CN201984124U

CN201984124U - 干式变压器智能在线监测装置

Info

Publication number: CN201984124U
Application number: CN2011200306235U
Authority: CN
Inventors: 何平; 刘大永; 陈志伟; 王永辉; 路浩
Original assignee: Baoding Tianwei Xinyu Technology Development Co Ltd; Baoding Tianwei Group Co Ltd
Current assignee: Baoding Tianwei Xinyu Technology Development Co Ltd; Baoding Tianwei Group Co Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-01-28

Abstract

一种干式变压器智能在线监测装置，属检测技术领域。其技术方案是：所述装置由电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路、环境温湿度监测电路、微处理器、通讯模块和显示器组成，所述电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路和环境温湿度监测电路的信号输出端接微处理器的不同输入端口，所述微处理器通过通讯模块与上位机通讯，所述显示器接微处理器的通讯接口。本实用新型可对干式变压器的各项参数进行综合在线监测，及时发现变压器的各种故障，帮助监控人员随时处理各种问题，保证变压器安全可靠运行。

Description

干式变压器智能在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于对干式变压器的各项参数进行综合在线监测的装置，属检测技术领域。

背景技术

干式变压器广泛应用于电力系统的输配电线路中，干式变压器一旦发生事故，会给人们的生产和生活造成很严重的影响。因此，有必要对干式变压器的各项参数进行综合的在线监测，以便监控人员能够及时发现和处理变压器的各种故障，保证变压器安全可靠运行。但目前市面上还没有应用于干式变压器的一体化综合在线监测装置，给故障诊断带来困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种干式变压器智能在线监测装置，以便于变压器故障的分析和诊断。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种干式变压器智能在线监测装置，它由电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路、环境温湿度监测电路、微处理器、通讯模块和显示器组成，所述电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路和环境温湿度监测电路的信号输出端接微处理器的不同输入端口，所述微处理器通过通讯模块与上位机通讯，所述显示器接微处理器的通讯接口。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述电压电流监测电路由三个电压监测单元、四个电流监测单元和A/D转换器组成，所述电压监测单元由电压互感器、二极管、电容和电阻组成，电压互感器的原边线圈接干式变压器的一相输出电压，副边线圈经由第一电阻和第一电容组成的阻容滤波器接A/D转换器的输入端，第一二极管和第二二极管反并联连接后与第二电阻一起并接于电压互感器的输出端；所述电流监测单元由电流互感器、二极管、电容和电阻组成，电流互感器的输入端接干式变压器的相电流或零序电流，输出端经由第三电阻和第二电容组成的阻容滤波器接A/D转换器的输入端，第三二极管和第四二极管反并联连接后与第四电阻一起并接于电流互感器的输出端；所述A/D转换器的输出端接微处理器的输入端。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述温度监测电路包括四个温度监测单元，所述温度监测单元由温度传感器、运算放大器、电阻和电容组成，所述温度传感器安装在干式变压器的三相绕组或铁芯上，第一运算放大器的反相输入端和同相输入端分别经第五电阻和第六电阻与温度传感器的两端连接，输出端经由第七电阻和第三电容组成的阻容滤波器接第二运算放大器的同相输入端并经第八电阻接反相输入端，第二运算放大器接成电压跟随器，其输出端接微处理器的输入端口，第九电阻一端接地，一端接第一运算放大器的同相输入端。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述风量监测电路由风量传感器、光电隔离器、电平转换器和电阻组成，所述风量传感器一端接地，一端经第一光电隔离器的发光二极管和第十电阻接电源正极，第一光电隔离器的光电管的发射极接地，集电极经电平转换器接微处理器的输入端口，第十一电阻是第一电隔离器的光电管集电极的上拉电阻。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述局放信号监测电路由局放传感器、运算放大器、A/D转换芯片和电阻组成，第三运算放大器接成电压跟随器，其同相输入端经第十二电阻接局放传感器的输出信号，输出端经第十三电阻接第四运算放大器的同相输入端并经第十四电阻接第五运算放大器的反相输入端，第四运算放大器的反相输入端经第十五电阻接地并经第十六电阻接输出端，输出端经第十七电阻接A/D转换芯片的输入端，第五运算放大器的同相输入端经第十八电阻接地并经第十九电阻接第四运算放大器的同相输入端，输出端经第二十电阻接反相输入端并经第二十一电阻接A/D转换芯片的输入端，所述A/D转换芯片的输出端接微处理器的输入端口。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述振动监测电路由振动传感器、通讯芯片和电阻组成，第一通讯芯片的R0、RI端分别经第二十二电阻和第二十三电阻接振动传感器的两端，A、B端接微处理器的输入端口。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述环境温湿度监测电路由环境温湿度传感器、通讯芯片和电阻组成，第二通讯芯片的R0、RI端分别经第二十四电阻和第二十五电阻接环境温湿度传感器的两端，A、B端接微处理器的输入端口。

