是具体实施例的针对变压器内部结构的剖视图。
图3是图1中A部分的局部放大示意图。
图4是具体实施例的针对防冲击保护罩内部结构的剖视图。
图中，11、系统柜；12、监控器；13、显示器；14、防护组件；141、防护盒体；142、防护门；1421、门锁；21、第一油温传感器；22、第二油温传感器；23、红外温度传感器；3、变压器；31、油箱；32、油枕；33、绝缘隔断；34、绝缘空腔；4、防冲击保护罩；41、罩体；411、流通孔；412、接触孔；42、支撑杆；43、缓冲杆；44、缓冲弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种变压器3用温度监控及预警系统，包括监控单元和设置在变压器3外的预警单元。预警单元包括预警器、显示器13、防护组件14、黑匣子以及监控器12，预警器内置有发声模块和远程通讯模块。显示器13上显示监控单元所获取的温度数据，防护组件14套设在显示器13上。防护组件14包括覆盖显示器13的防护盒体141和防护门142。防护门142铰接设置在防护盒体141的正面上，防护门142的自由端上固设有门锁1421。防护门142采用透明的钢化玻璃制成，防护盒体141采用金属板材制成。变压器3旁设置有用于收容预警器和黑匣子的系统柜11，显示器13、防护组件14以及监控器12设置在系统柜11的顶部。监控器12朝向变压器3设置，且监控器12所获取的视频信息均传输至黑匣子内。
参考图1和2，监控单元包括设置在变压器3油箱31内的第一油温传感器21、设置在变压器3油枕32内第二油温传感器22、设置在变压器3上的红外温度传感器23以及控制器，控制器设置在系统柜11内。本实施例中第一油温传感器21以及第二油温传感器22均为热电偶温度传感器，监控单元和预警单元的所有部件均通过外接电源供电。控制器内置有用于记录温度数据的储存模块，内置有用于确定温度数据对应的时间点的计时模块，内置有用于获取温度变化曲线的计算模块，内置有用于切断供电的外接电源的短路保护模块。
参考图2和3，第一油温传感器21的数量为若干个，多个第一油温传感器21沿竖向排列设置在变压器3油箱31内。第一油温传感器21和第二油温传感器22上均固设有防冲击保护罩4，第一油温传感器21和第二油温传感器22分别将油箱31和油枕32内的冷却油温数据传输给控制器。变压器3油箱31内壁上设置有绝缘空腔34，嵌设在油箱31内壁上的绝缘隔断33位于绝缘空腔34内，变压器3的分接开关竖向贯穿绝缘空腔34和绝缘隔断33设置。红外温度传感器23的数量为若干个，多个红外温度传感器23分散设置在绝缘空腔34内，并将获取的绝缘隔断33的温度传输给控制器。
第一油传感器和第二油温传感器22分别检测油箱31和油枕32内的冷却油的温度数据，红外温度传感器23检测绝缘隔断33的温度，温度数据传输给控制器，经由控制器处理后转化为黑匣子内的存储信息、显示器13上的现实信息以及预警器是否需要现场发声报警和远程通讯报警的控制信号，控制器同时与变压器3冷却装置的控制元件电连接。使用者可实时监控变压器3冷却油的油温，实施监控绝缘隔断33的温度，从而及时阻止冷却油因高温而分解出可燃性气体，阻止绝缘隔断33因高温而被破坏，绝缘失效，有效降低变压器3爆炸或燃烧的可能。
只要有一个第一油温传感器21检测到的温度值不低于85摄氏度，变压器3冷却装置就会因控制器的信号而加大冷却效率，计时模块开始记录油箱31油温超过85摄氏度的时间，且储存模块记录温变曲线。冷却油油温高于85摄氏度说明变压器3已经负载运行，及时预警和记录负载运行时的温变曲线有助于使用者及时启用备用变压器3以降低变压器3的工作负载，方便及时检修负载原因。
95摄氏度与冷却油分解出可燃性气体的温度点值相近，只要有一个第一油温传感器21检测到的温度高于95摄氏度，短路保护模块驱动外接电源停止为第一油温传感器21供电，预警器报警，变压器3断电。通过降低油箱31内通电元件的数量和断电保护来降低变压器3爆炸和燃烧的可能性，变压器3运行的安全系数更高。即使事故发生，使用者也可从黑匣子中获取事故前的视频信息和温度数据，方便溯源事故原因。
参考图4，防冲击保护罩4包括圆柱形罩体41，第一油温传感器21和第二油温传感器22均架设在罩体41中心。罩体41上贯穿设置多个流通孔411和接触孔412，接触孔412开口方向正对第一油温传感器21或第二油温传感器22。流通孔411的开口方向与第一油温传感器21或第二油温传感器22错开，流通孔411的内径均大于接触孔412的内径。接触孔412为锥形孔，接触孔412的小径端靠近罩体41外。罩体41内设置有用于架设第一油温传感器21或第二油温传感器22的支撑杆42和缓冲杆43，支撑杆42的一端与罩体41内壁固定，支撑杆42的另一端与缓冲杆43沿支撑杆42轴向滑动连接。缓冲杆43设置在支撑杆42和第一油温传感器21或第二油温传感器22之间，支撑杆42与缓冲杆43通过缓冲弹簧44相连。
防冲击保护罩4间隔冷却油和第一油温传感器21或第二油温传感器22，即使冷却油流动速度过大也不会直接冲击第一油温传感器21或第二油温传感器22，第一油温传感器21和第二油温传感器22温度检测的精准性不会因为冲击损伤而降低，预警精准度高。支撑杆42和缓冲杆43的滑移结构和缓冲弹簧44的弹力为第一油温传感器21和第二油温传感器22提供柔性支撑，防冲击的效果好。接触孔412和流通孔411保障了冷却油和第一油温传感器21或第二油温传感器22的接触面积，测温精准度不易因罩体41间隔而受影响。根据等量流体在越狭窄处流速越快的原理，接触孔412的形状使得穿过接触孔412的冷却油的流速减小，冲击损伤第一油温传感器21和第二油温传感器22的可能性更小。
