CN114563739A - 变压器绕组异常工作的自动检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供变压器绕组异常工作的自动检测设备，属于变压器技术领域。包括：变压器箱体(1)、数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)、振动检测机构(4)和固定机构(10)，其中：所述磁力检测机构(3)用于检测所述绕组(11)产生的漏磁场、通过磁场力控制行程开关通断的方式向所述数据传输机构(2)输出电信号，所述振动检测机构(4)用于在所述变压器工作时采集振动信号和声音信号、并传输至所述数据传输机构(2)；所述数据传输机构(2)用于计算出所述电信号的传输频率值、并将所述传输频率值上报给终端，还用于将所述振动信号和所述声音信号上报给所述终端，以供所述终端判断所述绕组(11)是否出现异常工作情况。本发明还提供变压器绕组异常工作的自动检测方法。

Description

变压器绕组异常工作的自动检测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器绕组异常工作的自动检测设备及其检测方法。

背景技术

电力变压器在电力系统中承担电压转换、电能分配的任务，具有非常重要的地位，其安全可靠运行对整个电网的安全稳定起着关键性作用，长期带负荷运行的电力变压器工作条件十分严酷，在运行中难免会发生老化和故障，而在这些故障中，绕组变形、移位、坍塌等故障最为严重，已经严重影响了变压器的使用寿命，危害电网的安全运行，因此，需要实时检测变压器的绕组、并分析绕组是否出现异常工作情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种变压器绕组异常工作的自动检测设备及其检测方法，用于实时检测变压器的绕组、并分析绕组是否出现异常工作情况。

本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，包括：变压器箱体(1)、数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)、振动检测机构(4)和固定机构(10)，其中：

所述数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)均固定安装于所述变压器箱体(1)的侧边，所述振动检测机构(4)固定安装于所述变压器箱体(1)的上表面，所述固定机构(10)在变压器内部、位于所述变压器的绕组(11)外侧；

所述磁力检测机构(3)与所述振动检测机构(4)均与所述数据传输机构(2)之间电性连接；

所述磁力检测机构(3)用于检测所述绕组(11)产生的漏磁场、通过磁场力控制行程开关通断的方式向所述数据传输机构(2)输出电信号，所述振动检测机构(4)用于在所述变压器工作时采集振动信号和声音信号、并传输至所述数据传输机构(2)；

所述数据传输机构(2)用于计算出所述电信号的通断频率值、并将所述通断频率值上报给终端，以供所述终端根据所述通断频率值判断所述绕组(11)是否出现异常工作情况，所述通断频率值用于反映所述绕组由于松动变形产生漏磁场的大小；所述数据传输机构(2)用于将所述振动信号和所述声音信号上报给所述终端，以供所述终端根据所述振动信号和所述声音信号判断所述绕组(11)是否出现异常工作情况。

较优地，所述磁力检测机构(3)包括罩壳(301)、第一旋转块(303)、旋转杆(309)、第二旋转块(3010)、行程开关和导线(307)，其中：

所述旋转杆(309)的两端分别与所述第一旋转块(303)的上表面几何中心、所述第二旋转块(3010)的下表面几何中心固定连接，所述变压器箱体(1)的侧边设置第一通孔，所述旋转杆(309)穿过所述第一通孔，所述第一旋转块(303)位于所述变压器箱体(1)外，所述第二旋转块(3010)位于所述变压器箱体(1)内，所述第二旋转块(3010)为磁性材料、在磁场力的作用下以所述旋转杆(309)所在直线为转轴旋转，所述旋转杆(309)受所述第二旋转块(3010)力的作用、带动所述第一旋转块(303)顺时针旋转；所述第一旋转块(303)为圆柱形，所述第一旋转块(303)的圆柱侧面固定、间隔均匀地安装N个第一连接板(302)，相邻两个所述第一连接板(302)与所述第一旋转块(303)的几何中心所成夹角角度相同；

所述罩壳(301)固定安装在所述变压器箱体(1)外侧，所述第一旋转块(303)位于所述罩壳(301)内；

所述行程开关由第一连接块(3011)、第二连接板(304)、弹簧(308)、第一连接片(305)、第二连接片(306)、导线(307)，所述罩壳(301)的内侧壁上固定安装柱形的所述第一连接块(3011)，所述第一连接块(3011)上活动安装所述第二连接板(304)，所述第二连接板(304)的正面面向所述第一旋转块(303)，所述第二连接板(304)的反面面向所述罩壳(301)的内侧壁，所述第二连接板(304)的反面与所述罩壳(301)的内侧壁之间通过所述弹簧(308)连接，所述第二连接板(304)的反面固定安装所述第一连接片(305)，所述罩壳(301)的内侧壁上固定安装所述第二连接片(306)，所述导线(307)的一端穿过所述罩壳(301)侧壁连接到所述第二连接片(306)，所述导线(307)的另一端连接至所述数据传输机构(2)，所述第一旋转块(303)转动过程中，所述第一旋转块(303)推动所述第二连接板(304)；所述第二连接板(304)在所述第一旋转块(303)的推力作用下以所述第一连接块(3011)为中心逆时针转动、并挤压所述弹簧(308)，直至所述第一连接片(305)接触到所述第二连接片(306)，所述导线(307)导通并传输所述电信号；所述第一旋转块(303)离开所述第二连接板(304)后，所述第二连接板(304)在所述弹簧(308)的弹力作用下复位，所述第一连接片(305)离开所述第二连接片(306)，所述导线(307)停止传输所述电信号。

