CN1157596C - 电力变压器上绕组压制元件压紧力用的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测量压紧力的装置，这种压紧力是在电力变压器或其它强电技术设备上由一个绕组压制元件(2)施加到绕组(1)上的，于此，在绕组压制元件(2)上至少装入一个具有能反应压力或张力的传感器元件(40)的传感器(4)，而传感器(4)是为下述目的装配的：经过一种无线电连通而与一应答电子装置(7)相对应。

Description

电力变压器上绕组压制元件 压紧力用的测量装置
本发明涉及一种测量装置，用于测量电力变压器或其它强电技术设备上由绕组压制元件所施加在绕组上的压紧力。
绕组，特别是电力变压器上的绕组，都是由导体和绝缘材料组合而成的。它们的结构复杂，具有基本上呈圆柱形的几何形状。这类绕组都是按照制造工艺/绕法的要求如此安置的，使得它们被变压器的铁心包封起来。
变压器绕组必须如此设计，使它们具有足够的机械强度和稳定性，以便在变压器的整个使用寿命中都能承受短路和其它机械力。特别重要的一方面是绕组的能实现良好机械稳定性的压制。
通过压制而作用在变压器的绕组上的压力随着时间的延续，便会由于多种影响而逐渐减小。其结果就是：发生短路时机械强度往往不够及变压器毁坏的可能增大。迄今仍没有装在变压器中能够检测压紧力变化的装置。
图6所示的例子是不断减小的压紧力的一条典型曲线，这条曲线是在发生短路后离线求得的。图7所示的是按照计划好的时间间隔离线求出的一条曲线。
变压器绕组在制造过程中通常都是经过压制的。在变压器运转期间没有测定压紧力变化的办法。只有在变压器进行大修时，例如需要更换绕组时，为了校正起见才有进行再压制的可能性。
即使使用某些装置，借以在变压器运转时期内以机械的有弹性的元件对压制进行一定程度的再调整，对绕组的压制的实际状态也根本没有客观可信的数据，因此也就没有关于变压器状态的数据。
因此本发明的任务是提供一种测量装置，用于测量电力变压器上绕组压制元件的压紧力。
上述任务是通过一种具有权利要求1中所述特征的压紧力测量装置加以解决的。其它有利的方案见各项从属权利要求中所述。
本装置使得有可能从测量技术上随时获得所给出的压紧力，从而也可以知道在较长运转时间之后仍然存在的剩余压紧力。
下面将参照附图中所示的实施例对本发明做进一步说明。
附图表示：
图1安装在电力变压器上的测量装置的原理图，
图2在压制元件和天线装置之间压力传感器的可行布置，
图3传感器元件布置的第一实施方案，其中，传感器元件被安置在一个有弹性的变形体中，
图4传感器元件布置的第二实施方案，其中，传感器元件装在一个弹簧元件中，
图5一个天线装置，
图6绕组压制元件的压紧力的一条典型曲线，该曲线是在一次短路后离线逐点地求出的，
图7压紧力的一条典型曲线，是按不变的时间间隔求出的，
图8利用本发明提出的装置在线求出的压紧力曲线，
图9短路时可动态求出的压力曲线。
图1表示本发明提出的装置在电力变压器上的安装原理图。图中示出了多个绕组1中的一个。在绕组1内有一个在图中看不出的铁心5的支腿。在铁心5的上下磁轭和绕组1之间分别装入了绕组压制元件2。
在所示的实施例中，在上压制元件2的区域内安装了一个传感器4。也可安装多个传感器4。传感器4最好安置在压制元件2的朝向主轭5的一边。视结构和安装情况之不同，选用能反应压力和张力的传感器4是合适的。
至少一个传感器4是作为无线的即可以无线电应答的微型传感器设计的。为此，传感器4中所包含的传感器元件至少与一个高频或微波天线实现电连接，该天线称为传感器天线3。
铁心5连同绕组1安放在电力变压器上的一个箱体6内。在箱体6外面安置了一个应答电子装置7，在经过箱体6的一个壁引出的高频引线8上连接着一应答天线9。应答天线9和传感器天线3是如此安置的，使得可以实现无线电连通。应答电子装置7包含一个发送器和一个接收器及一些监控装置。
通过应答电子装置7而与传感器4和天线3、9相连通的测量装置可以优选按一种OFW-技术设计的工作，这种技术例如在DE-A1-44-13 211和DE-A1-195 35 543中都有介绍。
OFW是声学表面波的缩写词。无线电传播是以在30MHz至3GHz范围内的频率实现的。OFW-传感器都包含一个用压电晶体做成的作为传感器元件的小薄片。由应答装置7发出的高频信号被传感器4的天线3所接收，并通过一个(交指型interdigital)转换器而转换成自处理的机械学OFW。经过合适的反射性结构，自处理的机械学OFW又再反射到传感器4内的转换器，在这里它们被回换成电磁波，并由天线3反射出去。在OFW-传感器上，应测量出的物理量必然影响到声学表面波的性质。通常会改变处理速度和行程。机械力如弯曲力和压力不仅会改变声音的波长，而且会改变晶体的弹性常数，从而改变OFW-速度。在应答电子装置7上要加以求值的有：传播时间或相移、信号振幅和信号形式以及谐振传感器上中频的位移。由于OFW-传感器都是无源元件，也就是说在基片上都是无源元件，也就是说在基片上既没有电池，也没有有源电子元件，所以它们特别适合在简陋的环境条件下长期使用。
图2表示传感器4和两个与之相连的传感器天线3的一种可行的布置。传感器4含有作为芯片设计的传感器元件40，该元件装在一个密闭的有弹性的匣子10内。利用该匣子10可达到下述目的：传感器元件40可避免能导致信号失真和老化效应的各种化学影响。
此外，由于OFW-传感器对膨胀/压缩反应敏感，最好如下地装入传感器元件：利用外壳形状将压缩力转换成一种膨胀/压缩。关于可弹性变形的传感器4的实施例在图3和4中再予以示明。
图3表示传感器4的结构，它将传感器元件40安置在一个有弹性的变形体100中。图4表示一个传感器4同一个弹性元件11的组合。
图5表示一种可行的天线布置。其中，多个传感器天线3同一个共同的应答天线9协同工作。
图8与前面述及的图6和图7相似，表示一条与时间相关的压紧力曲线，但是在线利用本发明提出的一种装置经过几年连续工作而求得。
但是，利用同一装置也可以如在短路情况下经过一个很短的时间间隔如经过100毫秒求得压紧力的动态变化，如图9所示。