本实施例的实施原理为：通过第一油温传感器21和第二油温传感器22检测变压器3冷却油油温，通过红外温度传感器23检测变压器3绝缘隔断33的温度，红外温度传感器23检测时因绝缘空腔34的设置而与大气环境间隔开，第二油温传感器22和第一油温传感器21检测时因防冲击保护罩4的设置而与冷却油间隔开，红外温度传感器23的检测精度不易因大气环境中的水蒸气等成分而降低，第一油温传感器21和第二油温传感器22不易因被流动的冷却油冲击而损伤且检测精度降低，通过上述温度监控结构可及时发现冷却油是否要因高温而挥发出可燃性气体，可及时发现绝缘隔断33是否要因高温而绝缘失效，进而通过预警单元及时现场报警和远程通讯报警，及时检修方便，变压器3运行更安全。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：包括监控单元和预警单元，所述监控单元包括设置在变压器(3)油箱(31)内的第一油温传感器(21)、设置在变压器(3)油枕(32)内的第二油温传感器(22)、设置在变压器(3)上的红外温度传感器(23)以及用于接收温度检测数据的控制器，所述第一油温传感器(21)的数量为若干个且竖向排列设置，所述红外温度传感器(23)的数量为若干个，所述红外温度传感器(23)分散设置在变压器(3)油箱(31)内壁的绝缘隔断(33)旁；
所述控制器内置有储存模块、计时模块、计算模块以及断路保护模块。
2.根据权利要求1所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述预警单元包括与控制器电连接的预警器和显示器(13)，所述预警器内置有发声模块和远程通讯模块，所述显示器(13)设置在变压器(3)外，所述显示器(13)上设置有用于保护显示器(13)的防护组件(14)。
3.根据权利要求2所述的一种变压器用温度监控及预警系统其特征在于：所述预警单元还包括与控制器电连接的黑匣子，所述预警单元还包括为黑匣子提供视频信息的监控器(12)，所述监控器(12)设置在变压器(3)外。
4.根据权利要求2所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述防护组件(14)包括套设在显示器(13)上的防护盒体(141)和防护门(142)，所述防护门(142)铰接在防护盒体(141)的正面上，所述防护门(142)采用透明材质制成，所述防护门(142)上设置有门锁(1421)。
5.根据权利要求1所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述第一油温传感器(21)检测到的温度值不小于85摄氏度时计时模块计时且储存模块记录温变曲线，且所述预警单元预警。
6.根据权利要求1所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述第一油温传感器(21)和第二油温传感器(22)上均固设有防冲击保护罩(4)，所述防冲击保护罩(4)镂空设置。
7.根据权利要求6所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述防冲击保护罩(4)包括圆柱形罩体(41)、支撑杆(42)和缓冲杆(43)，所述第一油温传感器(21)和第二油温传感器(22)均架设在对应罩体(41)的中心，所述支撑杆(42)的数量为若干个且环绕罩体(41)内周设置，所述缓冲杆(43)对应支撑杆(42)设置，所述缓冲杆(43)的一端插设在支撑杆(42)上且与支撑杆(42)沿支撑杆(42)轴向滑移连接，所述缓冲杆(43)的另一端与第一油温传感器(21)或第二油温传感器(22)固定连接，所述支撑杆(42)内固设有阻止支撑杆(42)和缓冲杆(43)相对滑移的缓冲弹簧(44)。
8.根据权利要求7所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述罩体(41)上贯穿设置有多个流通孔(411)和接触孔(412)，所述接触孔(412)的开口方向正对第一油温传感器(21)或第二油温传感器(22)，所述流通孔(411)的开口方向与第一油温传感器(21)或第二油温传感器(22)错开，所述流通孔(411)的截面面积大于接触孔(412)的截面面积。
9.根据权利要求8所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述接触孔(412)靠近罩体(41)内的端部的截面面积大于接触孔(412)远离罩体(41)内的端部的截面面积。
10.根据权利要求1所述的一种变压器用温度监控及预警系统，其特征在于：所述监控单元均通过外接电源供电，所述第一油温传感器(21)检测到的温度高于95摄氏度时，所述短路保护模块驱动外接电源停止为第一油温传感器(21)供电，所述预警单元报警且变压器(3)断电。
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