较优地，所述变压器箱体(1)的上表面的其中两个相对的侧边各安装有一组套管，其中一侧边设置一组低压套管(5)，另一侧边设置一组高压套管(7)，所述振动检测机构(4)位于所述低压套管(5)与所述高压套管(7)之间，所述变压器的油柱(6)固定安装于所述低压套管(5)与所述高压套管(7)之间，所述变压器箱体(1)的正面和背面均固定连接有正热板(9)，所述变压器箱体(1)的第一侧面上固定安装有侧散热板(8)，所述变压器箱体(1)的第二侧面上安装所述数据传输机构(2)和所述磁力检测机构(3)；

所述固定机构(10)包括安装块(12)、高压连接块(13)和低压连接块(14)，所述安装块(12)位于所述变压器箱体(1)底部与所述绕组(11)下表面之间，所述高压连接块(13)位于所述低压套管(5)正下方与所述绕组(11)上表面之间，所述低压连接块(14)位于所述高压套管(7)正下方与所述绕组(11)上表面之间；所述安装块(12)、所述高压连接块(13)和所述低压连接块(14)、均与所述变压器箱体(1)固定连接、且共同填充所述绕组(11)与所述变压器箱体(1)之间的间隙，使所述绕组(11)稳固地安装在所述变压器箱体(1)内部；所述绕组(11)通过所述低压连接块(14)与所述低压套管(5)之间以导线连接，所述绕组(11)通过所述高压连接块(13)与所述高压套管(7)之间以导线连接。

较优地，所述固定机构(10)还包括稳固板(1002)、第三旋转块(1003)、套环(1004)、螺纹杆(1006)、套筒(1007)：

所述稳固板(1002)为U型，所述稳固板(1002)的U型凹槽内表面固定安装防碰垫(1001)，所述防碰垫(1001)用于接触所述绕组的侧边表面，所述稳固板(1002)位于所述高压连接块(13)下方；

所述稳固板(1002)的U型凹槽外表面中心位置固定安装所述套环(1004)，所述第三旋转块(1003)位于所述套环(1004)内部，所述第三旋转块(1003)的下表面接触所述变压器箱体(1)表面，所述第三旋转块(1003)的上表面固定安装密封垫(1005)后再固定连接所述螺纹杆(1006)的底部，所述变压器箱体(1)的正面开设第二通孔，所述套筒(1007)固定安装在所述第二通孔的内沿、且与所述变压器箱体(1)的正面所成角度为90°，所述螺纹杆(1006)位于所述套筒(1007)内部，所述套筒(1007)具有与所述螺纹杆(1006)的外螺纹尺寸匹配的内螺纹，所述螺纹杆(1006)的头部具有纹路凹槽，通过用螺丝刀旋动所述螺纹杆(1006)、推动所述稳固板(1002)的密封垫(1005)与所述绕组(11)紧密接触，所述密封垫(1005)用于封闭所述套筒(1007)。

较优地，所述数据传输机构(2)由盖板(201)、安装板(202)、主板(203)组成，所述安装板(202)固定安装在所述变压器箱体(1)的侧边表面，所述主板(203)固定安装在所述安装板(202)上，所述主板(203)上安装有振动数据模块(204)、磁力数据模块(205)、声音数据模块(206)和无线传输模块(207)，所述振动数据模块(204)、所述磁力数据模块(205)、所述声音数据模块(206)和所述无线传输模块(207)均与所述主板(203)中的控制器之间电性连接，所述振动数据模块(204)用于接收所述振动传感器(403)采集的振动信号、并根据所述振动信号分析出振动频率，所述导线(307)与所述主板(203)的所述磁力数据模块(205)相连接，所述磁力数据模块(205)用于通过所述导线(307)接收所述磁力检测机构(3)的接触信号，所述声音数据模块(206)用于接收所述声音传感器(404)采集的声音信号，所述无线传输模块(207)用于实时传输所述振动频率数据、所述接触信号、所述声音数据至所述终端；所述盖板(201)固定安装在所述安装板(202)上、并将所述主板(203)置于所述盖板(201)与所述安装板(202)之间，所述盖板(201)的中部活动套接开关(208)，所述开关(208)与所述主板(203)的所述控制器电性连接。

较优地，所述振动检测机构(4)包括支撑块(401)、支撑板(402)、振动传感器(403)、声音传感器(404)、第一永磁铁(405)、固定板(406)、固定销(407)、固定筒(409)、紧固环(408)、连接环(4010)、滑块(4011)和第二永磁铁(4012)，其中：

所述支撑块(401)的下表面与所述变压器箱体表面固定连接，所述支撑块(401)的上表面与所述支撑板(402)的下表面之间固定连接，所述支撑板(402)的上表面具有凹槽，所述固定板(406)位于所述支撑板(402)上方，所述固定板(406)上具有销孔，所述固定销(407)插入所述销孔并置放在所述凹槽中、使所述支撑块(401)与所述固定板(406)之间保持相对位置固定，所述销孔的尺寸、所述凹槽的尺寸均与所述固定销(407)相匹配；

所述支撑板(402)的左右两端各开设有形状与尺寸均相同、用于置放所述连接环(4010)的U型槽，所述U型槽的两个槽侧壁为L型滑轨，所述U型槽的槽底为半圆形、且与所述连接环(4010)的半圆外沿契合，所述U型槽的两个槽壁设置成L型滑轨，所述连接环(4010)的外沿对称设置一对所述滑块(4011)，两个所述滑块(4011)置于所述两个所述L型滑轨上，所述连接环(4010)的上表面具有环形槽，所述环形槽内安装所述第二永磁铁(4012)，所述连接环(4010)的下表面固定连接所述固定筒(409)的顶部上表面，所述固定筒底部具有螺纹圈结构，所述螺纹圈结构上具有收缩槽，所述螺纹圈结构与所述紧固环(408)的内螺纹结构形成转动连接，所述固定筒(409)的螺纹圈结构的尺寸大于所述紧固环(408)的内螺纹结构尺寸，所述振动传感器(403)位于所述固定筒(409)的螺纹圈结构内部，所述紧固环(408)旋紧后使所述振动传感器(403)或所述声音传感器(404)固定在所述固定筒(409)中。

