CN209980962U - 一种三相数字化配电变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相数字化配电变压器，包括了变压器油箱、安装在变压器顶盖上的监测单元、罗式线圈传感器、综合传感单元，所述变压器顶盖的上端面设有高压侧导电杆和低压侧导电杆，所述高压侧导电杆和低压侧导电杆之间设一个分接开关，所述变压器油箱的底部一侧设有出油阀，所述变压器顶盖上对称设有变压器吊环。该三相数字化配电变压器，安装了一个综合的传感器单元，该传感器单元安装在变压器顶盖上部，在加装了该传感器单元后，变压器不漏油，不渗油。同时，油位、油温的在线监测也得以实现，无须单独安装配电变压器自动化终端，省却了现场安装成本，调试成本，而且实现了传统方法无法实现的配电变压器工作状态的全面在线监测。

Description

一种三相数字化配电变压器

技术领域

本实用新型属于电力系统配电设备技术领域，具体涉及一种三相数字化配电变压器。

背景技术

现有的三相配电变压器仅能实现电能量的传递功能，主要部件包括了高低压接线柱，铁芯，三相线圈以及箱体。为了实现对配电变压器的状态监测，需要配置单独的配电变压器监测设备，对配电变压器实施现场改装并完成在配电变压器本体和监测设备之间的连线，调试。然而即使使用现有技术在现场对配电变压器实行改造，抛却现场改造实施难度大，工序繁琐，成本高的问题，改造后的配电变压器由于不具备基本的依附于变压器本体的传感器(只能在工厂中完成设计，安装，测试与检验)，依然不能实现对其工作状态的全面在线监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三相数字化配电变压器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种三相数字化配电变压器，包括了变压器油箱、安装在变压器顶盖上的监测单元、罗式线圈传感器、综合传感单元；监测单元通过屏蔽信号电缆经由导出孔接入变压器低压侧电压信号以及罗式线圈传感器的电流信号，监测单元通过屏蔽信号电缆接入综合传感单元的油位以及变压器油箱顶部油温，监测单元通过通讯单元上传实时数据与告警信息，所述变压器顶盖的上端面设有高压侧导电杆和低压侧导电杆，所述高压侧导电杆和低压侧导电杆之间设有一个分接开关，所述变压器油箱的底部一侧设有出油阀，所述变压器顶盖上对称设有变压器吊环。

优选的，所述监测单元是安装在变压器顶盖上的一个构成数字化配电变压器组件，该组件包括CPU模板，电源模块，信号调理模块与通讯模块，且均置于一个密闭的金属罩内，金属罩底部带开有安装孔的外沿，通过螺栓固定在变压器顶盖上，所述电源模块含光伏模板、蓄电池及充电回路，所述光伏模板、CPU模板、信号调理模块和电源模块相邻之间设有模块接插件，所述信号调理模块和电源模块上均设有信号输入接插件。

优选的，所述综合传感单元包括综合油位、油温传感器、油位浮标和安装法兰，所述综合油位、油温传感器通过安装法兰固定在变压器顶盖上，所述综合油位、油温传感器的底部连接油位浮标，所述综合油位、油温传感器的内部设有压力传感器，压力传感器的下侧连接浮标连杆，浮标连杆连接油位浮标，所述综合油位、油温传感器的内侧顶部设有外连接插件，所述油位浮标内部设有温度传感器，所述外连接插件通过导线连接温度传感器和压力传感器。

优选的，所述变压器顶盖上还设有低压侧导电杆上接线端和低压侧导电杆下接线端，所述低压侧导电杆上接线端和低压侧导电杆下接线端分别设置在变压器顶盖的上下面，所述低压侧导电杆下接线端上连接有低压侧电压信号电缆，所述低压侧电压信号电缆由变压器低压侧电压信号导出孔导出，且变压器低压侧电压信号导出孔上设有油封法兰。

本实用新型的技术效果和优点：该三相数字化配电变压器，安装了一个综合的传感器单元，该传感器单元安装在变压器顶盖上部，安装方法确保了传感器动作准确，在加装了该传感器单元后，变压器不漏油，不渗油，同时，油位、油温的在线监测也得以实现，油位与油温信号直接由依附于变压器本体的监测单元采集，处理，上传；

罗式线圈电流互感器体积小，重量轻，可以实现在变压器顶盖上的安装。而传统的电磁式电流互感器由于体积大，重量重，无法套装在变压器导电杆上，只能套装在低压侧出线电缆上，安装困难，在很多情况下甚至无法安装，使得配电变压器的在线监测无法实现；

在变压器顶盖设计中预留了电压信号导出孔，设计了法兰，密封垫，耐油密封圈，电压信号直接由变压器油箱引出，不会降低变压器低压侧的绝缘耐压水平；

设计了3种供电方式，包括了太阳能，线路取电与蓄电池，并实现了不同供电方式间的自动切换。不同于传统设计中需要安装取电电压互感器，本供电方案结构简单，成本低，可靠性高；

