CN113571379B - 一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法，系统包括：压力传感器、处理装置、时钟和电源模块；压力传感器将变压器油箱的油压转换为油压数据发送到处理装置，处理装置根据油压数据计算得到上升速度，接着通过判断油压上升速度是否超过预置触发阈值，来启动油压数据录波以及对油压上升速度超过阈值阶段录波数据和油压上升速度数据进行存储，同时判断油压上升速度的累积时间是否大于预置阈值，从而实现油压波动时间内进行详细数据记录，以减少数据存储量，节约处理时间，降低功耗；油压录波数据可以为分析油箱内各种压力扰动提供基础数据。从而解决了现有技术对数据的处理时间较多且数据存储量较大的技术问题。

Description

一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法。

背景技术

变压器速动油压继电器是油浸式变压器和电抗器保护用继电器。运行中的变压器、电抗器发生故障，油箱内的变压器油在单位时间内的压力升高速率达到整定限值时，继电器迅速动作，使控制回路及时发出信号，可使变压器、电抗器退出运行状态的一种继电器，又称压力突变继电器。

常用的变压器用速动油压继电器采取油压变化测量机械部件驱动报警辅助开关的原理制成，只能够发出动作信号，不能够记录油箱内油压变化的情况。随着压力传感器技术的发展，出现了数字式变压器用速动油压继电器。

目前，已有的数字式变压器用速动继电器技术方案仍不完善；例如专利案号为CN101170251的用于充油电力设备中的电子式速动油压继电器装置，对处理得到的数据不加区分进行全部保存，增大存储空间与成本，亦造成查询与利用的困难。进一步地，专利案号为CN201069737的数字式速动油压继电器；虽然以10分钟一点的速度绘制压力变化曲线，但是由于为固定周期，而没有根据变压器的运行状态进行处理，导致与《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》要求的变压器用速动油压继电器动作特性相差多个数量级，也无法有效的减少处理时间和数据存储量。

发明内容

本申请提供了一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法，用于解决现有技术对数据的处理时间较多且数据存储量较大的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种数字式变压器用油压速动继电器，所述继电器包括：

压力传感器、处理装置、时钟、电源模块；所述处理装置包括：A/D转换模块、数据处理模块、存储模块、输出模块；

所述电源模块，用于为所述压力传感器、所述处理装置、所述时钟提供电源；

所述时钟，用于为所述压力传感器和所述处理装置提供实时时间；

所述压力传感器，用于按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到所述A/D转换模块；

所述A/D转换模块，用于将所述直流电流信号或所述直流电压信号转换为油压数据并输入到所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于S1、根据所述油压数据和所述预置采样周期计算油压上升速度；S2、判断所述油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对所述油压数据进行录波得到录波数据，并发送所述油压上升速度和所述录波数据到所述存储模块，否则触发所述压力传感器；S3、判断所述油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，触发所述输出模块，否则，触发所述压力传感器；

所述输出模块，用于输出动作信号；

存储模块，用于对所述油压上升速度和所述录波数据进行保存。

可选地，包括：所述压力传感器设置于变压器油箱的内顶盖或内上侧壁。

可选地，所述处理装置还包括：人机交互模块；

所述人机交互模块，用于接收运维人员的输入指令，并对所述油压上升速度和录波数据进行显示。

可选地，所述处理装置还包括：告警模块；

所述告警模块，用于当所述油压上升速度大于预置触发阈值时，发出告警信号。

可选地，所述处理装置还包括：滤波模块；

所述滤波模块，用于去除所述直流电流信号或所述直流电压信号中的干扰信号。

可选地，所述处理装置设置于继保室屏柜。

可选地，所述滤波模块为：一阶滞后滤波器。

可选地，所述滤波模块为：加权递推平均滤波器。

本申请第二方面提供一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，所述方法包括：

S1、压力传感器按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块；

S2、所述A/D转换模块将所述直流电流信号或所述直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块；

S3、所述数据处理模块根据所述油压数据和所述预置采样周期计算油压上升速度；

S4、所述数据处理模块判断所述油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对所述油压数据进行录波得到录波数据后，执行步骤S5，否则返回步骤S1；

S5、所述数据处理模块判断所述油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，执行步骤S6，否则，返回步骤S1；

S6、输出模块输出动作信号。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种数字式变压器用油压速动继电器，包括：压力传感器、处理装置、时钟、电源模块；处理装置包括：A/D转换模块、数据处理模块、存储模块、输出模块；电源模块，用于为压力传感器、处理装置、时钟提供电源；时钟，用于为压力传感器和处理装置提供实时时间；压力传感器，用于按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块；A/D转换模块，用于将直流电流信号或直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块；数据处理模块，用于S1、根据油压数据和预置采样周期计算油压上升速度；S2、判断油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对油压数据进行录波得到录波数据，并发送油压上升速度和录波数据到存储模块，否则触发压力传感器；S3、判断油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，触发输出模块，否则，触发压力传感器；存储模块，用于对油压上升速度和录波数据进行保存。