较优地，所述支撑板(402)的两个U型槽中，左U型槽的槽底与右U型槽的槽底以所述凹槽为中心对称设置，所述振动传感器(403)位于所述左U型槽内的所述固定筒(409)中，所述声音传感器(404)位于所述右U型槽内的所述固定筒(409)中；所述支撑板(402)的下表面固定安装两个所述第一永磁铁(405)，所述第一永磁铁(405)的尺寸与所述第二永磁铁(4012)相同、极性相反，两个所述第一永磁铁(405)分别位于两个所述环形槽的正上方，所述第一永磁铁(405)起定位和固定所述连接环(4010)作用，通过所述第一永磁铁(405)与所述第二永磁铁(4012)磁力连接，使所述振动传感器(403)以及所述声音传感器(404)与所述支撑板(402)之间稳固连接、且保持相对固定。

进一步地，本发明还提供一种变压器绕组异常工作的自动检测方法，实施主体为前述的变压器绕组异常工作的自动检测设备，步骤包括：

待测变压器的自动检测设备实时采集所述待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端；

所述待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至所述终端，所述实时通断频率值用于反映所述待测变压器内绕组由于松动变形所产生的漏磁场的大小；

所述终端接收所述实时振动信号，基于参考振动信号判断所述实时振动信号是否异常；

所述终端接收所述实时声音信号，基于参考声音信号判断所述实时声音信号是否异常；

所述终端接收所述实时通断频率值，基于参考频率值判断所述通断频率值是否异常；

当判断出所述实时通断频率值、所述实时声音信号和所述实时振动信号均为异常时，确定所述待测变压器内所述绕组出现异常工作情况并生成提示信息。

较优地，所述待测变压器的自动检测设备实时采集待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端之前，还包括：

选用一台绕组状态良好的变压器作为样机，启动所述样机上的自动检测设备；

记录所述样机工作过程中，所述样机上的自动检测设备持续T时间向所述终端输出的振动信号、声音信号和通断频率值；

所述终端接收所述振动信号，并根据所述T时间内接收到的所有所述振动信号计算出所述参考振动信号；

所述终端接收所述声音信号，并根据所述T时间内接收到的所有所述声音信号计算出所述参考声音信号；

所述终端接收所述通断频率值，并根据所述T时间内接收到的所有所述通断频率值计算出所述参考频率值，其中，所述通断频率值为所述自动检测设备中数据传输机构(2)中的行程开关受所述绕组(11)产生的漏磁场的磁场力驱动作用下的接通频率。

较优地，所述待测变压器的自动检测设备实时采集所述待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端包括：

所述自动检测设备中，开关(208)被按下后，数据传输机构(2)启动；

所述数据传输机构(2)持续通过振动传感器(403)采集所述待测变压器工作时的所述实时振动信号；

所述数据传输机构(2)持续通过声音传感器(404)采集所述待测变压器工作时的所述实时声音信号；

所述数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送所述实时振动信号、所述声音信号至所述终端；

所述待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至所述终端包括：

所述数据传输机构(2)持续接收磁力检测机构(3)输入的电信号，并根据所述电信号的接收时间计算所述实时通断频率值；

所述数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送所述实时通断频率值至所述终端。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的变压器绕组异常工作的自动检测设备，具体由变压器箱体、数据传输机构、磁力检测机构、振动检测机构和固定机构组成，磁力检测机构检测绕组产生的漏磁场、通过磁场力控制行程开关通断的方式向数据传输机构输出电信号，振动检测机构在变压器工作时采集振动信号和声音信号、并传输至数据传输机构；数据传输机构计算出电信号的通断频率值、并将通断频率值上报给终端，以供终端根据通断频率值判断绕组是否出现异常工作情况；数据传输机构将振动信号和声音信号上报给终端，以供终端根据振动信号和声音信号判断绕组是否出现异常工作情况。

附图说明

图1为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的整体结构示意图。

图2为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的整体结构剖视示意图。

图3为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的绕组结构示意图。

图4为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的振动检测机构示意图。

图5为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的连接环处放大示意图。

图6为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的固定机构示意图。

图7为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的磁力检测机构示意图。

图8为本发明的变压器绕组异常工作的自动检测设备的数据传输机构示意图。

附图标记为：1、变压器箱体；2、数据传输机构；201、盖板；202、安装板；203、主板；204、振动数据模块；205、磁力数据模块；206、声音数据模块；207、无线传输模块；208、开关；3、磁力检测机构；301、罩壳；302、第一连接板；303、第一旋转块；304、第二连接板；305、第一连接片；306、第二连接片；307、导线；308、弹簧；309、旋转杆；3010、第二旋转块；3011、第一连接块；4、振动检测机构；401、支撑块；402、支撑板；403、振动传感器；404、声音传感器；405、第一永磁铁；406、固定板；407、固定销；408、紧固环；409、固定筒；4010、连接环；4011、滑块；4012、第二永磁铁；5、低压套管；6、油柱；7、高压套管；8、侧散热板；9、正热板；10、固定机构；1001、防碰垫；1002、稳固板；1003、第三旋转块；1004、套环；1005、密封垫；1006、螺纹杆；1007、套筒；11、绕组；12、安装块；13、高压连接块；14、低压连接块。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的变压器绕组异常工作的自动检测设备及其检测方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，本发明提供的变压器绕组异常工作的自动检测设备，由变压器箱体(1)、数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)、振动检测机构(4)和固定机构(10)组成，其中：

数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)均固定安装于变压器箱体(1)的侧边，如图1示例，磁力检测机构(3)位于数据传输机构(2)的下方；振动检测机构(4)固定安装于变压器箱体(1)的上表面，固定机构(10)在变压器内部、位于变压器的绕组(11)外侧；