无须单独安装，所有的监测所需传感器单元均融合到变压器本体上，且在工厂就完成所有接线，极大的节省了设备购置成本，现场安装成本，调试成本，而且实现了传统方法无法实现的配电变压器工作状态的全面在线监测。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的监测单元结构示意图；

图4为本实用新型的综合传感单元结构示意图；

图5为本实用新型的变压器低压侧电压信号接线图；

图6为电源切换逻辑图。

图中：1、变压器油箱；2、变压器顶盖；4、高压侧导电杆；5、低压侧导电杆；6、监测单元；7、分接开关；8、综合传感单元；9、罗式线圈传感器；10、出油阀；11、变压器吊环；12、变压器低压侧电压信号导出孔；101、蓄电池；102、光伏模板；103、CPU模板；104、信号调理模块；105、电源模块；106、模块接插件；107、信号输入接插件；108、金属罩；201、综合油位、油温传感器；202、压力传感器；203、浮标连杆；204、油位浮标；205、温度传感器；206、外连接插件；207、安装法兰；301、低压侧导电杆上接线端；302、低压侧导电杆下接线端；303、低压侧电压信号电缆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1-6所示的一种三相数字化配电变压器，包括了变压器油箱1、安装在变压器顶盖2上的监测单元6、罗式线圈传感器9、综合传感单元8；监测单元6通过屏蔽信号电缆经由导出孔12接入变压器低压侧电压信号以及罗式线圈传感器9的电流信号，监测单元6通过屏蔽信号电缆接入综合传感单元8的油位计3以及变压器油箱1顶部油温，监测单元6通过通讯单元上传实时数据与告警信息，所述变压器顶盖2的上端面设有高压侧导电杆4和低压侧导电杆5，所述高压侧导电杆4和低压侧导电杆5之间设有一个分接开关7，分接开关7为选装装置，可根据需求进行安装，所述变压器油箱1的底部一侧设有出油阀10，所述变压器顶盖2上对称设有变压器吊环11。

采用了三组罗式线圈传感器9，罗式线圈传感器9响应速度快，安装尺寸小，在低压侧导电杆5两侧变压器顶盖2上设置安装支架，用于支撑罗式线圈传感器9，同时确保导电杆始终位于罗式线圈传感器9的中心位置(保证测量精度)。三组罗式线圈传感器9的输出经专用的屏蔽信号电缆连接到监测单元6的信号输入接插件107。

具体的，所述监测单元6是安装在变压器顶盖2上的一个构成数字化配电变压器组件，该组件包括CPU模板103，电源模块105，信号调理模块104与通讯模块，且均置于一个密闭的金属罩108内，金属罩108底部带开有安装孔的外沿，通过螺栓固定在变压器顶盖2上，所述电源模块105含光伏模板102、蓄电池101及充电回路，所述光伏模板102、CPU模板103、信号调理模块104和电源模块105相邻之间设有模块接插件106，所述信号调理模块104和电源模块105上均设有信号输入接插件107；

电源模块105设计了一个电源切换电路及相应的程序逻辑(附图6)。监测单元通常由蓄电池101供电，在日间有光照的情况下由光伏模板102对蓄电池101进行浮充电，在长期无有效光照且蓄电池101容量下降到设定值时，由控制器切到交流回路供电，由三相整流回路经稳压后对蓄电池101进行充电。监测单元6需要实时监测光伏模板102输出与蓄电池101状态，作为电源切换的逻辑依据。

具体的，所述综合传感单元8包括综合油位、油温传感器201、油位浮标204和安装法兰207，所述综合油位、油温传感器201通过安装法兰207固定在变压器顶盖2上，所述综合油位、油温传感器201的底部连接油位浮标204，所述综合油位、油温传感器201的内部设有压力传感器202，压力传感器202的下侧连接浮标连杆203，浮标连杆203连接油位浮标204，所述综合油位、油温传感器201的内侧顶部设有外连接插件206，所述油位浮标204内部设有温度传感器205，所述外连接插件206通过导线连接温度传感器205和压力传感器202；利用浮标原理监测变压器内部的油位，浮标连杆203顶部配置压力传感器202，正常时连杆挤压压力传感器202，监测单元6在线监测压力值应处于标定范围内，在低油位时，浮标连杆203向下运动，施加于压力传感器202上的压力减轻直至消失，监测单元6通过监测压力传感器202的输出变化实现油位监测与报警，一个温度传感器205安装于油位浮标204底部，并经屏蔽信号电缆引出至监测单元6以实现变压器顶部油温的在线监测。

具体的，所述变压器顶盖2上还设有低压侧导电杆上接线端301和低压侧导电杆下接线端302，所述低压侧导电杆上接线端301和低压侧导电杆下接线端302分别设置在变压器顶盖2的上下面，所述低压侧导电杆下接线端302上连接有低压侧电压信号电缆303，所述低压侧电压信号电缆303由变压器低压侧电压信号导出孔12导出，且变压器低压侧电压信号导出孔12上设有油封法兰；为了不降低变压器低压侧绝缘耐压水平，将低压侧电压信号由变压器低压侧导电杆5下端引出，在变压器顶盖2上开孔，安装法兰与密封垫，耐油密封圈，电压信号电缆由油箱内部向上穿过导出孔，连接至变压器顶盖上安装的监测单元6。

