CN111814302B - 一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，包括电源模块、高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块、高精度电阻模拟模块和温包加热模拟模块，所述电源模块为高精度电阻测试模块和电流电压输出测试模块供电；所述高精度电阻测试模块，对铂电阻进行测试，输出测试电阻值；所述电流电压输出测试模块，对高精度电阻模拟模块进行模拟测试；所述高精度电阻模拟模块，包括若干串联的调节电阻；所述温包加热模拟模块，用于测试压力温度计，得出测试温度。本发明可以有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。

Description

一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统及方法
技术领域
本发明涉及故障排除技术领域，尤其是涉及一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统及方法。
背景技术
变电站的继电保护、测控装置的检修维护，每年都能处理几起有关主变油温采集异常的缺陷，缺陷的主要特征是现场油温表指示值与后台、远方监控显示值相差大于5℃。《电力变压器运行规程》(DL/T572-2010)对油浸式变压器顶层油温在额定电压下的限制有明确规定，对于自冷型变压器其最高顶层油温为95℃，强迫油循环风冷型其最高顶层油温为85℃。国家电网公司《变压器运行规范》规定，现场指针式温度显示值、控制室温度显示值及计算机监控系统温度数据三者之间最大偏差大于5℃时，视为变压器温度数据不合格。因此如何提高主变油温遥测数据合格率，对保障主变安全稳定运行起着至关重要的作用。
目前大多数主变油温采集遥测回路原理：浸泡在主变绝缘油中的热敏铂电阻PT100阻值可随温度线性变化，通过温包为全封闭压力式温度计监测变压器的本体指示温度，经接线端子与外部电路连通，受热电阻信号经温度变送器可转为4-20mA或0-5V的电信号至主变测控装置，再转为网络信号经交换机传至服务器显示器和监控系统。
电力变压器油温采集回路通过的设备比较多，变换传输环节也多，且缺少相关检测仪器，在以往的缺陷处理过程中，有些检修人员在没有找出缺陷根本原因的情况下，为了完成消缺任务随意修改油温采集回路中有关设备的某些参数，当油温出现较大波动时，该缺陷再次出现，因此重复消缺现象时有发生。
发明内容
针对电力变压器油温采集回路因缺少检测仪器，人为参与导致的重复消缺的问题，本发明提出了一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统及方法，适用于电力变压器绝缘油温度采集传输回路的故障排除，可以有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，包括电源模块、高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块、高精度电阻模拟模块和温包加热模拟模块，
所述电源模块为高精度电阻测试模块和电流电压输出测试模块供电；
所述高精度电阻测试模块，对铂电阻进行测试，输出测试电阻值；
所述电流电压输出测试模块，对高精度电阻模拟模块进行模拟测试；
所述高精度电阻模拟模块，包括若干串联的调节电阻；
所述温包加热模拟模块，用于测试压力温度计，得出测试温度。
所述四个模块，可快速判断排查电力变压器油温采集回路中各环节出现的故障，故障分为四大类：铂电阻故障；压力温度计故障；变送器故障；网络参数故障。
本系统能够对电力变压器油温采集回路出现的各种故障进行检测，全面直观，有效避免因人为检测干预导致的重复消缺现象的发生，有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。
为诊断电力变压器油温采集回路中变送器是否有故障，先记录监控显示屏显示温度T1,变压器本体压力式温度计数值T2。然后测量铂电阻的阻值R,根据现场变送器的厂家铭牌，计算出变送器正常工作时应输出的电流I或者U。断开原变送器输出回路，将电流电压输出测试模块替代变送器接入回路。在高精度电阻模拟模块上设置模拟电阻R0的值，使得输出匹配变送器正常工作时应输出的电流I或者U，在回路终端监控显示屏上观测显示温度值T3。