磁力检测机构(3)与振动检测机构(4)均与数据传输机构(2)之间电性连接；

磁力检测机构(3)用于检测绕组(11)产生的漏磁场、通过磁场力控制行程开关通断的方式向数据传输机构(2)输出电信号，振动检测机构(4)用于在变压器工作时采集振动信号和声音信号、并传输至数据传输机构(2)；

数据传输机构(2)用于计算出行程开关的通断频率值、并将通断频率值上报给终端，以供终端根据通断频率值判断绕组(11)是否出现异常工作情况，通断频率值用于反映绕组由于松动变形产生漏磁场的大小；数据传输机构(2)用于将振动信号和声音信号上报给终端，以供终端根据振动信号和声音信号判断绕组(11)是否出现异常工作情况。

具体的，如图7所示，磁力检测机构(3)包括罩壳(301)、第一旋转块(303)、旋转杆(309)、第二旋转块(3010)、行程开关和导线(307)，其中：

旋转杆(309)的两端分别与第一旋转块(303)的上表面几何中心、第二旋转块(3010)的下表面几何中心固定连接，变压器箱体(1)的侧边设置第一通孔，旋转杆(309)穿过第一通孔，第一旋转块(303)位于变压器箱体(1)外，第二旋转块(3010)位于变压器箱体(1)内，第二旋转块(3010)为磁性材料、在磁场力的作用下以旋转杆(309)所在直线为转轴旋转，旋转杆(309)受第二旋转块(3010)力的作用、带动第一旋转块(303)顺时针旋转；第一旋转块(303)为圆柱形，第一旋转块(303)的圆柱侧面固定、间隔均匀地安装N个第一连接板(302)，相邻两个第一连接板(302)与第一旋转块(303)的几何中心所成夹角角度相同；

罩壳(301)固定安装在变压器箱体(1)外侧，第一旋转块(303)位于罩壳(301)内；

行程开关由第一连接块(3011)、第二连接板(304)、弹簧(308)、第一连接片(305)、第二连接片(306)、导线(307)，罩壳(301)的内侧壁上固定安装柱形的第一连接块(3011)，第一连接块(3011)上活动套接第二连接板(304)，第二连接板(304)的正面面向第一旋转块(303)，第二连接板(304)的反面面向罩壳(301)的内侧壁，第二连接板(304)的反面与罩壳(301)的内侧壁之间通过弹簧(308)连接，第二连接板(304)的反面固定安装第一连接片(305)，罩壳(301)的内侧壁上固定安装第二连接片(306)，导线(307)的一端穿过罩壳(301)侧壁连接到第二连接片(306)，导线(307)的另一端连接至数据传输机构(2)，第一旋转块(303)转动过程中，第一旋转块(303)推动第二连接板(304)；第二连接板(304)在第一旋转块(303)的推力作用下以第一连接块(3011)为中心逆时针转动、并挤压弹簧(308)，直至第一连接片(305)接触到第二连接片(306)，导线(307)导通并传输电信号；第一旋转块(303)离开第二连接板(304)后，第二连接板(304)在弹簧(308)的弹力作用下复位，第一连接片(305)离开第二连接片(306)，导线(307)停止传输电信号。如图7示例中，N取值为4，即在磁场力作用下，第二旋转块(3010)旋转一周耗时t时间内，行程开关被触发4次，导线(307)向外传输4次电信号，通断频率值为t/4。

如图1-3所示，变压器箱体(1)的上表面的其中两个相对的侧边各安装有一组套管，其中一侧边设置一组低压套管(5)，另一侧边设置一组高压套管(7)，振动检测机构(4)位于低压套管(5)与高压套管(7)之间，变压器的油柱(6)固定安装于低压套管(5)与高压套管(7)之间，变压器箱体(1)的正面和背面均固定连接有正热板(9)，变压器箱体(1)的第一侧面上固定安装有侧散热板(8)，通过设有侧散热板(8)、正热板(9)，有利于使绕组(11)运行时产生的热量加快散发，防止绕组(11)过热损坏；变压器箱体(1)的第二侧面上安装数据传输机构(2)和磁力检测机构(3)；

如图3和图6所示，固定机构(10)包括安装块(12)、高压连接块(13)和低压连接块(14)，安装块(12)位于变压器箱体(1)底部与绕组(11)下表面之间，高压连接块(13)位于低压套管(5)正下方与绕组(11)上表面之间，低压连接块(14)位于高压套管(7)正下方与绕组(11)上表面之间；安装块(12)、高压连接块(13)和低压连接块(14)、均与变压器箱体(1)固定连接、且共同填充绕组(11)与变压器箱体(1)之间的间隙，使绕组(11)稳固地安装在变压器箱体(1)内部；绕组(11)通过低压连接块(14)与低压套管(5)之间以导线连接，绕组(11)通过高压连接块(13)与高压套管(7)之间以导线连接，低压连接块的顶端导线连接有低压套管，高压连接块的顶端导线连接有高压套管。

固定机构(10)还包括稳固板(1002)、第三旋转块(1003)、套环(1004)、螺纹杆(1006)、套筒(1007)，其中：

稳固板(1002)为U型，稳固板(1002)的U型凹槽内表面固定安装防碰垫(1001)，防碰垫(1001)用于接触绕组的侧边表面，稳固板(1002)位于高压连接块(13)下方；