上述干式变压器智能在线监测装置，所述通讯模块由光电隔离器、通讯芯片和电阻组成，第三通讯芯片的R0、RI端分别经第二光电隔离器和第三光电隔离器接微处理器的输出端口，A、B端接上位机。

本实用新型可对干式变压器的各项参数进行综合在线监测，并对这些参数进行分析与计算，同时显示各种监测参数的数据和趋势图，对超出警戒值的参数进行报警。本装置可以有效监测变压器运行状态，及时发现变压器的各种故障，帮助监控人员随时处理各种问题，保证变压器安全可靠运行。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电原理框图；

图2是电原理图。

图中各标号为：CPU、微处理器；PT、电压互感器；CT、电流互感器；T、温度传感器；P、风量传感器；J、局放传感器；V振动传感器；H、环境温湿度传感器；LCD、显示器；GL1～GL3、光电隔离器；U1、U2、U3、通讯芯片；U4、A/D转换芯片； U5、A/D转换器； U6、电平转换器； F1～F5、运算放大器；D1～D4、二极管；R1～R29、电阻；C1～C3、电容。

具体实施方式

参看图2，本实用新型包括：电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路、环境温湿度监测电路、微处理器、通讯模块和显示器。本实用新型的CPU采用S3C2440芯片，操作系统为wince 5.0，主程序由C++编写，实现对数据的处理及显示，并采用TCP/IP协议将数据通过光纤传输给远程计算机。电压电流监测电路采用U5（ADE7878芯片）采集三相电压、电流的瞬时值，主程序对有功功率、无功功率、电压电流畸变率等数值进行计算与显示。本装置采用的传感器有：局部放电超高频传感器，温度传感器PT100，环境温湿度传感器，振动传感器，风机状态传感器。

电压电流监测电路采集干式变压器的电力信号时，从变压器二次侧的三个电压互感器PT和四个电流互感器CT采样电压和电流信号，7路信号经调理后变换为一定幅值的交流电压信号送给A/D转换器U5。

温度监测电路：4路温度输入传感器T分别采集ABC三相绕组和铁芯的温度信号，并将4路信号变换为一定幅值的电压信号送到CPU，在CPU模块中进行相应运算和显示。

风量监测电路：风量传感器P将变压器风机的风量转换为电信号，该信号经第一光电隔离器GL1和电平转换器U6送入CPU模块，由CPU模块对风机的运行状态进行判断。

局放信号监测电路：局部放电传感器J采集变压器的局部放电信号，该信号经由F3构成的信号提取电路和由F4、F5构成的信号调理电路后变换为一定幅值的电压信号经A/D转换芯片U4送到CPU，并在CPU模块中进行相应运算和显示。

振动监测电路：振动传感器V采集变压器的振动状况，并将采集到的振动波形通过第一通讯芯片U1（RS485）传输到CPU模块中，由CPU对数据进行分析处理及显示。

环境温湿度监测电路：温湿度传感器H采集环境环境的温湿度状况，并将采集到的数据通过RS485通讯芯片U2传输到CPU模块中，由CPU对数据进行分析处理及显示。

通讯模块：本实用新型的RS485通讯通过光电隔离器GL2、GL3将信号隔离，彻底消除共模电压的影响。

Claims

1.一种干式变压器智能在线监测装置，其特征是，它由电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路、环境温湿度监测电路、微处理器（CPU）、通讯模块和显示器（LCD）组成，所述电压电流监测电路、温度监测电路、风量监测电路、局放信号监测电路、振动监测电路和环境温湿度监测电路的信号输出端接微处理器（CPU）的不同输入端口，所述微处理器（CPU）通过通讯模块与上位机通讯，所述显示器（LCD）接微处理器（CPU）的通讯接口。