Claims (7)

1.用于测量压紧力的装置，该压紧力在电力变压器或其它强电技术设备上通过绕组压制元件(2)被施加到绕组(1)上，其中，在绕组压制元件(2)上装入至少一个压力或张力传感器(4)，该传感器(4)可由一个应答电子装置(7)无线应答。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：传感器(4)与至少一个传感器天线(3)实现电连接。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：应答电子装置(7)安置在一个含有绕组(1)的变压器箱体(6)外部，并利用一条通过箱体(6)的壁引出的高频引线(8)而与应答天线(9)相连。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于：应答电子装置(7)和传感器(4)组合的目的是：一个由应答电子装置(7)发送的高频信号被接收在传感器(4)中，并将之转换成一个机械学的表面波，该表面波在传感器(4)中进行自处理，被反射，在回换成电磁波之后被送往应答电子装置(7)，在此被接收并加以分析。
5.按权利要求1所述的装置，其特征在于：传感器(4)包含一个OFW(声学表面波)-传感器元件(40)。
6.按权利要求1所述的装置，其特征在于：传感器(4)在结构上利用了一个传感器元件(40)，该元件装在一个密封的匣子(100)内，该匣子是作为弹性变形体设计的。
7.按权利要求1所述的装置，其特征在于：传感器(4)套装在一个弹性元件(11)中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102891042A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 Abb技术有限公司 带有saw传感器的发电机断路器