稳固板(1002)的U型凹槽外表面中心位置固定安装套环(1004)，第三旋转块(1003)位于套环(1004)内部，第三旋转块(1003)的下表面接触变压器箱体(1)表面，第三旋转块(1003)的上表面固定安装密封垫(1005)后再固定连接螺纹杆(1006)的底部，变压器箱体(1)的正面开设第二通孔，套筒(1007)固定安装在第二通孔的内沿、且与变压器箱体(1)的正面所成角度为90°，螺纹杆(1006)位于套筒(1007)内部，套筒(1007)具有与螺纹杆(1006)的外螺纹尺寸匹配的内螺纹，螺纹杆(1006)的头部具有纹路凹槽，通过用螺丝刀旋动螺纹杆(1006)、推动稳固板(1002)的密封垫(1005)与绕组(11)紧密接触，密封垫(1005)用于封闭套筒(1007)。螺纹杆与套筒活动套接，密封垫的形状为锥形，螺纹杆的纹路凹槽设为六角形，套环的材质为橡胶材料。

固定机构的使用具体为：运输时，通过工作人员拧动螺纹杆(1006)，使稳固板(1002)移动，继而使防碰垫(1001)与绕组(11)连接，使绕组(11)在运输中更稳固，安装时通过工作人员拧动螺纹杆(1006)使密封垫(1005)移动，从而使套筒(1007)封闭。

如图8所示，数据传输机构(2)由盖板(201)、安装板(202)、主板(203)组成，安装板(202)固定安装在变压器箱体(1)的侧边表面，主板(203)固定安装在安装板(202)上，主板(203)上安装有振动数据模块(204)、磁力数据模块(205)、声音数据模块(206)和无线传输模块(207)，振动数据模块(204)、磁力数据模块(205)、声音数据模块(206)和无线传输模块(207)均与主板(203)中的控制器之间电性连接，振动数据模块(204)用于接收振动传感器(403)采集的振动信号、并根据振动信号分析出振动频率，导线(307)与主板(203)的磁力数据模块(205)相连接，磁力数据模块(205)用于通过导线(307)接收磁力检测机构(3)的接触信号，声音数据模块(206)用于接收声音传感器(404)采集的声音信号，无线传输模块(207)用于实时传输振动频率数据、接触信号、声音数据至终端，有利于使检测数据传输到计算机内部，使工作人员进行查看；盖板(201)固定安装在安装板(202)上、并将主板(203)置于盖板(201)与安装板(202)之间，盖板(201)的中部活动套接开关(208)，开关(208)一端固定连接在安装板上、且与主板(203)的控制器电性连接。盖板的一侧开设有通风孔。

如图4和图5所示，振动检测机构(4)由支撑块(401)、支撑板(402)、振动传感器(403)、声音传感器(404)、第一永磁铁(405)、固定板(406)、固定销(407)、固定筒(409)、紧固环(408)、连接环(4010)、滑块(4011)和第二永磁铁(4012)组成，其中：

支撑块(401)的下表面与变压器箱体表面固定连接，支撑块(401)的上表面与支撑板(402)的下表面之间固定连接，支撑板(402)的上表面具有凹槽，固定板(406)位于支撑板(402)上方，固定板(406)上具有销孔，固定销(407)插入销孔并置放在凹槽中、使支撑块(401)与固定板(406)之间保持相对位置固定，销孔的尺寸、凹槽的尺寸均与固定销(407)相匹配；

支撑板(402)的左右两端各开设有形状与尺寸均相同、用于置放连接环(4010)的U型槽，U型槽的两个槽侧壁为L型滑轨，U型槽的槽底为半圆形、且与连接环(4010)的半圆外沿契合，U型槽的两个槽壁设置成L型滑轨，连接环(4010)的外沿对称设置一对滑块(4011)，两个滑块(4011)置于两个L型滑轨上，推动连接环(4010)，两个滑块(4011)在可L型滑轨上滑动；连接环(4010)的上表面具有环形槽，环形槽内安装第二永磁铁(4012)，连接环(4010)的下表面固定连接固定筒(409)的顶部上表面，固定筒底部具有螺纹圈结构，螺纹圈结构上具有收缩槽，螺纹圈结构与紧固环(408)的内螺纹结构形成转动连接，固定筒(409)的螺纹圈结构的尺寸大于紧固环(408)的内螺纹结构尺寸，固定筒(409)的内表面固定连接防滑垫，振动传感器(403)或声音传感器(404)位于固定筒(409)的螺纹圈结构内部，紧固环(408)旋紧后使振动传感器(403)或声音传感器(404)与固定筒(409)之间保持固定。

支撑板(402)的两个U型槽中，左U型槽的槽底与右U型槽的槽底以凹槽为中心对称设置，振动传感器(403)位于左U型槽内的固定筒(409)中，声音传感器(404)位于右U型槽内的固定筒(409)中；支撑板(402)的下表面固定安装两个第一永磁铁(405)，第一永磁铁(405)的尺寸与第二永磁铁(4012)相同、极性相反，两个第一永磁铁(405)分别位于两个环形槽的正上方，第一永磁铁(405)起定位和固定连接环(4010)作用，通过第一永磁铁(405)与第二永磁铁(4012)磁力连接，使振动传感器(403)以及声音传感器(404)与支撑板(402)之间稳固连接、且保持相对固定。

上述提及的终端具体可以为计算机设备，即具备通讯能力、数据计算分析能力的终端设备。

本发明的自动检测设备中，通过绕组漏磁的磁场力驱动行程开关通断，分析出通断频率值，通断频率值可用于分析绕组产生的磁力大小，从而检测绕组是否变形，体现出绕组实际工作状态。另外，同时采集变压器工作时的振动信号和声音信号。

本发明通过设有开关，有利于使检测装置启动，通过设有无线传输模块，有利于使检测数据传输到计算机内部，使工作人员进行查看。

本发明通过设有螺纹杆，有利于使稳固板进行移动，继而使绕组进行固定，通过设有防碰垫，有利于防止绕组碰伤，通过设有密封垫，有利于使套筒进行封闭，防止冷却油泄漏。

进一步地，本发明还提供一种变压器绕组异常工作的自动检测方法，实施主体为图1-8的变压器绕组异常工作的自动检测设备，步骤包括：

步骤S11，待测变压器的自动检测设备实时采集待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端；

步骤S12，待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至终端，其中，实时通断频率值是磁场力触发行程开关的通断频率，用于反映待测变压器内绕组由于松动变形所产生的漏磁场的大小；