作为优选，所述电源模块为恒定直流电压源U0。
作为优选，所述高精度电阻测试模块设有磁电式直流电流表、模数转换芯片、电子计数器、测量笔和液晶显示屏，所述测量笔设有两支，所述电源模块的一端连接于磁电式直流电流表，另一端连接于一支测量笔；所述磁电式直流电流表的另一端连接于另一支测量笔，所述磁电式直流电流表与模数转换芯片电连接，所述模数转换芯片与电子计数器电连接，所述电子计数器与液晶显示屏电连接。
断开变送器输入电缆端子，此电缆连接铂电阻，使用高精度电阻测试模块测量电缆两端，高精度电阻测试模块设置测量笔接于电缆两端操作简单方便。
作为优选，所述电流电压输出测试模块包括分压电阻R1、电流输出口和电压输出口，所述分压电阻R1、电流输出口、高精度电阻测试模块和电源模块串联，所述电压输出口与高精度电阻测试模块并联。
作为优选，所述高精度电阻模拟模块的调节电阻设置五个挡位，分别对应各个数量级的阻值，为10×100Ω、10×10Ω、10×1Ω、10×0.1Ω、10×0.01Ω五个挡位串联，并通过旋钮对调节电阻进行调节。
采用漆包铜线材料，采用焊接和螺丝固定的方式进行材料组装，直流电阻器为串联的十进盘所组成的多值器。装置架构采用“阻值任意输出式”，设置五个挡位，分别对应各个数量级的阻值，为10×100、10×10、10×1、10×0.1、10×0.01Ω五个挡位串联，可以模拟铂电阻输出。根据目标阻值，依次旋转各档位旋钮并乘以相应数量级的值，然后相加。
作为优选，所述温包加热模拟模块包括液态感温温包、温度计和连通器毛细管，所述液态感温温包与连通器毛细管连通，所述连通器毛细管与待测压力式温度计的弹性元件连通，所述温度计测温部位设置在液态感温温包内，所述液态感温温包放置在温水中。
一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，采用上述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，包括以下步骤：
第一步：记录监控显示屏显示第一温度数值T1、变压器本体压力式温度计的第二温度数值T2，若T1≠T2，进行第二步；
第二步：使用高精度电阻测试模块测量铂电阻的阻值为R，若10Ω≦R≦1MΩ进行第三步；
第三步：根据现场变送器的厂家铭牌提供的输入电压值，与测量所得的铂电阻阻值R,计算出变送器正常工作时应输出的电流I或者U；
第四步：断开变送器输出端子，将电流电压输出测试模块替代变送器接入回路，调节高精度电阻模拟模块输出与铂电阻阻值R相等的模拟电阻值R0，在回路终端监控显示屏上记录第三温度数值T3，若若T1＝T3≠T2,进行第五步；若T1≠T2≠T3，进行第六步；
第五步：继续调整高精度电阻模拟模块使输出模拟电阻值为R2,判断第三温度数值T3是否发生变化，若否，表示网络参数传输有问题，需检查网线是否松动或修改网络参数；若是，表示压力式温度计故障，进行第六步。
第六步：拆下待检测的压力式温度计与主变本体相连接的毛细管，将温包加热模拟模块连入待检测压力式温度计，比对测试温度与待测压力式温度计显示的温度数值，并记录测试温度与显示温度的差值，若差值大于设定阈值，则提醒更换压力式温度计。
作为优选，所述第二步还包括以下步骤：若R≦10Ω或≧1MΩ，表示铂电阻被短路或断线开路，需要对铂电阻电缆进行排查或更换铂电阻，在确认铂电阻数值正常后进行第三步。
作为优选，所述第三步具体包括：利用高精度电阻模拟模块，模拟电阻值R0的数值，
输出的电流I＝U0/(R0+R1)；
输出的电压U＝U0*R0/(R0+R1)；
电流I的范围：4mA≦I≦20mA；电压U的范围：0<U≦5V，U0是电源模块提供的电压值。
作为优选，所述第四步还包括以下步骤：若T1≠T2＝T3，表示变送器有故障，提醒需更换变送器。
本发明有以下有益效果：可快速判断排查电力变压器油温采集回路中各环节出现的故障，有效避免因人为检测干预导致的重复消缺现象的发生，有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。
附图说明
图1是本实施例系统结构示意图；
图2是本实施例中高精度电阻模拟模块结构图；
图3是本实施例中电流电压输出测试模块电路原理图；
图4是本实施例的方法流程图；