变压器油箱1箱体采用波纹式油箱，箱体材料包括冷轧钢板、热轧钢板、角钢、槽钢等，配电变压器的铁芯以及线圈包(吊装在顶盖上)置于箱体中，总装完成后在箱体中注变压器油，箱体符合JB/T 10319国家标准。在干式变压器的应用中，不需要箱体。该变压器的铁芯使用变压器用高导磁晶粒取向冷轧硅钢片或非晶合金。所涉及的高低压线圈包饶制在变压器铁芯上，同相的高低压线圈饶制在同一铁芯上，高压线圈在内部，为低压线圈覆盖。所涉及的高压侧导电杆4及瓷套固定在变压器顶盖2上，三相(三根)导电杆下端连接高压线圈，上端接线柱用于10kV进线接线。导电杆材料为黄铜或紫铜。安装导电杆使用上下紧固件以及密封垫，耐油密封圈(油变应用)。低压侧导电杆5及瓷套固定在变压器顶盖2上，三相(四根，含零线)导电杆下端连接低压线圈，上端接线柱用于380V出线接线。导电杆材料为黄铜或紫铜。安装导电杆使用上下紧固件以及密封垫，耐油密封圈(油变应用)。分接开关7用于调节变压器高压侧线圈接线以实现电压调整，分接开关固定于变压器顶盖2上，下端连接高压侧线圈的分接抽头，上端为手动调节开关。安装分接开关7使用上下紧固件以及密封垫，耐油密封圈(油变应用)。油位计3(油变应用)固定于变压器顶盖2上，用于监测密封型油箱内部油位，油位计上端配置压力释放阀。安装油位计使用上下紧固件以及密封垫，耐油密封圈(油变应用)。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等应用于三相油浸式配电变压器，三相干式配电变压器，三相箱式配电变压器，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种三相数字化配电变压器，其特征在于：包括了变压器油箱(1)、安装在变压器顶盖(2)上的监测单元(6)、罗式线圈传感器(9)、综合传感单元(8)；监测单元(6)通过屏蔽信号电缆经由导出孔(12)接入变压器低压侧电压信号以及罗式线圈传感器(9)的电流信号，监测单元(6)通过屏蔽信号电缆接入综合传感单元(8)的油位以及变压器油箱(1)顶部油温，监测单元(6)通过通讯单元上传实时数据与告警信息，所述变压器顶盖(2)的上端面设有高压侧导电杆(4)和低压侧导电杆(5)，所述高压侧导电杆(4)和低压侧导电杆(5)之间设有一个分接开关(7)，所述变压器油箱(1)的底部一侧设有出油阀(10)，所述变压器顶盖(2)上对称设有变压器吊环(11)。

2.根据权利要求1所述的一种三相数字化配电变压器，其特征在于：所述监测单元(6)是安装在变压器顶盖(2)上的一个构成数字化配电变压器组件，该组件包括CPU模板(103)，电源模块(105)，信号调理模块(104)与通讯模块，且均置于一个密闭的金属罩(108)内，金属罩(108)底部带开有安装孔的外沿，通过螺栓固定在变压器顶盖(2)上，所述电源模块(105)含光伏模板(102)、蓄电池(101)及充电回路，所述光伏模板(102)、CPU模板(103)、信号调理模块(104)和电源模块(105)相邻之间设有模块接插件(106)，所述信号调理模块(104)和电源模块(105)上均设有信号输入接插件(107)。

3.根据权利要求1所述的一种三相数字化配电变压器，其特征在于：所述综合传感单元(8)包括综合油位、油温传感器(201)、油位浮标(204)和安装法兰(207)，所述综合油位、油温传感器(201)通过安装法兰(207)固定在变压器顶盖(2)上，所述综合油位、油温传感器(201)的底部连接油位浮标(204)，所述综合油位、油温传感器(201)的内部设有压力传感器(202)，压力传感器(202)的下侧连接浮标连杆(203)，浮标连杆(203) 连接油位浮标(204)，所述综合油位、油温传感器(201)的内侧顶部设有外连接插件(206)，所述油位浮标(204)内部设有温度传感器(205)，所述外连接插件(206)通过导线连接温度传感器(205)和压力传感器(202)。

4.根据权利要求1所述的一种三相数字化配电变压器，其特征在于：所述变压器顶盖(2)上还设有低压侧导电杆上接线端(301)和低压侧导电杆下接线端(302)，所述低压侧导电杆上接线端(301)和低压侧导电杆下接线端(302)分别设置在变压器顶盖(2)的上下面，所述低压侧导电杆下接线端(302)上连接有低压侧电压信号电缆(303)，所述低压侧电压信号电缆(303)由变压器低压侧电压信号导出孔(12)导出，且变压器低压侧电压信号导出孔(12)上设有油封法兰。

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