CN117590041A - 一种配电变压器故障诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电变压器故障诊断装置，包括切换电路、测试模块、PLC控制模块和显示模块，其中，切换电路的输入端与待测配电变压器电连接，切换电路的输出端与测试模块电连接，使待测配电变压器能够自动连接不同的试验电路，PLC控制模块的输入端与测试模块通信连接，用于接受测试模块的电气量测量数据，PLC控制模块的输出端与切换电路和显示模块通信连接，用于控制切换电路的动作，以实现不同测试项目之间的切换，显示模块用于显示测试的结果，本发明试验过程无需变换接线，自动切换测试项目，具备自检、自放电以及一键故障诊断功能，并将诊断结果数字化显示，免于试验人员计算，提高了故障诊断准确率，极大缩短了故障诊断时间。
Description
技术领域
本发明涉及配电变压器故障诊断技术领域，具体为一种配电变压器故障诊断装置。
背景技术
配电变压器作为配电网的核心设备，其安全稳定运行对于终端用电客户来说具有重要的意义，变压器的长期运行难免使其性能劣化，又因其范围广、数量大，无法得到全面有效的监控，长久以往容易发生故障甚至事故。配电变压器故障种类繁多，包括变压器内部故障和外部故障，其中，内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，包括各相绕组间的相间短路、绕组线圈之间的匝间短路、绕组或引出线与油箱外壳接地等故障，外部故障为发生在变压器油箱外部绝缘套管或者其引出线上的故障，包括绝缘套管闪络、损坏或破碎引起的外壳接地、引出线间的相间短路等故障。
目前，配电变压器诊断存在以下痛点：1、配电变压器内部故障无法通过外观观察判断，变压器内部故障的故障现象通常为变压器电源侧跌落式熔断器熔丝熔断或电源侧开关跳闸，与变压器外部故障、变压器过负荷、涌流、变压器出线故障所出现的故障现象相同，因为变压器内部故障通常要通过测量配电变压器直流电阻和绝缘电阻等数值判断变压器故障诊断，目前变压器内部故障抢修难度大，通常直接通过变压器更换来实现快速抢修复电，因此变压器故障后故障诊断效率毋需提高；2、配电变压器数量大范围广，受到安装位置(柱上变压器、室内变压器、箱式变压器)、变压器型号、变压器出线复杂等因素的影响，导致在配电变压器故障诊断过程中难度较大；3、现有变压器故障诊断设备操作繁琐、变压器故障诊断通常要测量变压器相间、相间绝缘电阻、直流电阻等数据，对于不同的数据还需要变换不同的故障诊断仪器和试验接线，同时，试验结果也需要通过公式计算才能实现变压器的故障诊断，诊断过程繁琐，容易存在人为差错。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种配电变压器故障诊断装置，设置有切换电路，通过PLC控制模块控制切换电路的动作，试验过程无需变换接线，可自动切换测试项目，具备自检、自放电以及一键故障诊断功能。
本发明的技术方案如下：
一种配电变压器故障诊断装置，包括切换电路、测试模块、PLC控制模块和显示模块，其中：
所述切换电路的输入端与待测配电变压器电连接，所述切换电路的输出端与测试模块电连接，使待测配电变压器能够自动连接不同的试验电路；
所述测试模块包括并联的直流电阻测试模块和绝缘电阻测试模块，其中，所述直流电阻测试模块用于测试待测配电变压器的直流电阻，所述绝缘电阻测试模块用于测试待测配电变压器的绝缘电阻；
所述PLC控制模块的输入端与所述测试模块通信连接，用于接受所述测试模块的电气量测量数据，所述PLC控制模块的输出端与所述切换电路和显示模块通信连接，用于控制所述切换电路的动作，以实现不同测试项目之间的切换，所述PLC控制模块将电气量测量数据输出至所述显示模块，用于显示测量的数值和诊断结果。
进一步的，所述直流电阻测试模块包括直流电阻仪，所述绝缘电阻测试模块包括绝缘电阻仪。
进一步的，3、所述切换电路包括继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa、继电器KDR1和继电器KIR2，其中：
所述继电器KN1a的输入端接待测配电变压器的N端；
所述继电器KL1a的输入端接待测配电变压器的L1端；
所述继电器KL2a的输入端接待测配电变压器的L2端；
所述继电器KL3a的输入端接待测配电变压器的L3端；
所述继电器KUa的输入端接待测配电变压器的U端；
所述继电器KVa的输入端接待测配电变压器的V端；
所述继电器KWa的输入端接待测配电变压器的W端；
所述继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端分别通过所述继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接；
所述继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端还分别通过继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接。
进一步的，所述切换电路还包括继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb、继电器KDR2和继电器KIR1，其中：
所述继电器KL1b的输入端接待测配电变压器的L1端；
所述继电器KL2b的输入端接待测配电变压器的L2端；
所述继电器KL3b的输入端接待测配电变压器的L3端；
所述继电器KUab的输入端接待测配电变压器的U端；
所述继电器KVb的输入端接待测配电变压器的V端；
所述继电器KWb的输入端接待测配电变压器的W端；
所述继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端分别通过所述继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接；
所述继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端还通过继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
进一步的，所述切换电路还包括继电器KGNI和继电器KGNU，所述待测配电变压器的接地端依次通过所述继电器KGNI和继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接，所述待测配电变压器的接地端依次通过所述继电器KGNU和继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接，所述待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNI和继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接，所述待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNU和继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