本申请的数字式变压器用油压速动继电器，通过判断油压上升速度是否超过预置触发阈值，来启动油压数据录波以及对油压上升速度超过阈值阶段录波数据和油压上升速度数据进行存储，同时判断油压上升速度的累积时间是否大于预置阈值，根据变压器的运行状态对数据进行处理和存储，从而实现油压波动时间内进行详细数据记录，以减少数据存储量，节约处理时间，降低功耗；油压录波数据可以为分析油箱内各种压力扰动提供基础数据。从而解决了现有技术对数据的处理时间较多且数据存储量较大的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例一结构图；

图2为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例二结构图；

图3为本申请实施例中一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，根据《JB/T 10430-2015变压器用速动油压继电器》，变压器用速动油压继电器动作特性应符合下表要求：

请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例一结构图。

本申请实施例一提供的一种数字式变压器用油压速动继电器，包括：

压力传感器、处理装置、时钟、电源模块；处理装置包括：A/D转换模块、数据处理模块、存储模块、输出模块。

电源模块，用于为压力传感器、处理装置、时钟提供电源。

需要说明的是，电源模块将交流220V或直流220V、110V输入电源转换为数据处理模块等各模块使用的5V、12V等直流电压。

时钟，用于为压力传感器和处理装置提供实时时间。

需要说明的是，时钟可以是晶振时间模块，亦可以卫星对时模块，甚至通过通讯模块，与管理机实现对时。

压力传感器，用于按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块。

需要说明的是，油压传感器安装在变压器油箱，将变压器油压转换为直流电流(优选地采取4-20mA)或直流电压(优选地采取0-5V、0-10V)信号输入到A/D转换模块。

A/D转换模块，用于将直流电流信号或直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块。

数据处理模块，用于S1、根据油压数据和预置采样周期计算油压上升速度；S2、判断油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对油压数据进行录波得到录波数据，并发送油压上升速度和录波数据到存储模块，否则触发压力传感器；S3、判断油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，触发输出模块，否则，触发压力传感器。

需要说明的是，油压上升速度为：相邻两个油压采样值之差与采样周期的比值。可以理解的是，判断油压上升速度是否超过预置触发阈值，来启动油压数据录波以及对油压上升速度超过阈值阶段录波数据和油压上升速度数据进行存储，同时判断油压上升速度的累积时间是否大于预置阈值，从而实现油压波动时间内进行详细数据记录，以减少数据存储量。

输出模块，用于输出动作信号。

可以理解的是，当油压上升速度大于预置触发阈值，则进行数据录波并进一步地判断是否达到预置动作时间，若是，启动输出模块，发出动作信号；需要说明的是，输出模块采用光电隔离或小继电器，输出独立接点。

存储模块，用于对油压上升速度和录波数据进行保存。

本实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器及控制方法，系统包括：压力传感器、处理装置、时钟和电源模块；压力传感器将变压器油箱的油压转换为油压数据发送到处理装置，处理装置根据油压数据计算得到上升速度，接着通过判断油压上升速度是否超过预置触发阈值，来启动油压数据录波以及对油压上升速度超过阈值阶段录波数据和油压上升速度数据进行存储，同时判断油压上升速度的累积时间是否大于预置阈值，从而实现油压波动时间内进行详细数据记录，以减少数据存储量，节约处理时间，降低功耗；油压录波数据可以为分析油箱内各种压力扰动提供基础数据。从而解决了现有技术对数据的处理时间较多且数据存储量较大的技术问题

以上为本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例二。

请参阅图2，图2为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例二结构图。

本申请实施例二提供的一种数字式变压器用油压速动继电器，包括：

压力传感器、处理装置、时钟、电源模块；处理装置包括：A/D转换模块、数据处理模块、存储模块；电源模块，用于为压力传感器、处理装置、时钟提供电源；时钟，用于为压力传感器和处理装置提供实时时间；压力传感器，用于按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块；A/D转换模块，用于将直流电流信号或直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块；数据处理模块，用于S1、根据油压数据和预置采样周期计算油压上升速度；S2、判断油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对油压数据进行录波得到录波数据，并发送油压上升速度和录波数据到存储模块，否则触发压力传感器；S3、判断油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，触发输出模块，否则，触发压力传感器；输出模块，用于输出动作信号；存储模块，用于对油压上升速度和录波数据进行保存。

