CN112531887A - 一种变压器档位开关实时监控装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本公开属于电力系统运行中变压器远程监控技术领域，具体涉及一种变压器档位开关实时监控装置及使用方法，包括外接旋钮、单片机、通信模块、天线、服务器，外接旋钮设置在变压器档位开关上，变压器上设置有非接触配合的光源和光敏二极管，光源随变压器档位开关转动，光敏二极管固定在变压器上，光源转动使光敏二极管产生电信号形式的档位信息，外接旋钮设计为先按压后旋转的技术方案使光源可以跳过式直接与对应档位的光敏二极管配合，达到不产生摩擦类型的磨损、不产生放电等危险状况和避免档位的连续性调节的技术效果。

Description

一种变压器档位开关实时监控装置及使用方法

技术领域

本公开属于电力系统运行中变压器远程监控技术领域，具体涉及一种变压器档位开关实时监控装置及使用方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在电力系统中的运行和维护中，准确掌握变压器工作时的工作档位具有重要意义，这一过程关键在于如何对变压器档位变化及时上报。本公开提供一种能够及时获取变压器档位信息且可以对变压器的档位变化及时上报并定位至相应变压器，为变电站的安全维护提供技术支撑，这属于对变压器工作的主动保护过程。

现有技术中对变压器档位变化的获取方式为：变压器的档位开关安装调节把柄，转动调节把柄使把柄上设置金属杆突出节点与变压器上的电气节点碰触形成回路，实现变压器档位开关变化并转化为电信号形式的档位信息，经过信号线及服务器等多个设备的信号传输、转换形成能够显示的数字信号形式的档位信息。

上述能够在变压器档位开关拨动时即可获取相应的档位信息，但其具有明显的缺点：

1、由于采用金属杆突出节点和变压器电气节点这种直接接触的结构，很容易造成金属杆突出节点和变压器电气节点的磨损，且其为点接触，一旦被磨损后两者因微小间距无法接触，就会导致整个装置失去检测变压器档位的功能；

2、金属杆与电气节点直接接触才能形成回路，若在空气湿度较大的阴雨天，两者接触会产生放电现象，影响该装置以及变压器的使用安全，即使采用了防雨帽等防雨措施，也无法阻避免湿空气的影响。

3、由于直接接触才能形成回路获取档位信息，在变压器档位调节时容易产生错误信息和无用信号，例如，需要将变压器档位调节至2档，则必须经过1档，由于1档处金属杆与电气节点直接接触，使该装置也将1档处形成回路的信号传递给服务器，服务器后续还需要对这些数据进行筛选的处理。

综上所述，现有技术中的变压器档位开关实时监控装置具有明显缺陷。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出一种变压器档位开关实时监控装置及使用方法。

本公开的第一目的是避免摩擦、湿空气等因素对触发信号的影响，减少触发部件的磨损，并防止触发部件在湿空气等湿度较大条件下的放电现象。

本公开的第二目的是避免变压器档位调节时产生的错误信息和无用信号。

为达到上述技术目的，本公开采用的技术方案为：

一种变压器档位开关实时监控装置，包括外接旋钮、单片机、通信模块、天线、服务器，其中，外接旋钮设置在变压器档位开关上，外接旋钮上设置的光源随变压器档位开关转动，变压器每一个档位处均设置有一个光敏二极管，所述光源随变压器档位开关转动至变压器相应档位使变压器对应档位处的光敏二极管产生电信号，电信号形式的档位信息传输至单片机并通过通信模块转化为数字信号形式的档位信息，天线以无线传输的方式将无线信号形式的档位信息发送至服务器，服务器储存和显示相应的档位信息。

进一步的，上述的外接旋钮包括档位开关连接器，档位开关连接器的外侧设置有光敏二极管安装板，档位开关连接器套接在变压器的档位开关上，光源设置在档位开关连接器外侧并随档位开关连接器转动，光敏二极管安装板上设置有与光源配合的光敏二极管。

