CN209447668U - 一种智能变压器 - Google Patents

Abstract

一种智能变压器，包括油箱，油箱内设置有铁芯，铁芯上设有一次线圈和二次线圈，一次线圈通过高压瓷柱与一次进线连接，二次线圈通过低压瓷柱与二次出线连接，油箱外表面设有控制箱，控制箱内设有处理模块和电源模块，电源模块为处理模块提供工作电源；油箱外部设有火焰传感器和温度传感器，火焰传感器和温度传感器与处理模块电连接；一次进线上设有第一断路器，二次出线上设有第二断路器；第二断路器与处理模块电连接，第一断路器通过时间继电器与处理模块电连接。本变压器能检测变压器周围火灾发生情况，并根据火灾程度合理地切断变压器电源，本专利提供的变压器与现有的变压器相比安全性大幅度提高。

Description

一种智能变压器

技术领域

本实用新型属于变压器领域，特别涉及一种智能变压器。

背景技术

变压器是非常重要的电气设备，当变压器发生损坏时，会造成变压器所在线路跳闸事故，从而造成严重的经济损失，甚至是人身伤亡。现有的变压器配套设有很多继电保护，如过载保护、差动保护等等，但现有的变压器针对火灾没有相应的保护装置，尤其是位于山区偏远的配电用变压器或工程施工用变压器，由于变压器现场很少有人巡视，且现场未安装相应的监控装置，当火灾发生时，变压器不能自动切断负荷开关和高压侧供电开关，可能造成变压器闪爆现象。

针对上述问题，有人提出了新的技术方案，如中国专利文献CN205829138U记载的智能变压器，存在以下不足：

1、采用继电器装设在初级线圈上，用来切断初级线圈的高压侧电源，因为变压器高压侧电源电压高，一般为10kv、110kv、220kv等，当切断高压侧电源时，必须采用具有灭弧功能的断路器，否者会产生电弧；

2、变压器停电顺序必须准守“先低压侧后高压侧”的原则，否则会出现“带负荷拉刀闸”现象，从而发生电气事故，该专利文献提供的变压器，当检测到烟雾信号后，是采用直接断开初级线圈的方式停电，其结果可能造成电气设备闪爆；

3、该专利文献中提供的单片机、采集模块等元件安装在变压器外壳内部，不方便巡检人员检查、保养或更换，因为变压器运行时为带电设备，如果需要对控制部分进行检查，就必须对变压器停电，因此该专利文献提供的控制部分和电源的安装位置不合理；

4、变压器外壳采用聚丙烯等有机高分子材质，虽然能起到绝缘作用，但当火灾发生时，有机高分子材料为可燃物，所以外壳会更容易燃烧；

5、只通过烟雾传感器一个信息指标来判断火灾程度，准确性不高，因为变压器是非常重要的变电设备，断电一次可能造成很大的经济损失，只有当现场环境十分危险的情况下才准许紧急断电；另一方面，利用烟雾传感器来判别火灾的发生，存在误判的情况，因为对于大多数油浸式变压器放置的场所为户外，外界距离较远的烟雾可能飘散到变压器附近，虽然烟雾报警器能检测到烟雾信号，但该烟雾不一定会对变压器造成危害，如果造成变压器误断电情况，会引起严重的经济损失。

实用新型内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的一种智能变压器，能检测变压器周围火灾发生情况，并根据火灾程度合理地切断变压器电源，本专利提供的变压器与现有的变压器相比安全性大幅度提高。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

一种智能变压器，包括油箱，油箱内设置有铁芯，铁芯上设有一次线圈和二次线圈，一次线圈通过高压瓷柱与一次进线连接，二次线圈通过低压瓷柱与二次出线连接，油箱外表面设有控制箱，控制箱内设有处理模块和电源模块，电源模块为处理模块提供工作电源；油箱外部设有火焰传感器和温度传感器，火焰传感器和温度传感器与处理模块电连接；

一次进线上设有第一断路器，二次出线上设有第二断路器；第二断路器与处理模块电连接，第一断路器通过时间继电器与处理模块电连接。

优选的方案中，所述的一次线圈和二次线圈上分别设有第一电流互感器和第二电流互感器，第一电流互感器通过第一电流变送器与处理模块电连接，第二电流互感器通过第二电流变送器与第二电流互感器电连接。

优选的方案中，所述的处理模块为单片机或PLC。

优选的方案中，所述的温度传感器数量至少一个，温度传感器设在油箱表面四周。

优选的方案中，所述的火焰传感器数量至少一个，火焰传感器设在油箱表面四周。

优选的方案中，所述的电源模块为锂电池。

优选的方案中，所述的控制箱采用不锈钢板制成，所述不锈钢板内设有夹层，所述夹层内填充有离心玻璃棉。

优选的方案中，所述的第一断路器和第二断路器均为真空断路器。

优选的方案中，所述的温度传感器测量油箱表面温度。

本专利可达到以下有益效果：

1、利用真空断路器切断一次进线的电源，避免了电源产生电弧现象；同时利用时间继电器的延迟效果，实现先切断二次出线电源后切断一次进线电源效果，避免了“带负荷拉刀闸”现象，防止了电气事故的发生；

2、控制箱采用不锈钢材质制成，且不锈钢板夹层内填充离心玻璃棉，可以隔绝热量，防止温度过高损坏了控制箱内的模块元件；

3、采用火焰传感器和温度传感器同时监测火灾情况，避免了单因素信息的不稳定性，防止误切断变压器电源，造成经济损失；因为火灾的发生必定伴随着火光和温度变化，任何单方面因素上升，必定不是火灾引起的，为了保证变压器不发生误断电事故，同时设定火焰传感器和温度传感器阈值，能有效地保证变压器稳定运行；而现有技术中提供的变压器，是采用烟感报警器监测火灾发生情况，存在误判的可能；

