CN111816431A - 一种面向膨胀器的互感器在线监测装置 - Google Patents

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CN111816431A CN202010590603.7A CN202010590603A CN111816431A CN 111816431 A CN111816431 A CN 111816431A CN 202010590603 A CN202010590603 A CN 202010590603A CN 111816431 A CN111816431 A CN 111816431A
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Abstract

本发明的实施例提供了一种面向膨胀器的互感器在线监测装置，包括互感器；膨胀器设置于所述互感器顶部；温度传感器插入膨胀器内部，且连接监测装置；压力传感器设置于所述膨胀器内部顶部，且连接监测装置；监测装置，设置于膨胀器上方；天线连接所述监测模块，接收所述监测装置发送的监测数据，进行无线传输；并接收外部设备的控制命令，发送至所述监测装置，与外部设备进行数据交互。以此方式，可以在互感器内部故障恶化之前，将互感器监测数据与其他设备的物联网进行互联，把监测结果通过无线方式传输到设备外部或后台终端，使外部设备及时发现故障情况，从而达到全变电站的高压设备状态信息全面感知。

Description

一种面向膨胀器的互感器在线监测装置
技术领域
本发明的实施例一般涉及互感器监测以及物联网技术领域，并且更具体地，涉及一种面向膨胀器的互感器在线监测装置。
背景技术
目前在电力系统中，电压/电流互感器是测量一次电压和电流值的高压设备，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。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种面向膨胀器的互感器在线监测装置，包括：
互感器；
膨胀器，设置于所述互感器顶部，为密封结构，且与互感器内部连通，使绝缘油能够进入到膨胀器中；
温度传感器，插入膨胀器内部，且连接监测装置，用于采集互感器内部的温度信号，发送至监测装置；
压力传感器，设置于所述膨胀器内部顶部，且连接监测装置，用于采集互感器内部的压力信号；
监测装置，设置于膨胀器上方，用于接收互感器内部的温度信号和压力信号，进行处理；
天线，连接所述监测模块，接收所述监测装置发送的监测数据，进行无线传输；并接收外部设备的控制命令，发送至所述监测装置，与外部设备进行数据交互。
进一步地，所述监测装置包括：
MCU，用于根据压力信号和温度信号计算压力值和温度值；
温度传感器模块，连接所述MCU和所述温度传感器，用于接收所述温度传感器发送的互感器内部的温度信号，并将该温度信号转换成电信号后发送至所述MCU；
压力传感器模块，连接所述MCU和所述压力传感器，用于接收所述压力传感器发送的互感器内部的压力信号，并将该压力信号发送至所述MCU；
供电模块，连接所述MCU，为所述MCU供电；
无线模块，连接所述天线和所述MCU，接收外部设备的控制命令，发送至所述MCU；并接收所述MCU发送的监测数据，转换为无线信号，通过天线发送至外部设备。
进一步地，所述供电模块为太阳能供电模块和/或供电电池；所述太阳能供电模块通过供电电缆连接太阳能电池板，且连接所述MCU，为所述MCU供电；所述供电电池连接所述MCU，用于在太阳能供电模块停止供电时启动，为所述MCU供电。
进一步地，所述太阳能供电模块还连接所述供电电池，为其充电。
进一步地，还包括：
保护罩，设置于所述互感器顶部，使所述膨胀器置于所述保护罩内，且不与所述保护罩接触。
进一步地，还包括：
太阳能电池板，设置于所述保护罩外侧顶部，且通过供电电缆连接所述监测装置，将太阳能转换为电能，为所述监测装置供电。
进一步地，所述温度传感器的测量范围为-40℃～120℃。
进一步地，所述无线传输采用LoRa传输方式进行传输。
进一步地，还包括：
在所述温度传感器与膨胀器外壳接触位置设置密封圈，用于密封。
进一步地，所述压力传感器采用电容式压力采样，测量范围为0～1.0MPa。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
本发明通过融合LoRa的通信技术，将互感器监测数据与其他设备的物联网进行互联，把监测结果通过无线方式传输到设备外部或后台终端，使外部设备及时发现故障情况，从而达到全变电站的高压设备状态信息全面感知。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的面向膨胀器的互感器在线监测装置结构图；其中，1为膨胀器、2为保护罩、3为压力传感器、4为温度传感器、5为监测装置、6为放油阀、7为太阳能电池板、8为天线、9为互感器、10为油位指示针、11为透视窗。
图2示出了根据本发明的实施例的监测装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明中，通过融合LoRa的通信技术，将互感器监测数据与其他设备的物联网进行互联，把监测结果通过无线方式传输到设备外部或后台终端，使外部设备及时发现故障情况，从而达到全变电站的高压设备状态信息全面感知。
图1示出了根据本发明的实施例的面向膨胀器的互感器在线监测装置结构图。所述在线监测装置包括：
互感器9；所述互感器9内部有绝缘油填充。
膨胀器1，设置于所述互感器9顶部，为密封结构，且与互感器9内部连通，使绝缘油能够进入到膨胀器1中；在膨胀器1的顶部设置放油阀6，用于使绝缘油能够排出。所述膨胀器1为金属膨胀器。
温度传感器4，插入膨胀器内部，且连接监测装置5，用于采集互感器9内部的温度信号，发送至监测装置5；在所述温度传感器4与膨胀器1外壳接触位置设置密封圈，用于密封。所述温度传感器的测量范围为-40℃～120℃；即温度传感器可以测量-40℃～120℃的互感器9内部温度值。
压力传感器3，设置于所述膨胀器1内部顶部，且连接监测装置5，用于采集互感器9内部的压力信号；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9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，
监测装置5，设置于膨胀器1上方，用于接收互感器9内部的温度信号和压力信号，进行处理；
天线8，连接所述监测模块5，接收所述监测装置5发送的监测数据，进行无线传输；并接收外部设备的控制命令，发送至所述监测装置5，与外部设备进行数据交互。所述无线传输采用LoRa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。本发明采用LoRa的无线传输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。
LoRa是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术,其调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点，可根据实际应用情况对天线增益进行调节。
作为本发明的一种实施例，还包括：
保护罩2，设置于所述互感器9顶部，使所述膨胀器置于所述保护罩内，且不与所述保护罩接触。保护罩用于防止雨水进入到互感器9内部。所述保护罩为金属外罩。
作为本发明的一种实施例，还包括：
太阳能电池板7，设置于所述保护罩外侧顶部，且通过供电电缆连接所述监测装置，将太阳能转换为电能，为所述监测装置供电。
外罩外面安装3W的太阳能电池板7，并通过供电电缆进入到监测装置5中，为装置供电。
作为本发明的一种实施例，还包括：
在所述保护罩2的一侧设置透视窗11，所述透视窗11可以是玻璃材质或塑料材质制成，在膨胀器1对应透视窗11的位置设置油位指示针10，从外面透过所述透视窗11可以看到所述油位指示针10的读数。所述油位指示针10用于指示互感器9中的油位高度。
进一步地，如图2所示，所述监测装置包括：
MCU，用于根据压力信号和温度信号计算压力值和温度值；
温度传感器模块，连接所述MCU和所述温度传感器，用于接收所述温度传感器发送的互感器内部的温度信号，并将该温度信号转换成电信号后发送至所述MCU；
压力传感器模块，连接所述MCU和所述压力传感器，用于接收所述压力传感器发送的互感器内部的压力信号，并将该压力信号发送至所述MCU；
供电模块，连接所述MCU，为所述MCU供电；
无线模块，连接所述天线和所述MCU，接收外部设备的控制命令，发送至所述MCU；并接收所述MCU发送的监测数据，转换为无线信号，通过天线发送至外部设备。
在一些实施例中，监测装置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。
根据本发明的实施例，能够在设备内部故障恶化之前，通过融合LoRa的通信技术，将互感器监测数据与其他设备的物联网进行互联，把监测结果通过无线方式传输到设备外部或后台终端，使外部设备及时发现故障情况，从而达到全变电站的高压设备状态信息全面感知。