进一步地，处理装置还包括：人机交互模块；人机交互模块，用于接收运维人员的输入指令，并对油压上升速度和录波数据进行显示。

需要说明的是，人机交互模块采用小键盘、按钮或触摸屏输入命令，数码管、液晶屏或LED屏显示相关信息，进行速动继电器参数设置、状态与数据浏览等。运维人员可以在人机交互模块设置各类的阈值参数，比如设置油压上升速度的预置触发阈值；也可以通过人机交互模块查看各类参数，比如油压数据、录波数据、油压上升速度等。

进一步地，处理装置还包括：告警模块；告警模块，用于当油压上升速度大于预置触发阈值时，发出告警信号。

需要说明的是，本实施例的告警模块当油压上升速度大于预置触发阈值时，通过发送通知或告警声音两种方式通知运维人员，本领域技术人员可以根据实际情况设置，在此不再赘述。

进一步地，处理装置还包括：滤波模块；滤波模块，用于去除直流电流信号或直流电压信号中的干扰信号。

需要说明的是，为避免不规则的随机干扰信号，造成误判断，本实施例引入滤波模块，通过数字滤波削弱或滤除干扰信号，滤波模块优选一阶滞后滤波模块或加权递推平均滤波模块。

进一步地，压力传感器设置于变压器油箱的内顶盖或内上侧壁，处理装置设置于继保室屏柜。

需要说明的是，本实施例的压力传感器与处理模块相对独立设计；其中油压传感器优选安装在油箱的顶盖或侧上部，降低正常运行时的压力，以提高反映压力变化率的精度；处理装置优先地独立安装于本体端子箱或继保室屏柜等位置，便于查看与维护，亦改善相关元器件的运行环境。

以上为本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法的实施例。

请参阅图3，图3为本申请实施例中提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法的流程示意图。

本申请实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，包括：

步骤101、压力传感器按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块。

步骤102、A/D转换模块将直流电流信号或直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块。

步骤103、数据处理模块根据油压数据和预置采样周期计算油压上升速度。

步骤104、数据处理模块判断油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对油压数据进行录波得到录波数据后，执行步骤105，否则返回步骤101。

步骤105、数据处理模块判断油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是执行步骤106，否则返回步骤101。

步骤106、输出模块输出动作信号。

本实施例提供的一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，通过判断油压上升速度是否超过预置触发阈值，来启动油压数据录波以及对油压上升速度超过阈值阶段录波数据和油压上升速度数据进行存储，同时判断油压上升速度的累积时间是否大于预置阈值，根据变压器的运行状态对数据进行处理和存储，从而实现油压波动时间内进行详细数据记录，以减少数据存储量，节约处理时间，降低功耗；油压录波数据可以为分析油箱内各种压力扰动提供基础数据。从而解决了现有技术对数据的处理时间较多且数据存储量较大的技术问题。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于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：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，应用于一种数字式变压器用油压速动继电器，

继电器包括：压力传感器、处理装置、时钟、电源模块；所述处理装置包括：A/D转换模块、数据处理模块、存储模块、输出模块；其中，所述电源模块，用于为所述压力传感器、所述处理装置、所述时钟提供电源；所述时钟，用于为所述压力传感器和所述处理装置提供实时时间；

方法包括：

S1、压力传感器按照预置采样周期将变压器油箱的油压转换为直流电流信号或直流电压信号并输入到A/D转换模块；

S2、所述A/D转换模块将所述直流电流信号或所述直流电压信号转换为油压数据并输入到数据处理模块；

S3、所述数据处理模块根据所述油压数据和所述预置采样周期计算油压上升速度；

S4、所述数据处理模块判断所述油压上升速度是否大于预置触发阈值，若是，对所述油压数据进行录波得到录波数据后，执行步骤S5，否则返回步骤S1；

S5、所述数据处理模块判断所述油压上升速度的累积时间是否达到预置阈值，若是，执行步骤S6，否则，返回步骤S1；

S6、输出模块输出动作信号。

2.根据权利要求1所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，包括：所述压力传感器设置于变压器油箱的内顶盖或内上侧壁。

3.根据权利要求2所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述处理装置还包括：人机交互模块；

所述人机交互模块，用于接收运维人员的输入指令，并对所述油压上升速度和录波数据进行显示。

4.根据权利要求3所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述处理装置还包括：告警模块；

所述告警模块，用于当所述油压上升速度大于预置触发阈值时，发出告警信号。

5.根据权利要求4所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述处理装置还包括：滤波模块；

所述滤波模块，用于去除所述直流电流信号或所述直流电压信号中的干扰信号。

6.根据权利要求5所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述处理装置设置于继保室屏柜。

7.根据权利要求5所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述滤波模块为：一阶滞后滤波器。

8.根据权利要求5所述的数字式变压器用油压速动继电器的控制方法，其特征在于，所述滤波模块为：加权递推平均滤波器。