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060520A1 (de) * 2000-12-06 2002-06-20 Abb Patent Gmbh Vorrichtung zur Messung der Kernpressung in einem Leistungstransformator
DE102005013723B3 (de) * 2005-03-22 2006-11-16 Icos Gmbh Werkzeug zum Spritzgießen eines Behältnisses sowie Verfahren zum Spritzgießen eines solchen
US7953559B2 (en) * 2005-04-28 2011-05-31 Caterpillar Inc. Systems and methods for maintaining load histories
US7328625B2 (en) 2005-04-28 2008-02-12 Caterpillar Inc. Systems and methods for determining fatigue life
US7487066B2 (en) * 2005-04-28 2009-02-03 Caterpillar Inc. Classifying a work machine operation
US7472599B2 (en) * 2006-06-30 2009-01-06 Caterpillar Inc. Strain sensing device
US7908928B2 (en) * 2006-10-31 2011-03-22 Caterpillar Inc. Monitoring system
CA2832263C (en) 2011-04-04 2015-12-29 Weidmann Electrical Technology, Inc. Clamping force sensor assembly for monitoring transformer degradation
US9360461B2 (en) * 2012-06-21 2016-06-07 Edison Welding Institute, Inc. Acoustic coupling shoes for use in inspecting non-flat surfaces
CN103698059A (zh) * 2012-09-27 2014-04-02 西门子公司 传感天线、张力测量装置及负载计量系统
JP5983493B2 (ja) * 2013-03-26 2016-08-31 株式会社デンソー 圧力センサ
MX349921B (es) 2013-04-26 2017-08-21 Wicor Holding Ag Sensores de rejilla de fibra que tienen camisas de inducción de deformación longitudinal y sistemas de sensor y estructuras que incluyen tales sensores.
DE102013222056A1 (de) * 2013-10-30 2015-04-30 Alstom Technology Ltd. Elektrischer Transformator oder elektrische Drosselspule und Verfahren zum Betreiben des elektrischen Transformators oder der elektrischen Drosselspule
CN104112573B (zh) * 2014-04-30 2017-01-25 广州西门子变压器有限公司 电力变压器
CN105466607A (zh) * 2015-11-17 2016-04-06 沈阳工业大学 变压器线圈短路机械力测试系统及其测试方法
CN107843789B (zh) * 2017-11-02 2020-02-28 国家电网公司 变压器绕组整体老化试验方法
CN108036881A (zh) * 2017-12-19 2018-05-15 厦门大学 一种SiCN陶瓷无线无源压力传感器及其制备方法
CN108181040A (zh) * 2018-01-16 2018-06-19 西安交通大学 一种变压器绕组压紧力测量装置
CN108534933B (zh) * 2018-03-27 2020-12-08 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 变压器绕组监测装置
CN108896220A (zh) * 2018-03-28 2018-11-27 中国电力科学研究院有限公司 一种用于对特高压解体式变压器绕组压紧力进行监测的装置及方法
CN109524222B (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 保定天威集团特变电气有限公司 一种珀腔压力光纤传感器探头的内部放置方法
CN111105926B (zh) * 2019-12-14 2022-04-19 深圳先进技术研究院 一种变压器的柔性压阻传感器的制备方法以及一种变压器
EP3889978B1 (en) * 2020-04-03 2023-08-16 Hitachi Energy Switzerland AG Wireless transmissions through a transformer tank
EP3910655B1 (en) * 2020-05-13 2023-10-25 Hitachi Energy Switzerland AG Electromagnetic device equipped with at least one wireless sensor

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855503A (en) * 1973-09-26 1974-12-17 Westinghouse Electric Corp Remotely monitored and controlled transformer
SE377404B (zh) * 1973-10-26 1975-06-30 Asea Ab
US4627292A (en) * 1984-07-03 1986-12-09 Randek Inc. AC transducers, methods and systems
DE3536900A1 (de) * 1985-09-23 1987-04-02 Transformatoren Union Ag Einrichtung fuer an spannung liegende transformatoren und drosselspulen zum messen der einspannkraft fuer wicklungen
GB8703543D0 (en) * 1987-02-16 1987-03-25 Era Patents Ltd Transformer testing
US4972353A (en) * 1989-02-21 1990-11-20 Ford Motor Company Radio-frequency transformer providing automatic gain control and overload protection
PL165812B1 (pl) * 1990-06-08 1995-02-28 Elin Energieversorgung Transformator PL PL PL
US5142166A (en) * 1991-10-16 1992-08-25 Science Research Laboratory, Inc. High voltage pulsed power source
US5331747A (en) * 1992-03-04 1994-07-26 General Electric Company Hydraulic test apparatus and method for stator in electrical generator
DE4243090C1 (de) * 1992-12-18 1994-07-28 Siemens Ag Distanzelement
DE4413211C2 (de) * 1994-04-15 1997-04-24 Siemens Ag Identifizierungs- und/oder Sensorsystem
DE59509359D1 (de) * 1994-04-15 2001-08-02 Siemens Ag Sensorsystem
DE19514342C1 (de) * 1995-04-18 1996-02-22 Siemens Ag Stromwandler, geeignet zur Stromstärkemessung an/in auf Hochspannung liegenden elektrischen Einrichtungen
US5726617A (en) * 1995-07-31 1998-03-10 General Electric Company Electrical transformer with reduced core noise
JP3379305B2 (ja) * 1995-10-03 2003-02-24 日本精工株式会社 コイルヨークの固定構造
US6494617B1 (en) * 1999-04-30 2002-12-17 General Electric Company Status detection apparatus and method for fluid-filled electrical equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102891042A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 Abb技术有限公司 带有saw传感器的发电机断路器

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Publication number Publication date
KR20020011434A (ko) 2002-02-08
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DE19935515A1 (de) 2001-02-01
ATE409852T1 (de) 2008-10-15
CN1365442A (zh) 2002-08-21
WO2001009582A1 (de) 2001-02-08
US6718268B2 (en) 2004-04-06
US20020107657A1 (en) 2002-08-08
EP1200809B1 (de) 2008-10-01
DE50015380D1 (de) 2008-11-13
CA2380233A1 (en) 2001-02-08
BR0012760A (pt) 2002-04-02

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