进一步的，档位开关连接器上端设置有固定杆，固定杆上端设置有转动把手。

进一步的，上述的固定杆为空心结构，固定杆内部设置有弹簧，固定杆上端设置有间隔分布的凸条。

转动把手下端设置有圆筒形的环形壁，环形壁内开设有间隔分布的凹槽，所述凸条通过间隙配合设置于凹槽内，实现转动把手与固定杆的旋转联动。

弹簧一端连接转动把手下端面，弹簧另一端连接档位开关连接器上端面，使转动把手下压时，弹簧被压缩运动。

进一步的，为减少雨水等自然天气对该装置的影响，也为了适合人的手握住旋转、按压转动把手，转动把手外周边缘向变压器方向倾斜形成弧形，可作为挡雨帽使用。

转动把手的下端设置有活动条，活动条远离档位开关连接器一侧设置有光源，活动条下端向光敏二极管安装板方向延伸形成定位块。

光敏二极管安装板靠近活动条一侧设置有与定位块配合的限位槽，限位槽具有多个槽口，每个槽口对应一个变压器档位。

限位槽与变压器壳体具有间隔且使定位块能够通过该间隔。

作为优选的，发光光源为聚光光源，光源不需要实体接触即可触发光敏二极管产生信号。

进一步的，该变压器档位开关实时监控装置包括唯一编码，服务器内储存有所述唯一编码与变压器的实际地理坐标等信息的对应关系，无线传输方式采用GPRS无线传输技术。

本公开提供了一种变压器档位开关实时监控装置的使用方法，利用上述的装置调节变压器档位时，先按下转动把手，再旋转转动把手至相应变压器档位，松开转动把手，转动把手回弹，光敏二极管产生电信号形式的档位信息。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

1、本公开采用非接触配合的光源和光敏二极管，当光源转动至光敏二极管的相应位置时触发光敏二极管产生对应的档位信息，光源和光敏二极管不会直接接触，使两者不会产生摩擦类型的磨损，并且，由于两者不接触也不会产生放电等危险状况；

2、本公开通过活动条、弹簧、限位槽以及定位块等结构的配合设置，使活动条上的光源被压下旋转后直接进入相应的档位，避免档位信息的顺序获取。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开的变压器档位开关实时监控装置的整体结构示意图。

图2为本公开的信号传输示意图。

图3为本公开的传感器获取档位信息示意图。

图4为本公开的定位块与限位槽配合的结构示意图。

其中：

1、变压器档位开关，2、档位开关连接器，3、固定杆，4、光敏二极管安装板，5、变压器，6、挡雨层，7、光源，8、光敏二极管，9、弹簧，11、环形壁，12、活动条，13、定位块，14、限位槽，15、转动把手；

10、外接旋钮，20、单片机，30、通信模块，40、天线，50、无线信号，60、服务器。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1

本公开提供一种变压器档位开关实时监控装置，包括外接旋钮10，单片机20、通信模块30、天线40以及服务器60。

本公开的变压器档位开关实时监控装置属于独立于变压器5设计的设备，其能够与现有的变压器5配合使用，外接旋钮10套接固定在变压器档位开关1上实现外接旋钮10与变压器档位开关1的联动控制，该装置仅通过外接旋钮10与变压器档位开关1联动，将原本需要扭动变压器5上的变压器档位开关1改成扭动本公开的装置上的外接旋钮10即可实现变压器档位开关1的旋转，使档位发生变化，该装置能够在不改变现有变压器5装置的情况下直接安装，避免对现有的大量的变压器5进行拆卸改进。

变压器每一个档位处均设置有光敏二极管，变压器每一个档位处指档位对应位置，包括变压器壳体上的位置，例如，在变压器“II”档位置安装一个光敏二极管，光敏二极管安装在变压器壳体上，光敏二极管对着档位开关，变压器档位发生变化时触发对应位置的光敏二极管的信号，例如外接旋钮带动变压器档位开关旋转至档位“II”时，仅档位“II”处的光敏二极管获得信号，其余位置的光敏二极管均不获得信号。

光敏二极管的信号输出端连接单片机20，光敏二极管接受到档位“II”处的信号后产生激励信号并传输至单片机20，该激励信号为电信号形式的档位信息，单片机20接受到该激励信号后通过通信模块30利用天线40通过无线传输的方式将档位信息的无线信号50发送至服务器60，服务器60储存和显示通信模块30传输的信号形式的档位信息，通过服务器60平台上软件的人机交互界面可以对档位信息进行实时展示，运维人员可以通过实时展示的信息获取变压器5对应的档位信息，另外，运维人员还可以通过平台软件的人机交互界面实现对档位信息变化的历史数据查询以及制作生成相应的数据报表。

该装置上具有唯一对应的唯一编码，服务器60内储存有该编码与变压器5的实际地理坐标等信息的对应关系，运维人员通过服务器60上软件的人机交互界面获取变压器5实际地理坐标信息对应的实时档位信息。