其中：1、机架 2、安全开关 3、电源插头 4、接地线 5、液晶显示屏 6、出线孔 7、测量笔 8、调节电阻输出孔 9、调节电阻 10、电流输出口 11、电压输出口 12、连通器毛细管13、液态感温温包 14、温度计。
具体实施方式
实施例：
本实施例提出一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，参考图1，本系统的具体结构如下：包括机架1，机架1内设有高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块和高精度电阻模拟模块，机架1端面上设有温包加热模拟模块，机架1设有电源插头3和接地线4，高精度电阻测试模块和电流电压输出测试模块与电源插头3电连接，高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块、高精度电阻模拟模块和电源插头3与接地线4连接，电源插头3接有安全开关2。
温包加热模拟模块包括液态感温温包13、温度计14和连通器毛细管12，液态感温温包13与连通器毛细管12连通，连通器毛细管12与待测压力式温度计的弹性元件连通，温度计14测温部位设置在液态感温温包13内，液态感温温包13放置在温水中。
高精度电阻测试模块包括设置机架1内的磁电式直流电流表、模数转换芯片和电子计数器以及设置在机架1端面的液晶显示屏5和设置在机架1外的测量笔7，机架1端面设有出线孔6，测量笔7设有两支，电源插头3的一端连接于磁电式直流电流表的一端，电源插头3的另一端和磁电式直流电流表的另一端通过出线孔6与测量笔7连接，磁电式直流电流表与模数转换芯片电连接，模数转换芯片与电子计数器电连接，电子计数器与液晶显示屏5电连接。
电流电压输出测试模块包括分压电阻R1、电流输出口10和电压输出口11，分压电阻R1、电流输出口10、高精度电阻测试模块和电源模块串联，电压输出口11与高精度电阻测试模块并联，电流输出口10和电压输出口11设置在机架1端面。
参考图2，高精度电阻模拟模块的调节电阻9设置五个挡位，分别对应各个数量级的阻值，为10×100Ω、10×10Ω、10×1Ω、10×0.1Ω、10×0.01Ω五个挡位串联，每个档位设有一个旋钮，旋钮设置在机架1端面，机架1端面设有调节电阻输出孔8，调节电阻输出孔8设有夹片，夹片与调节电阻9输出端连接。
采用漆包铜线材料，采用焊接和螺丝固定的方式进行材料组装，直流电阻器为串联的十进盘所组成的多值器。装置架构采用“阻值任意输出式”，设置五个挡位，分别对应各个数量级的阻值，为10×100、10×10、10×1、10×0.1、10×0.01Ω五个挡位串联，可以模拟铂电阻输出。根据目标阻值，依次旋转各档位旋钮并乘以相应数量级的值，然后相加。
一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，包括电源模块、高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块、高精度电阻模拟模块和温包加热模拟模块，本系统的电源模块与电源插头3连接。
电源模块为高精度电阻测试模块和电流电压输出测试模块供电；
高精度电阻测试模块，对铂电阻进行测试，输出测试电阻值；
电流电压输出测试模块，对高精度电阻模拟模块进行模拟测试；
高精度电阻模拟模块，包括若干串联的调节电阻；
温包加热模拟模块，用于测试压力温度计，得出测试温度。
四个模块，可快速判断排查电力变压器油温采集回路中各环节出现的故障，故障分为四大类：铂电阻故障；压力温度计故障；变送器故障；网络参数故障。
本系统能够对电力变压器油温采集回路出现的各种故障进行检测，全面直观，有效避免因人为检测干预导致的重复消缺现象的发生，有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。
为诊断电力变压器油温采集回路中变送器是否有故障，先记录监控显示屏显示温度T1,变压器本体压力式温度计数值T2。然后测量铂电阻的阻值R,根据现场变送器的厂家铭牌，计算出变送器正常工作时应输出的电流I或者U。断开原变送器输出回路，将电流电压输出测试模块替代变送器接入回路。在高精度电阻模拟模块上设置模拟电阻R0的值，使得输出匹配变送器正常工作时应输出的电流I或者U，在回路终端监控显示屏上观测显示温度值T3。电源模块为恒定直流电压源U0。