进一步的，所述继电器均设置有两对独立的常开触点。
进一步的，所述多功能配电变压器故障诊断装置还包括供电模块，供电模块采用DC24V直流电源模块，所述供电模块分别电连接所述切换电路、PLC控制模块和显示模块，用于提供稳定的电源。
进一步的，所述多功能配电变压器故障诊断装置包括电路板，所述电路板采用分层设计，且为三层，所述电路板包括一层切换电路、一层绝缘电阻测试模块内的绝缘电阻试验电路和一层直流电阻测试模块内的直流电阻试验电路。
进一步的，所述多功能配电变压器故障诊断装置底部设置有绝缘底座，所述电路板层间设置有环氧树脂玻璃钢。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过分层设计，分为切换电路、绝缘电阻试验电路和直流电阻试验电路三层，集成试验切换、绝缘电阻和直流电阻试验以及试验线收放等功能，试验过程无需变换接线，自动切换测试项目，具备自检、自放电以及一键故障诊断功能，通过一键故障诊断能够直接测量配电变压器绝缘电阻、吸收比、直流电阻等试验数值及试验结果，并将结果数字化显示，操作简便，免于试验人员计算，提高了故障诊断准确率，极大缩短了故障诊断时间。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为本发明供电示意图；
图3为本发明切换电路接线图；
图4为本发明分层设计结构图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式和附图对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
请参阅图1和图2，一种配电变压器故障诊断装置，包括切换电路、测试模块、PLC控制模块和显示模块，其中：
切换电路的输入端与待测配电变压器电连接，切换电路的输出端与测试模块电连接，使待测配电变压器能够自动连接不同的试验电路；
测试模块包括并联的直流电阻测试模块和绝缘电阻测试模块，其中，直流电阻测试模块用于测试待测配电变压器的直流电阻，绝缘电阻测试模块用于测试待测配电变压器的绝缘电阻；
PLC控制模块的输入端与测试模块通信连接，用于接受测试模块的电气量测量数据，PLC控制模块的输出端与切换电路和显示模块通信连接，用于控制切换电路的动作，以实现不同测试项目之间的切换，PLC控制模块将电气量测量数据输出至显示模块，用于显示测量的数值和诊断结果。
作为本实施例的进一步优选，所有控制电路与电源电路、试验电路的输入输出均经过光耦转接板，以防高电压意外窜入控制电路，烧毁PLC、HMI等。
从上述描述可知，该装置可根据需要自行选择开展变压器绝缘电阻试验或直流电阻试验，并将试验结果数字化显示，且每做完一种试验，不需人工变换接线，装置可自动切换试验功能，同时每试验完一次，变压器可自行放电，提高安全性。
实施例二
直流电阻测试模块包括直流电阻仪，绝缘电阻测试模块包括绝缘电阻仪。
作为本实施例的进一步优选，切换电路包括继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa、继电器KDR1和继电器KIR2，其中：继电器KN1a的输入端接待测配电变压器的N端；继电器KL1a的输入端接待测配电变压器的L1端；继电器KL2a的输入端接待测配电变压器的L2端；继电器KL3a的输入端接待测配电变压器的L3端；继电器KUa的输入端接待测配电变压器的U端；继电器KVa的输入端接待测配电变压器的V端；继电器KWa的输入端接待测配电变压器的W端；
继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端分别通过继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接；
继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端还分别通过继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接。
作为本实施例的进一步优选，切换电路还包括继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb、继电器KDR2和继电器KIR1，其中：继电器KL1b的输入端接待测配电变压器的L1端；继电器KL2b的输入端接待测配电变压器的L2端；继电器KL3b的输入端接待测配电变压器的L3端；继电器KUab的输入端接待测配电变压器的U端；继电器KVb的输入端接待测配电变压器的V端；继电器KWb的输入端接待测配电变压器的W端；
继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端分别通过继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接；
继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端还通过继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
作为本实施例的进一步优选，切换电路还包括继电器KGNI和继电器KGNU，待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNI和继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接，待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNU和继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接，待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNI和继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接，待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNU和继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
具体的，继电器均设置有两对独立的常开触点，一路用以切换试验项目，另一路接24V电源反馈回PLC控制模块用以自检。
具体的，继电器两对触点之间以及线圈与触点之间需要满足5000V20A的通断能力和绝缘能力，否则存在意外击穿，比如虚接、线缆意外掉落、变压器本身绕组短路或断路，造成设备损坏和安全问题。
实施例三