步骤S13，终端接收实时振动信号，基于参考振动信号判断实时振动信号是否异常；

步骤S14，终端接收实时声音信号，基于参考声音信号判断实时声音信号是否异常；

步骤S15，终端接收实时通断频率值，基于参考频率值判断通断频率值是否异常；

步骤S16，当判断出实时通断频率值、实时声音信号和实时振动信号均为异常时，确定待测变压器内绕组出现异常工作情况并生成提示信息。

其中，步骤S13、步骤S14、步骤S15所提及的参考信号及参考值，是经数据分析后预设的，具体预设步骤包括：

步骤S21，选用一台绕组状态良好的变压器作为样机，启动样机上的自动检测设备；

步骤S22，记录样机工作过程中，样机上的自动检测设备持续T时间向终端输出的振动信号、声音信号和通断频率值；

步骤S23，终端接收振动信号，并根据T时间内接收到的所有振动信号计算出参考振动信号；具体的计算过程可包括：首先去除异常信号，然后将多个振动信号的参数（例如振动频率值）取平均值，再加上误差区间，得出参考振动信号的各项参数值；

步骤S24，终端接收声音信号，并根据T时间内接收到的所有声音信号计算出参考声音信号；具体的计算过程可包括：首先去除异常信号，然后将多个声音信号的参数（例如分贝值）取平均值，再加上误差区间，得出参考声音信号的各项参数值；

步骤S25，终端接收通断频率值，并根据T时间内接收到的所有通断频率值计算出参考频率值，其中，通断频率值为自动检测设备中数据传输机构(2)中的行程开关受绕组(11)产生的漏磁场的磁场力驱动作用下的接通频率。具体的计算过程可包括：去除异常值后，取平均值作为参考频率值。

具体的，待测变压器的自动检测设备实时采集待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端的具体过程为：

步骤S31，自动检测设备中，开关(208)被按下后，数据传输机构(2)启动；

步骤S32，数据传输机构(2)持续通过振动传感器(403)采集待测变压器工作时的实时振动信号；

步骤S33，数据传输机构(2)持续通过声音传感器(404)采集待测变压器工作时的实时声音信号；

步骤S34，数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送实时振动信号、声音信号至终端；

具体的，待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至终端的具体过程包括：

步骤S41，数据传输机构(2)持续接收磁力检测机构(3)输入的电信号，并根据电信号的接收时间计算实时通断频率值；

步骤S42，数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送实时通断频率值至终端。

上述终端可以是计算机，无线传输模块207通过5G传输到计算机，计算机进一步进行数据分析，内部工作人员可在计算机上直接查看相关信息。

本发明的变压器绕组异常工作的自动检测方法中，根据绕组漏磁的磁场力驱动行程开关通断，分析出通断频率即通断频率值，通断频率值可用于分析绕组产生的磁力大小，从而检测绕组是否变形，体现出绕组实际工作状态。另外，同时根据变压器工作时的振动信号和声音信号进行辅助判断，当振动信号、声音信号和通断频率值均异常时，可确定变压器的绕组异常工作，需要检修。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，包括：变压器箱体(1)、数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)、振动检测机构(4)和固定机构(10)，其中：

所述数据传输机构(2)、磁力检测机构(3)均固定安装于所述变压器箱体(1)的侧边，所述振动检测机构(4)固定安装于所述变压器箱体(1)的上表面，所述固定机构(10)在变压器内部、位于所述变压器的绕组(11)外侧；

所述磁力检测机构(3)与所述振动检测机构(4)均与所述数据传输机构(2)之间电性连接；

所述磁力检测机构(3)用于检测所述绕组(11)产生的漏磁场、通过磁场力控制行程开关通断的方式向所述数据传输机构(2)输出电信号，所述振动检测机构(4)用于在所述变压器工作时采集振动信号和声音信号、并传输至所述数据传输机构(2)；

所述数据传输机构(2)用于计算出所述行程开关的通断频率值、并将所述通断频率值上报给终端，以供所述终端根据所述通断频率值判断所述绕组(11)是否出现异常工作情况，所述通断频率值用于反映所述绕组由于松动变形产生漏磁场的大小；所述数据传输机构(2)用于将所述振动信号和所述声音信号上报给所述终端，以供所述终端根据所述振动信号和所述声音信号判断所述绕组(11)是否出现异常工作情况。

2.根据权利要求1所述的变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，所述磁力检测机构(3)包括罩壳(301)、第一旋转块(303)、旋转杆(309)、第二旋转块(3010)、行程开关和导线(307)，其中：

所述旋转杆(309)的两端分别与所述第一旋转块(303)的上表面几何中心、所述第二旋转块(3010)的下表面几何中心固定连接，所述变压器箱体(1)的侧边设置第一通孔，所述旋转杆(309)穿过所述第一通孔，所述第一旋转块(303)位于所述变压器箱体(1)外，所述第二旋转块(3010)位于所述变压器箱体(1)内，所述第二旋转块(3010)为磁性材料、在磁场力的作用下以所述旋转杆(309)所在直线为转轴旋转，所述旋转杆(309)受所述第二旋转块(3010)力的作用、带动所述第一旋转块(303)顺时针旋转；所述第一旋转块(303)为圆柱形，所述第一旋转块(303)的圆柱侧面固定、间隔均匀地安装N个第一连接板(302)，相邻两个所述第一连接板(302)与所述第一旋转块(303)的几何中心所成夹角角度相同；