该装置上设置有电源模块，电源模块为光敏二极管、单片机等电子设备供电，电源模块优先采用蓄电池供电，另外，该装置上所有的电子设备外均设置有防雨装置，在线路输入和输出处通过缠绕防水胶带等多项措施实现电子设备的防雨防湿。

上述的无线传输方式优先采用GPRS无线传输技术，也可采用其他传输方式，本公开不做具体限定。

本公开的核心发明点在于外接旋钮10，外接旋钮10包括与变压器档位开关1连接的档位开关连接器2，档位开关连接器2为筒形结构，其上端封顶，下端开口，变压器档位开关1通过档位开关连接器2的下端与档位开关连为一体，档位开关连接器2下端面至变压器5留有间隙，防止档位开关连接器2与变压器5壳体产生摩擦，档位开关连接器2外周具有与变压器档位开关1对应档位匹配的光源7，即光源安装在变压器档位开关标识点处，按照现有技术，档位开关转动时，标识点转动，而位于标识点上的光源也必然随档位开关转动而转动，档位开关连接器2上端设置一根固定杆3，固定杆3中心轴与变压器档位开关1中心轴重合，固定杆3外周设置有固定在变压器5上的光敏二极管安装板4，光敏二极管安装板4上安装具有和光敏二极管安装板4配合的光敏二极管8，光敏二极管安装板4上端设置开口且光敏二极管安装板4内壁与档位开关连接器2外壁留有充足的间隙，固定杆3转动带动档位开关连接器2旋转进而使变压器档位开关1旋转，光敏二极管安装板4上设置的光敏二极管8会被光这类非接触技术检测到光源7对应的档位信息，例如，当固定杆3带动档位开关连接器2旋转进而带动变压器档位开关1旋转至变压器的档位“II”处时，光敏二极管安装板4上的光敏二极管8检测光源7的对应的档位“II”的信息，并将该光敏二极管8转换后的电信号通过单片机20和通信模块30传递给服务器60。

固定杆3上端设置一个转动把手15，转动把手15优先设计为弧形，转动把手15外周边缘向变压器5方向倾斜，形成挡雨帽结构，转动把手上端面为挡雨层6，转动把手15的设计减少甚至避免雨水进入外接旋钮10内部，当需要旋转固定杆3时，由于转动把手15的直径大于固定杆3的直径，可以通过旋转转动把手15实现固定杆3的旋转，转动把手15的加入使固定杆3转动更加方便。

光敏传感器采集发光源的信息，光源采用聚光的光源，使光源发光只能由一个光敏二极管接收光亮，当“II”档处的光敏传感器获得发光源信号，则说明变压器档位位于“II”档，本公开所采用的光敏二极管8与光源7的配合方式为非接触式配合，非接触式配合不会造成光敏二极管8与光源7的磨损，并且在雨天等环境下不会因节点接触而造成接触处放电等危险现象，与现有技术先比具有明显的实质性改进和显著进步。

本公开的又一核心发明点在于：上述的固定杆3为中空杆，固定杆3内设置有弹簧9，弹簧9一端连接在转动把手15下端面中间位置处，弹簧9另一端连接档位开关连接器2上端面，转动把手15下端面设置有呈圆筒状的环形壁11，环形壁11内开设有凹槽，固定杆3上端靠近转动把手15处设置有凸条，固定杆3上的凸条通过间隙配合在环形壁11的凹槽内，当转动把手15旋转时，凸条与凹槽配合使转动把手15带动固定杆3转动，由于固定杆3与档位开关连接器2是一体的，因此，档位开关连接器2随着转动把手15运动，进而实现变压器档位开关1的转动；当转动把手15向下被按压时，固定杆3内的弹簧9被挤压产生压缩变形，而固定杆3上的凸条在环形壁11的凹槽内产生上下方向的相对运动，使转动把手15向下位移，当转动把手15向下挤压的力被撤销时，由于弹簧的弹力影响，使转动把手15能够自动回位。