多功能配电变压器故障诊断装置还包括供电模块，供电模块采用DC24V直流电源模块，供电模块分别电连接切换电路、PLC控制模块和显示模块，用于提供稳定的电源。
实施例四
多功能配电变压器故障诊断装置包括电路板，电路板采用分层设计，且为三层，电路板包括一层切换电路、一层绝缘电阻测试模块内的绝缘电阻试验电路和一层直流电阻测试模块内的直流电阻试验电路，能够保证信号传输的质量和可靠性，使电子元件的布局更加方便，同时还能够有效的消除干扰现象，提高整体电路板的性能。
作为本实施例的进一步优选，电路板层间设置有环氧树脂玻璃钢，保证各试验电路间以及试验电路与装置外壳间的绝缘效果，同时多功能配电变压器故障诊断装置底部设置有绝缘底座，防止装置因电压过高而击穿。
本发明工作原理：
将切换电路的8条试验出线分别接至待测配电变压器的高压A、B、C三相接线柱、低压A、B、C、N四个接线柱及接地端，接线完成后，将装置开启，选择仪器自检，仪器将自行开展短路及开路试验，检验本装置的绝缘电阻测试电路的完好性，仪器自检成功后，仅需点击故障检测按钮，便可对待测配电变压器进行诊断，仪器自行开展变压器绝缘电阻试验、直流电阻试验，每做完一种试验，不需人工变换接线，装置自动切换试验功能，同时每试验完一次，变压器可自行放电。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：包括切换电路、测试模块、PLC控制模块和显示模块，其中：
所述切换电路的输入端与待测配电变压器电连接，所述切换电路的输出端与测试模块电连接，使待测配电变压器能够自动连接不同的试验电路；
所述测试模块包括并联的直流电阻测试模块和绝缘电阻测试模块，其中，所述直流电阻测试模块用于测试待测配电变压器的直流电阻，所述绝缘电阻测试模块用于测试待测配电变压器的绝缘电阻；
所述PLC控制模块的输入端与所述测试模块通信连接，用于接受所述测试模块的电气量测量数据，所述PLC控制模块的输出端与所述切换电路和显示模块通信连接，用于控制所述切换电路的动作，以实现不同测试项目之间的切换，所述PLC控制模块将电气量测量数据输出至所述显示模块，用于显示测量的数值和诊断结果。
2.根据权利要求1所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述直流电阻测试模块包括直流电阻仪，所述绝缘电阻测试模块包括绝缘电阻仪。
3.根据权利要求2所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述切换电路包括继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa、继电器KDR1和继电器KIR2，其中：
所述继电器KN1a的输入端接待测配电变压器的N端；
所述继电器KL1a的输入端接待测配电变压器的L1端；
所述继电器KL2a的输入端接待测配电变压器的L2端；
所述继电器KL3a的输入端接待测配电变压器的L3端；
所述继电器KUa的输入端接待测配电变压器的U端；
所述继电器KVa的输入端接待测配电变压器的V端；
所述继电器KWa的输入端接待测配电变压器的W端；
所述继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端分别通过所述继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接；
所述继电器KN1a、继电器KL1a、继电器KL2a、继电器KL3a、继电器KUa、继电器KVa、继电器KWa的输出端还分别通过继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接。
4.根据权利要求3所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述切换电路还包括继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb、继电器KDR2和继电器KIR1，其中：
所述继电器KL1b的输入端接待测配电变压器的L1端；
所述继电器KL2b的输入端接待测配电变压器的L2端；
所述继电器KL3b的输入端接待测配电变压器的L3端；
所述继电器KUab的输入端接待测配电变压器的U端；
所述继电器KVb的输入端接待测配电变压器的V端；
所述继电器KWb的输入端接待测配电变压器的W端；
所述继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端分别通过所述继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接；
所述继电器KL1b、继电器KL2b、继电器KL3b、继电器KUab继电器KVb、继电器KWb的输出端还通过继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
5.根据权利要求4所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述切换电路还包括继电器KGNI和继电器KGNU，所述待测配电变压器的接地端依次通过所述继电器KGNI和继电器KDR1与直流电阻仪的1端连接，所述待测配电变压器的接地端依次通过所述继电器KGNU和继电器KDR2与直流电阻仪的2端连接。
6.根据权利要求5所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNI和继电器KIR2与绝缘电阻仪的I端连接，所述待测配电变压器的接地端依次通过继电器KGNU和继电器KIR1与绝缘电阻仪的U端连接。
7.根据权利要求6所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述继电器均设置有两对独立的常开触点。
8.根据权利要求1所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述多功能配电变压器故障诊断装置还包括供电模块，供电模块采用DC24V直流电源模块，所述供电模块分别电连接所述切换电路、PLC控制模块和显示模块，用于提供稳定的电源。
9.根据权利要求1所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述多功能配电变压器故障诊断装置包括电路板，所述电路板采用分层设计，且为三层，所述电路板包括一层切换电路、一层绝缘电阻测试模块内的绝缘电阻试验电路和一层直流电阻测试模块内的直流电阻试验电路。
10.根据权利要求9所述的一种配电变压器故障诊断装置，其特征在于：所述多功能配电变压器故障诊断装置底部设置有绝缘底座，所述电路板层间设置有环氧树脂玻璃钢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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