所述罩壳(301)固定安装在所述变压器箱体(1)外侧，所述第一旋转块(303)位于所述罩壳(301)内；

所述行程开关由第一连接块(3011)、第二连接板(304)、弹簧(308)、第一连接片(305)、第二连接片(306)、导线(307)，所述罩壳(301)的内侧壁上固定安装柱形的所述第一连接块(3011)，所述第一连接块(3011)上活动安装所述第二连接板(304)，所述第二连接板(304)的正面面向所述第一旋转块(303)，所述第二连接板(304)的反面面向所述罩壳(301)的内侧壁，所述第二连接板(304)的反面与所述罩壳(301)的内侧壁之间通过所述弹簧(308)连接，所述第二连接板(304)的反面固定安装所述第一连接片(305)，所述罩壳(301)的内侧壁上固定安装所述第二连接片(306)，所述导线(307)的一端穿过所述罩壳(301)侧壁连接到所述第二连接片(306)，所述导线(307)的另一端连接至所述数据传输机构(2)，所述第一旋转块(303)转动过程中，所述第一旋转块(303)推动所述第二连接板(304)；所述第二连接板(304)在所述第一旋转块(303)的推力作用下以所述第一连接块(3011)为中心逆时针转动、并挤压所述弹簧(308)，直至所述第一连接片(305)接触到所述第二连接片(306)，所述导线(307)导通并传输所述电信号；所述第一旋转块(303)离开所述第二连接板(304)后，所述第二连接板(304)在所述弹簧(308)的弹力作用下复位，所述第一连接片(305)离开所述第二连接片(306)，所述导线(307)停止传输所述电信号。

3.根据权利要求2所述的变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，所述变压器箱体(1)的上表面的其中两个相对的侧边各安装有一组套管，其中一侧边设置一组低压套管(5)，另一侧边设置一组高压套管(7)，所述振动检测机构(4)位于所述低压套管(5)与所述高压套管(7)之间，所述变压器的油柱(6)固定安装于所述低压套管(5)与所述高压套管(7)之间，所述变压器箱体(1)的正面和背面均固定连接有正热板(9)，所述变压器箱体(1)的第一侧面上固定安装有侧散热板(8)，所述变压器箱体(1)的第二侧面上安装所述数据传输机构(2)和所述磁力检测机构(3)；

所述固定机构(10)包括安装块(12)、高压连接块(13)和低压连接块(14)，所述安装块(12)位于所述变压器箱体(1)底部与所述绕组(11)下表面之间，所述高压连接块(13)位于所述低压套管(5)正下方与所述绕组(11)上表面之间，所述低压连接块(14)位于所述高压套管(7)正下方与所述绕组(11)上表面之间；所述安装块(12)、所述高压连接块(13)和所述低压连接块(14)、均与所述变压器箱体(1)固定连接、且共同填充所述绕组(11)与所述变压器箱体(1)之间的间隙，使所述绕组(11)稳固地安装在所述变压器箱体(1)内部；所述绕组(11)通过所述低压连接块(14)与所述低压套管(5)之间以导线连接，所述绕组(11)通过所述高压连接块(13)与所述高压套管(7)之间以导线连接。

4.根据权利要求3所述的一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，所述固定机构(10)还包括稳固板(1002)、第三旋转块(1003)、套环(1004)、螺纹杆(1006)、套筒(1007)：

所述稳固板(1002)为U型，所述稳固板(1002)的U型凹槽内表面固定安装防碰垫(1001)，所述防碰垫(1001)用于接触所述绕组的侧边表面，所述稳固板(1002)位于所述高压连接块(13)下方；

所述稳固板(1002)的U型凹槽外表面中心位置固定安装所述套环(1004)，所述第三旋转块(1003)位于所述套环(1004)内部，所述第三旋转块(1003)的下表面接触所述变压器箱体(1)表面，所述第三旋转块(1003)的上表面固定安装密封垫(1005)后再固定连接所述螺纹杆(1006)的底部，所述变压器箱体(1)的正面开设第二通孔，所述套筒(1007)固定安装在所述第二通孔的内沿、且与所述变压器箱体(1)的正面所成角度为90°，所述螺纹杆(1006)位于所述套筒(1007)内部，所述套筒(1007)具有与所述螺纹杆(1006)的外螺纹尺寸匹配的内螺纹，所述螺纹杆(1006)的头部具有纹路凹槽，通过用螺丝刀旋动所述螺纹杆(1006)、推动所述稳固板(1002)的密封垫(1005)与所述绕组(11)紧密接触，所述密封垫(1005)用于封闭所述套筒(1007)。

5.根据权利要求4所述的一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于：所述数据传输机构(2)由盖板(201)、安装板(202)、主板(203)组成，所述安装板(202)固定安装在所述变压器箱体(1)的侧边表面，所述主板(203)固定安装在所述安装板(202)上，所述主板(203)上安装有振动数据模块(204)、磁力数据模块(205)、声音数据模块(206)和无线传输模块(207)，所述振动数据模块(204)、所述磁力数据模块(205)、所述声音数据模块(206)和所述无线传输模块(207)均与所述主板(203)中的控制器之间电性连接，所述振动数据模块(204)用于接收所述振动传感器(403)采集的振动信号、并根据所述振动信号分析出振动频率，所述导线(307)与所述主板(203)的所述磁力数据模块(205)相连接，所述磁力数据模块(205)用于通过所述导线(307)接收所述磁力检测机构(3)的接触信号，所述声音数据模块(206)用于接收所述声音传感器(404)采集的声音信号，所述无线传输模块(207)用于实时传输所述振动频率数据、所述接触信号、所述声音数据至所述终端；所述盖板(201)固定安装在所述安装板(202)上、并将所述主板(203)置于所述盖板(201)与所述安装板(202)之间，所述盖板(201)的中部活动套接开关(208)，所述开关(208)与所述主板(203)的所述控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，所述振动检测机构(4)包括支撑块(401)、支撑板(402)、振动传感器(403)、声音传感器(404)、第一永磁铁(405)、固定板(406)、固定销(407)、固定筒(409)、紧固环(408)、连接环(4010)、滑块(4011)和第二永磁铁(4012)，其中：