如图4所示，图4公开了定位块13与限位槽14的配合关系，限位槽14具有多个槽口，图中标注“I”位置处的限位槽14的槽口对应变压器档位“I”，相应的，本公开可以将变压器档位标注在限位槽14和光敏二极管安装板4的外侧，便于工作人员查看对应的变压器档位，转动把手15的下端还固定设置有活动条12，活动条12位于档位开关连接器2外周，活动条12上安装有与光敏二极管8配合的光源7，活动条12下端向光敏二极管安装板4方向突出形成定位块13，光敏二极管安装板4内壁对应位置设置有与定位块13配合的限位槽14，限位槽14与变压器5壳体具有间隔且使定位块13能够顺利通过，定位块13位于限位槽14内且弹簧9处于不压缩状态时，光源7与光敏二极管8配合触发相应档位信息的产生，例如：档位处于“0”档，定位块不受限位槽的限制，当需要直接调节至“II”档时，先按下转动把手15再旋转转动把手15至“II”档位置，使定位块13随着活动条12向下运动且从限位槽14下端穿过，此时限位槽14位于定位块13上方，松开转动把手15后，弹簧9回弹，定位块13进入“II”档位置处的限位槽14的槽口内，使转动把手15不再转动，同时由于定位块13直接进入“II”档处的限位槽14的槽口内，跳过了进入“I”档处限位槽14的步骤，实现了使从“0”档调节至“II”档的过程中，不会触发“I”档位置的信号。

作为优先的，档位开关连接器2与活动条12相配合的侧面形状相同，例如，活动条靠近档位开关连接器一侧为圆弧面，则档位开关连接器靠近活动条一侧为圆弧面，活动条靠近档位开关连接器一侧为平面，则档位开关连接器靠近活动条一侧为平面。

实施例2

本公开提供一种变压器档位开关实时监控装置的使用方法，利用实施例1的装置调节变压器档位时，先按下转动把手15，转动把手15下端的凹槽沿凸条向下位移，再旋转转动把手15至相应变压器档位，凸条和凹槽的配合使转动把手15带动固定杆3转动，固定杆3带动档位开关连接器2转动，进而带动变压器档位开关1转动，同时，活动条12带动定位块13在限位槽14下方移动并进入档位开关对应的限位槽14的槽口下方，松开转动把手15，转动把手15回弹，定位块13在弹簧9的作用下向上运动进入限位槽14的槽口内，光敏二极管8与光源7产生非接触的配合使光敏二极管产生电信号形式的档位信息。

以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，包括外接旋钮、单片机、通信模块、天线、服务器；

所述外接旋钮设置在变压器档位开关上，外接旋钮上设置有光源，所述光源随变压器档位开关转动，变压器每一个档位处均设置有一个光敏二极管，所述光源随变压器档位开关转动至变压器相应档位使变压器相应档位处的光敏二极管产生电信号；

所述光敏二极管连接单片机，单片机连接通信模块，通信模块连接天线，天线以无线传输的方式将无线信号形式的档位信息发送至服务器，服务器储存和显示相应的档位信息。

2.如权利要求1所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述外接旋钮包括档位开关连接器，所述档位开关连接器的外侧设置有光敏二极管安装板，档位开关连接器套接在变压器的档位开关上，所述光源设置在档位开关连接器外侧并随档位开关连接器转动，光敏二极管固定在光敏二极管安装板上。

3.如权利要求2所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述档位开关连接器上端设置有固定杆，固定杆上端设置有转动把手。

4.如权利要求3所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述固定杆为空心结构，固定杆内部设置有弹簧，固定杆上端设置有间隔分布的凸条；

所述转动把手下端设置有圆筒形的环形壁，环形壁内开设有间隔分布的凹槽，所述凸条通过间隙配合设置于凹槽内；

所述弹簧一端连接转动把手下端面，弹簧另一端连接档位开关连接器上端面。

5.如权利要求4所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述转动把手外周边缘向变压器方向倾斜形成弧形。

6.如权利要求4所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述转动把手的下端设置有活动条，活动条远离档位开关连接器的侧面上设置有光源，活动条下端向光敏二极管安装板方向延伸形成定位块；

光敏二极管安装板靠近活动条一侧设置有与定位块配合的限位槽，限位槽具有多个槽口，变压器每一个档位处均设置有一个槽口；

所述限位槽与变压器壳体具有间隔且使定位块能够通过该间隔。

7.如权利要求1所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，还包括唯一编码，服务器内储存有所述唯一编码与变压器的实际地理坐标等信息的对应关系。

8.如权利要求1所述的一种变压器档位开关实时监控装置，其特征是，所述无线传输方式采用GPRS无线传输技术。

9.一种如权利要求要求4-6任一所述的一种变压器档位开关实时监控装置的使用方法，其特征是：

当调节变压器档位时，先按下转动把手，再旋转转动把手至相应变压器档位，松开转动把手，转动把手回弹后，光敏二极管产生电信号。

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