参考图3，高精度电阻测试模块设有磁电式直流电流表、模数转换芯片、电子计数器、测量笔7和液晶显示屏5，测量笔7设有两支，电源模块的一端连接于磁电式直流电流表，另一端连接于一支测量笔7；磁电式直流电流表的另一端连接于另一支测量笔7，磁电式直流电流表与模数转换芯片电连接，模数转换芯片与电子计数器电连接，电子计数器与液晶显示屏5电连接。
断开变送器输入电缆端子，此电缆连接铂电阻，使用高精度电阻测试模块测量电缆两端，高精度电阻测试模块设置测量笔接于电缆两端操作简单方便。
电流电压输出测试模块包括分压电阻R1、电流输出口10和电压输出口11，分压电阻R1、电流输出口10、高精度电阻测试模块和电源模块串联，电压输出口11与高精度电阻测试模块并联。
温包加热模拟模块包括液态感温温包13、温度计14和连通器毛细管12，液态感温温包13与连通器毛细管12连通，连通器毛细管12与待测压力式温度计的弹性元件连通，温度计14测温部位设置在液态感温温包13内，液态感温温包13放置在温水中。
拆下待检测的压力式温度计与主变本体相连接的毛细管，将温包加热模块连入待检测压力式温度计。将液体感温温包分别泡入20℃，40℃,60℃水中，液体感温温包内液体通过连通器毛细管传递至待测温度计的弹性元件使其产生位移，此位移经齿轮与杠杆机构的机械放大后指示温度，观察比对温包温度计与待测压力温度计显示的数值。此时可对比观察误差大小并记录，判断是否需对维修或更换压力温度计。
参考图4，一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，采用上述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，包括以下步骤：
第一步：记录监控显示屏显示第一温度数值T1、变压器本体压力式温度计的第二温度数值T2，若T1≠T2，进行第二步；
第二步：使用高精度电阻测试模块测量铂电阻的阻值为R，若10Ω≦R≦1MΩ进行第三步；若R≦10Ω或≧1MΩ，表示铂电阻被短路或断线开路，需要对铂电阻电缆进行排查或更换铂电阻，在确认铂电阻数值正常后进行第三步。
第三步：根据现场变送器的厂家铭牌提供的输入电压值，与测量所得的铂电阻阻值R,计算出变送器正常工作时应输出的电流I或者U；
利用高精度电阻模拟模块，模拟电阻值R0的数值，
输出的电流I＝U0/(R0+R1)；
输出的电压U＝U0*R0/(R0+R1)；
电流I的范围：4mA≦I≦20mA；电压U的范围：0<U≦5V，U0是电源模块提供的电压值。
第四步：断开变送器输出端子，将电流电压输出测试模块替代变送器接入回路，调节高精度电阻模拟模块输出与铂电阻阻值R相等的模拟电阻值R0，在回路终端监控显示屏上记录第三温度数值T3，若若T1＝T3≠T2,进行第五步；若T1≠T2≠T3，进行第六步；若T1≠T2＝T3，表示变送器有故障，提醒需更换变送器。
第五步：继续调整高精度电阻模拟模块使输出模拟电阻值为R2,判断第三温度数值T3是否发生变化，若否，表示网络参数传输有问题，需检查网线是否松动或修改网络参数；若是，表示压力式温度计故障，进行第六步。
第六步：拆下待检测的压力式温度计与主变本体相连接的毛细管，将温包加热模拟模块连入待检测压力式温度计，比对测试温度与待测压力式温度计显示的温度数值，并记录测试温度与显示温度的差值，若差值大于设定阈值，则提醒更换压力式温度计。
本发明有以下优势：可快速判断排查电力变压器油温采集回路中各环节出现的故障，有效避免因人为检测干预导致的重复消缺现象的发生，有效找出油温采集变送传输过程中发生故障的关键环节，保证工作人员可远程真实监测到变压器油温。

Claims (8)

1.一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，其特征是，包括电源模块、高精度电阻测试模块、电流电压输出测试模块、高精度电阻模拟模块和温包加热模拟模块，
所述电源模块为高精度电阻测试模块和电流电压输出测试模块供电；
所述高精度电阻测试模块，对铂电阻进行测试，输出测试电阻值；
所述电流电压输出测试模块，对高精度电阻模拟模块进行模拟测试；
所述高精度电阻模拟模块，包括若干串联的调节电阻；