Claims (10)

1.一种面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，包括：
互感器；
膨胀器，设置于所述互感器顶部，为密封结构，且与互感器内部连通，使绝缘油能够进入到膨胀器中；
温度传感器，插入膨胀器内部，且连接监测装置，用于采集互感器内部的温度信号，发送至监测装置；
压力传感器，设置于所述膨胀器内部顶部，且连接监测装置，用于采集互感器内部的压力信号；
监测装置，设置于膨胀器上方，用于接收互感器内部的温度信号和压力信号，进行处理；
天线，连接所述监测模块，接收所述监测装置发送的监测数据，进行无线传输；并接收外部设备的控制命令，发送至所述监测装置，与外部设备进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：
MCU，用于根据压力信号和温度信号计算压力值和温度值；
温度传感器模块，连接所述MCU和所述温度传感器，用于接收所述温度传感器发送的互感器内部的温度信号，并将该温度信号转换成电信号后发送至所述MCU；
压力传感器模块，连接所述MCU和所述压力传感器，用于接收所述压力传感器发送的互感器内部的压力信号，并将该压力信号发送至所述MCU；
供电模块，连接所述MCU，为所述MCU供电；
无线模块，连接所述天线和所述MCU，接收外部设备的控制命令，发送至所述MCU；并接收所述MCU发送的监测数据，转换为无线信号，通过天线发送至外部设备。
3.根据权利要求2所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述供电模块为太阳能供电模块和/或供电电池；所述太阳能供电模块通过供电电缆连接太阳能电池板，且连接所述MCU，为所述MCU供电；所述供电电池连接所述MCU，用于在太阳能供电模块停止供电时启动，为所述MCU供电。
4.根据权利要求3所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述太阳能供电模块还连接所述供电电池，为其充电。
5.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，还包括：
保护罩，设置于所述互感器顶部，使所述膨胀器置于所述保护罩内，且不与所述保护罩接触。
6.根据权利要求5所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，还包括：
太阳能电池板，设置于所述保护罩外侧顶部，且通过供电电缆连接所述监测装置，将太阳能转换为电能，为所述监测装置供电。
7.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述温度传感器的测量范围为-40℃～120℃。
8.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述无线传输采用LoRa传输方式进行传输。
9.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，还包括：
在所述温度传感器与膨胀器外壳接触位置设置密封圈，用于密封。
10.根据权利要求1所述的面向膨胀器的互感器在线监测装置，其特征在于，所述压力传感器采用电容式压力采样，测量范围为0～1.0MPa。
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