4、采用温度传感器监测变压器油箱表面温度，无论是否因火灾引起变压器温度升高，本专利提供的变压器均可起到保护变压器烧毁的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例1中结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中模块连接图；

图3为本实用新型实施例2中结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中模块连接图。

图中：油箱1、铁芯2、一次线圈301、二次线圈302、第一电流互感器311、第二电流互感器312、第一电流变送器321、第二电流变送器322、控制箱4、处理模块5、电源模块6、火焰传感器7、温度传感器8、第一断路器901、第二断路器902、时间继电器10 。

具体实施方式

实施例1：

优选的方案如图1和图2所示，一种智能变压器，包括油箱1，油箱1内设置有铁芯2，铁芯2上设有一次线圈301和二次线圈302，一次线圈301通过高压瓷柱与一次进线连接，二次线圈302通过低压瓷柱与二次出线连接，油箱1外表面设有控制箱4，控制箱4内设有处理模块5和电源模块6，电源模块6为处理模块5提供工作电源；油箱1外部设有火焰传感器7和温度传感器8，火焰传感器7和温度传感器8与处理模块5电连接；

所述的处理模块5为单片机或PLC；电源模块6为锂电池；

所述的火焰传感器7型号可采用德国BFI型火焰传感器，该火焰传感器7朝向变压器周边区域；所述的温度传感器8可采用红外线温度传感器，温度传感器8测量油箱1表面温度。

优选的方案如图1所示，所述的温度传感器8数量至少一个，温度传感器8设在油箱1表面四周。

优选的方案如图1所示，所述的火焰传感器7数量至少一个，火焰传感器7设在油箱1表面四周。

控制箱4采用不锈钢板制成，所述不锈钢板内设有夹层，所述夹层内填充有离心玻璃棉。

优选的方案如图1和图2所示，一次进线上设有第一断路器901，二次出线上设有第二断路器902；第二断路器902与处理模块5电连接，第一断路器901通过时间继电器10与处理模块5电连接；第一断路器901和第二断路器902均为真空断路器；

处理模块5满足以下条件时，发出“断开指令”至第一断路器901和第二断路器902：

条件一，火焰传感器7和温度传感器8同时达到设定的阈值时，处理模块5发出“断开指令”至第一断路器901和第二断路器902；此时第二断路器902会立即断开，而第一断路器901经过时间继电器10延迟作用后才断开，这里便于理解，设定时间继电器10延迟时间为0.1S；这里值得注意的是，火灾的发生必定伴随着火光和温度变化，任何单方面因素上升，必定不是火灾引起的，为了保证变压器不发生误断电事故，同时设定火焰传感器7和温度传感器8阈值，能有效地保证变压器稳定运行；

条件二，温度传感器8达到一定的阈值，而火焰传感器7未检测到火焰信号，表明变压器外部温度升高可能是非火灾原因导致的，如果温度传感器8检测到的温度继续升高至一定数值，本领域技术人员可以设定动作极限值，如设定500摄氏度，不管该温度是不是火灾引起的，500摄氏度都可能导致变压器损坏。

实施例2：

在实施例1的基础上，本专利以更优的方案，如下：

优选的方案如图3和图4所示，一次线圈301和二次线圈302上分别设有第一电流互感器311和第二电流互感器312，第一电流互感器311通过第一电流变送器321与处理模块5电连接，第二电流互感器312通过第二电流变送器322与第二电流互感器312电连接；

第一电流互感器311监控一次线圈301电流变化情况，第二电流互感器312监控二次线圈302电流变化情况，当火灾发生时，可能火灾发生的地点距离变压器较远，当火焰传感器7和温度传感器8都未检测到信号，而变压器较远的线路被火灾损坏，发生短路或断路事故时，处理模块5发出“断开指令”至第一断路器901和第二断路器902，其控制原理与实施例1相同。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能变压器，包括油箱（1），油箱（1）内设置有铁芯（2），铁芯（2）上设有一次线圈（301）和二次线圈（302），一次线圈（301）通过高压瓷柱与一次进线连接，二次线圈（302）通过低压瓷柱与二次出线连接，其特征在于：油箱（1）外表面设有控制箱（4），控制箱（4）内设有处理模块（5）和电源模块（6），电源模块（6）为处理模块（5）提供工作电源；油箱（1）外部设有火焰传感器（7）和温度传感器（8），火焰传感器（7）和温度传感器（8）与处理模块（5）电连接；

一次进线上设有第一断路器（901），二次出线上设有第二断路器（902）；第二断路器（902）与处理模块（5）电连接，第一断路器（901）通过时间继电器（10）与处理模块（5）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：一次线圈（301）和二次线圈（302）上分别设有第一电流互感器（311）和第二电流互感器（312），第一电流互感器（311）通过第一电流变送器（321）与处理模块（5）电连接，第二电流互感器（312）通过第二电流变送器（322）与第二电流互感器（312）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：所述的处理模块（5）为单片机或PLC。

4.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：所述的温度传感器（8）数量至少一个，温度传感器（8）设在油箱（1）表面四周。

5.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：所述的火焰传感器（7）数量至少一个，火焰传感器（7）设在油箱（1）表面四周。

6.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：电源模块（6）为锂电池。

7.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：控制箱（4）采用不锈钢板制成，所述不锈钢板内设有夹层，所述夹层内填充有离心玻璃棉。

8.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：第一断路器（901）和第二断路器（902）均为真空断路器。

9.根据权利要求1所述的一种智能变压器，其特征在于：温度传感器（8）测量油箱（1）表面温度。