所述高精度电阻测试模块设有磁电式直流电流表、模数转换芯片、电子计数器、测量笔(7)和液晶显示屏(5)，所述测量笔(7)设有两支，所述电源模块的一端连接于磁电式直流电流表，另一端连接于一支测量笔(7)；所述磁电式直流电流表的另一端连接于另一支测量笔(7)，所述磁电式直流电流表与模数转换芯片电连接，所述模数转换芯片与电子计数器电连接，所述电子计数器与液晶显示屏(5)电连接；
所述温包加热模拟模块，用于测试压力温度计，得出测试温度；
所述电流电压输出测试模块包括分压电阻(R1)、电流输出口(10)和电压输出口(11)，所述分压电阻(R1)、电流输出口、高精度电阻模拟模块和电源模块串联，所述电压输出口与高精度电阻模拟模块并联。
2.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，其特征是，所述电源模块为恒定直流电压源(U0)。
3.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，其特征是，所述高精度电阻模拟模块的调节电阻(9)设置五个挡位，分别对应各个数量级的阻值，为10×100Ω、10×10Ω、10×1Ω、10×0.1Ω、10×0.01Ω五个挡位串联，并通过旋钮对调节电阻(9)进行调节。
4.根据权利要求1所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，其特征是，所述温包加热模拟模块包括液态感温温包(13)、温度计(14)和连通器毛细管(12)，所述液态感温温包(13)与连通器毛细管(12)连通，所述连通器毛细管(12)与待测压力式温度计的弹性元件连通，所述温度计(14)测温部位设置在液态感温温包(13)内，所述液态感温温包(13)放置在温水中。
5.一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，采用权利要求1所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除系统，其特征是，包括以下步骤：
第一步：记录监控显示屏显示第一温度数值T1、变压器本体压力式温度计的第二温度数值T2，若T1≠T2，进行第二步；
第二步：使用高精度电阻测试模块测量铂电阻的阻值为R，若10Ω≦R≦1MΩ进行第三步；
第三步：根据现场变送器的厂家铭牌提供的输入电压值，与测量所得的铂电阻阻值R,计算出变送器正常工作时应输出的电流I或者U；
第四步：断开变送器输出端子，将电流电压输出测试模块替代变送器接入回路，调节高精度电阻模拟模块输出与铂电阻阻值R相等的模拟电阻值R0，在回路终端监控显示屏上记录第三温度数值T3，若T1＝T3≠T2,进行第五步；若T1≠T2≠T3，进行第六步；
第五步：继续调整高精度电阻模拟模块使输出模拟电阻值为R2,判断第三温度数值T3是否发生变化，若否，表示网络参数传输有问题，需检查网线是否松动或修改网络参数；若是，表示压力式温度计故障，进行第六步；
第六步：拆下待检测的压力式温度计与主变本体相连接的毛细管，将温包加热模拟模块连入待检测压力式温度计，比对测试温度与待测压力式温度计显示的温度数值，并记录测试温度与显示温度的差值，若差值大于设定阈值，则提醒更换压力式温度计。
6.根据权利要求5所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，其特征是，所述第二步还包括以下步骤：若R≦10Ω或≧1MΩ，表示铂电阻被短路或断线开路，需要对铂电阻电缆进行排查或更换铂电阻，在确认铂电阻数值正常后进行第三步。
7.根据权利要求5所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，其特征是，所述第三步具体包括：利用高精度电阻模拟模块，模拟电阻值R0的数值，
输出的电流I＝U0/(R0+R1)；
输出的电压U＝U0*R0/(R0+R1)；
电流I的范围：4mA≦I≦20mA；电压U的范围：0<U≦5V，U0是电源模块提供的电压值。
8.根据权利要求5所述的一种变压器绝缘油温度采集传输回路故障排除方法，其特征是，所述第四步还包括以下步骤：若T1≠T2＝T3，表示变送器有故障，提醒需更换变送器。
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