所述支撑块(401)的下表面与所述变压器箱体表面固定连接，所述支撑块(401)的上表面与所述支撑板(402)的下表面之间固定连接，所述支撑板(402)的上表面具有凹槽，所述固定板(406)位于所述支撑板(402)上方，所述固定板(406)上具有销孔，所述固定销(407)插入所述销孔并置放在所述凹槽中、使所述支撑块(401)与所述固定板(406)之间保持相对位置固定，所述销孔的尺寸、所述凹槽的尺寸均与所述固定销(407)相匹配；

所述支撑板(402)的左右两端各开设有形状与尺寸均相同、用于置放所述连接环(4010)的U型槽，所述U型槽的两个槽侧壁为L型滑轨，所述U型槽的槽底为半圆形、且与所述连接环(4010)的半圆外沿契合，所述U型槽的两个槽壁设置成L型滑轨，所述连接环(4010)的外沿对称设置一对所述滑块(4011)，两个所述滑块(4011)置于所述两个所述L型滑轨上，所述连接环(4010)的上表面具有环形槽，所述环形槽内安装所述第二永磁铁(4012)，所述连接环(4010)的下表面固定连接所述固定筒(409)的顶部上表面，所述固定筒底部具有螺纹圈结构，所述螺纹圈结构上具有收缩槽，所述螺纹圈结构与所述紧固环(408)的内螺纹结构形成转动连接，所述固定筒(409)的螺纹圈结构的尺寸大于所述紧固环(408)的内螺纹结构尺寸，所述固定筒(409)的内表面固定连接防滑垫，所述振动传感器(403)或所述声音传感器(404)位于所述固定筒(409)的螺纹圈结构内部，所述紧固环(408)旋紧后使所述振动传感器(403)或所述声音传感器(404)与所述固定筒(409)之间保持固定。

7.根据权利要求6所述的一种变压器绕组异常工作的自动检测设备，其特征在于，所述支撑板(402)的两个U型槽中，左U型槽的槽底与右U型槽的槽底以所述凹槽为中心对称设置，所述振动传感器(403)位于所述左U型槽内的所述固定筒(409)中，所述声音传感器(404)位于所述右U型槽内的所述固定筒(409)中；所述支撑板(402)的下表面固定安装两个所述第一永磁铁(405)，所述第一永磁铁(405)的尺寸与所述第二永磁铁(4012)相同、极性相反，两个所述第一永磁铁(405)分别位于两个所述环形槽的正上方，所述第一永磁铁(405)起定位和固定所述连接环(4010)作用，通过所述第一永磁铁(405)与所述第二永磁铁(4012)磁力连接，使所述振动传感器(403)以及所述声音传感器(404)与所述支撑板(402)之间稳固连接、且保持相对固定。

8.一种变压器绕组异常工作的自动检测方法，其特征在于，实施主体为权利要求1-7任一所述的变压器绕组异常工作的自动检测设备，步骤包括：

待测变压器的自动检测设备实时采集所述待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端；

所述待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至所述终端，所述实时通断频率值是磁场力触发所述自动检测设备内行程开关的通断频率，所述实时通断频率值用于反映所述待测变压器内绕组由于松动变形所产生的漏磁场的大小；

所述终端接收所述实时振动信号，基于参考振动信号判断所述实时振动信号是否异常；

所述终端接收所述实时声音信号，基于参考声音信号判断所述实时声音信号是否异常；

所述终端接收所述实时通断频率值，基于参考频率值判断所述通断频率值是否异常；

当判断出所述实时通断频率值、所述实时声音信号和所述实时振动信号均为异常时，确定所述待测变压器内所述绕组出现异常工作情况并生成提示信息。

9.如权利要求8所述的变压器绕组异常工作的自动检测方法，其特征在于，所述待测变压器的自动检测设备实时采集待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端之前，还包括：

选用一台绕组状态良好的变压器作为样机，启动所述样机上的自动检测设备；

记录所述样机工作过程中，所述样机上的自动检测设备持续T时间向所述终端输出的振动信号、声音信号和通断频率值；

所述终端接收所述振动信号，并根据所述T时间内接收到的所有所述振动信号计算出所述参考振动信号；

所述终端接收所述声音信号，并根据所述T时间内接收到的所有所述声音信号计算出所述参考声音信号；

所述终端接收所述通断频率值，并根据所述T时间内接收到的所有所述通断频率值计算出所述参考频率值，其中，所述通断频率值为所述自动检测设备中数据传输机构(2)中的行程开关受所述绕组(11)产生的漏磁场的磁场力驱动作用下的接通频率。

10.如权利要求9所述的变压器绕组异常工作的自动检测方法，其特征在于，

所述待测变压器的自动检测设备实时采集所述待测变压器工作时的实时振动信号、实时声音信号并发送至终端包括：

所述自动检测设备中，开关(208)被按下后，数据传输机构(2)启动；

所述数据传输机构(2)持续通过振动传感器(403)采集所述待测变压器工作时的所述实时振动信号；

所述数据传输机构(2)持续通过声音传感器(404)采集所述待测变压器工作时的所述实时声音信号；

所述数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送所述实时振动信号、所述声音信号至所述终端；

所述待测变压器的自动检测设备实时计算出实时通断频率值并发送至所述终端包括：

所述数据传输机构(2)持续接收磁力检测机构(3)输入的电信号，并根据所述电信号的接收时间计算所述实时通断频率值；

所述数据传输机构(2)通过无线传输模块(207)发送所述实时通断频率值至所述终端。

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