2.根据权利要求1所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述电压电流监测电路由三个电压监测单元、四个电流监测单元和A/D转换器（U5）组成，所述电压监测单元由电压互感器（PT）、二极管、电容和电阻组成，电压互感器（PT）的原边线圈接干式变压器的一相输出电压，副边线圈经由第一电阻（R1）和第一电容（C1）组成的阻容滤波器接A/D转换器（U5）的输入端，第一二极管（D1）和第二二极管（D2）反并联连接后与第二电阻（R2）一起并接于电压互感器（PT）的输出端；所述电流监测单元由电流互感器（CT）、二极管、电容和电阻组成，电流互感器（CT）的输入端接干式变压器的相电流或零序电流，输出端经由第三电阻（R3）和第二电容（C2）组成的阻容滤波器接A/D转换器（U5）的输入端，第三二极管（D3）和第四二极管（D4）反并联连接后与第四电阻（R4）一起并接于电流互感器（CT）的输出端；所述A/D转换器（U5）的输出端接微处理器（CPU）的输入端。

3.根据权利要求1或2所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述温度监测电路包括四个温度监测单元，所述温度监测单元由温度传感器（T）、运算放大器、电阻和电容组成，所述温度传感器（T）安装在干式变压器的三相绕组或铁芯上，第一运算放大器（F1）的反相输入端和同相输入端分别经第五电阻（R5）和第六电阻（R6）与温度传感器（T）的两端连接，输出端经由第七电阻（R7）和第三电容（C3）组成的阻容滤波器接第二运算放大器（F2）的同相输入端并经第八电阻（R8）接反相输入端，第二运算放大器（F2）接成电压跟随器，其输出端接微处理器（CPU）的输入端口，第九电阻（R9）一端接地，一端接第一运算放大器（F1）的同相输入端。

4.根据权利要求3所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述风量监测电路由风量传感器（P）、光电隔离器、电平转换器和电阻组成，所述风量传感器（P）一端接地，一端经第一光电隔离器（GL1）的发光二极管和第十电阻（R10）接电源正极，第一光电隔离器（GL1）的光电管的发射极接地，集电极经电平转换器（U6）接微处理器（CPU）的输入端口，第十一电阻（R11）是第一电隔离器（GL1）的光电管集电极的上拉电阻。

5.根据权利要求4所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述局放信号监测电路由局放传感器（J）、运算放大器、A/D转换芯片（U4）和电阻组成，第三运算放大器（F3）接成电压跟随器，其同相输入端经第十二电阻（R12）接局放传感器（J）的输出信号，输出端经第十三电阻（R13）接第四运算放大器（F4）的同相输入端并经第十四电阻（R14）接第五运算放大器（F5）的反相输入端，第四运算放大器（F4）的反相输入端经第十五电阻（R15）接地并经第十六电阻（R16）接输出端，输出端经第十七电阻（R17）接A/D转换芯片（U4）的输入端，第五运算放大器（F5）的同相输入端经第十八电阻（R18）接地并经第十九电阻（R19）接第四运算放大器（F4）的同相输入端，输出端经第二十电阻（R20）接反相输入端并经第二十一电阻（R21）接A/D转换芯片（U4）的输入端，所述A/D转换芯片（U4）的输出端接微处理器（CPU）的输入端口。

6.根据权利要求5所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述振动监测电路由振动传感器（V）、通讯芯片和电阻组成，第一通讯芯片（U1）的R0、RI端分别经第二十二（R22）电阻和第二十三电阻（R23）接振动传感器（V）的两端，A、B端接微处理器（CPU）的输入端口。

7.根据权利要求6所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述环境温湿度监测电路由环境温湿度传感器（H）、通讯芯片和电阻组成，第二通讯芯片（U2）的R0、RI端分别经第二十四电阻（R24）和第二十五电阻（R25）接环境温湿度传感器（H）的两端，A、B端接微处理器（CPU）的输入端口。

8.根据权利要求7所述干式变压器智能在线监测装置，其特征是，所述通讯模块由光电隔离器、通讯芯片和电阻组成，第三通讯芯片（U3）的R0、RI端分别经第二光电隔离器（GL2）和第三光电隔离器（GL3）接微处理器（CPU）的输出端口，A、B端接上位机。