CN214471024U - 一种变压器寿命检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变压器寿命检测装置，其包括配变负载检测模块、损耗计算模块、温度检测模块、噪音检测模块、振动检测模块、变压器终端和控制模块；所述配变负载检测模块实时监测变压器的三相电流和视在功率值，将负载运行工况无线传输至所述控制模块；所述温度监测模块采集变压器的温度数据并通过电缆传输至所述控制模块；所述噪音检测模块监测变压器的实时噪声并通过电缆传输至所述控制模块；所述振动检测模块监测变压器的异常振动并通过电缆传输或无线传输至所述控制模块；所述控制模块连接所述变压器终端。本实用新型能够建立变压器剩余寿命评估模型，预测变压器的剩余寿命，为制定更合理的变压器检修计划提供依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器在线监测技术领域，特别涉及一种变压器寿命检测装置。
背景技术
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们的用电负荷与日俱增，变压器作为利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，得到了广泛且大规模的应用。传统的变压器按用途可以分为电力变压器和特殊变压器。随着科学技术的发展，变压器在得到了越来越广泛的应用。例如，在电力配电领域中，变压器是配电网中的关键结构。具体地，配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。
变压器的绝缘老化速度不一致，利用率较高的变压器绝缘老化速度快，对这种运行状态的变压器应密切监测，发现缺陷及时处理。对于利用率较低的变压器则可以适当增大监测周期，降低设备运行成本，或适当增加设备服役时间。为了使变压器检修人员对变压器的使用寿命有一个直观定量的依据，目前，大容量的电力变压器都配置了在线监测系统，对变压器的温度、变压器油中溶解其他，局部放电进行监测。但是现有的检测系统效率较低，不能计算变压器热老化和电热老化寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种变压器寿命检测装置，用于解决上述至少一个技术问题，其能够根据变压器的运行环境和变压器的负载、温度、局放、噪声、振动等运行状态，得到变压器当前的健康指数，建立变压器剩余寿命评估模型，预测变压器的剩余寿命，为制定更合理的变压器检修计划提供依据。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种变压器寿命检测装置，其包括配变负载检测模块、损耗计算模块、温度检测模块、噪音检测模块、振动检测模块、变压器终端和控制模块。
所述配变负载检测模块实时监测变压器的三相电流和视在功率值，将负载运行工况无线传输至所述控制模块。
所述温度监测模块采集变压器的温度数据并通过电缆传输至所述控制模块。
所述噪音检测模块监测变压器的实时噪声并通过电缆传输至所述控制模块。
所述振动检测模块监测变压器的异常振动并通过电缆传输或无线传输至所述控制模块。
所述控制模块连接所述变压器终端，建立变压器健康状态评估模型，预测变压器的剩余寿命，控制变压器运行。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述配变负载检测模块包括电流检测单元和警告单元。
所述电流检测单元接入变压器电路，实时监测变压器的三相电流和视在功率值，计算得到配变负载率β。
所述警告单元连接所述电流检测单元，设置重载告警门限值I1和过载告警门限值I2，当变压器负载I0大于重载告警门限值I1，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变重载告警，当变压器负载I0大于过载告警门限值I2，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变过载告警。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述损耗计算模块包括负载计算单元、时间统计单元和配变损耗电量计算单元。
所述负载计算单元接入变压器电路，统计变压器的铜损电量和铁损电量。
所述时间统计单元接入变压器电路采集变压器的运行时间。
所述配变损耗电量计算单元连接所述负载计算单元和所述时间统计单元，根据变压器的铜损电量、铁损电量和运行时间计算配变损耗电量。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述温度检测模块包括温度传感单元、温度采集单元和射频增益单元。
所述温度传感单元采用温度传感器，固定安装在待测变压器的电缆头处，贴近待测变压器的导体表面，通过射频增益单元取电和传输温度数据。
所述射频增益单元采用特高频射频天线，增益为3-12dBi，粘贴或者吸附安装在所述温度传感单元的表面。
所述温度采集单元通过射频增益单元管理所述温度传感单元，并通过电缆将温度数据传输至所述变压器终端。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述噪音检测模块包括噪音传感单元和显示单元。
所述噪音传感单元设置在变压器的配电房内，通过RS485通讯电缆连接到所述变压器终端。
所述显示单元连接到所述噪音传感单元，显示当前噪声值。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述振动检测模块包括无源振动传感器和/或有源振动传感器。
所述无源振动传感器集成在所述变压器终端的内部或通过电缆外接所述变压器终端。
所述有源振动传感器通过电缆外接所述变压器终端。
本实用新型实施例的有益效果是：
本实用新型提供了一种变压器寿命检测装置，能够根据变压器的运行环境和变压器的负载、温度、局放、噪声、振动等运行状态，得到变压器当前的健康指数，建立变压器剩余寿命评估模型，预测变压器的剩余寿命，为制定更合理的变压器检修计划提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型变压器寿命检测装置结构示意图；
图2为本实用新型变压器寿命检测装置的配变负载检测逻辑示意图。
图中：1-控制模块；2-变压器终端；3-配变负载检测模块；4-损耗计算模块；5-温度检测模块；6-噪音检测模块；7-振动检测模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
请参照图1至图2，本实用新型的实施例提供一种变压器寿命检测装置，包括配变负载检测模块3、损耗计算模块4、温度检测模块5、噪音检测模块6、振动检测模块7、变压器终端2和控制模块1。
所述配变负载检测模块3实时监测变压器的三相电流和视在功率值，将负载运行工况无线传输至所述控制模块1。
所述温度监测模块采集变压器的温度数据并通过电缆传输至所述控制模块1。
所述噪音检测模块6监测变压器的实时噪声并通过电缆传输至所述控制模块1。
所述振动检测模块7监测变压器的异常振动并通过电缆传输或无线传输至所述控制模块1。
所述控制模块1连接所述变压器终端2，建立变压器健康状态评估模型，预测变压器的剩余寿命，控制变压器运行。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述配变负载检测模块3包括电流检测单元和警告单元。
所述电流检测单元接入变压器电路，实时监测变压器的三相电流和视在功率值，计算得到配变负载率β。
配变A相负载率：βa＝Sa/(Sn/3)；
配变B相负载率：βb＝Sb/(Sn/3)；
配变C相负载率：βc＝Sc/(Sn/3)；
配变负载率：β＝S/Sn。
所述警告单元连接所述电流检测单元，设置重载告警门限值I1和过载告警门限值I2，当变压器负载I0大于重载告警门限值I1，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变重载告警，当变压器负载I0大于过载告警门限值I2，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变过载告警。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述损耗计算模块4包括负载计算单元、时间统计单元和配变损耗电量计算单元。
所述负载计算单元接入变压器电路，统计变压器的铜损电量和铁损电量。
所述时间统计单元接入变压器电路采集变压器的运行时间。
所述配变损耗电量计算单元连接所述负载计算单元和所述时间统计单元，根据变压器的铜损电量、铁损电量和运行时间计算配变损耗电量。
铜耗电量：β2*铭牌记载短路损耗Pk*运行小时；
铁耗电量：铭牌空载损耗P0*运行小时；
配变损耗电量：铜耗电量+铁耗电量。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述温度检测模块5包括温度传感单元、温度采集单元和射频增益单元。
所述温度传感单元采用温度传感器，固定安装在待测变压器的电缆头处，贴近待测变压器的导体表面，通过射频增益单元取电和传输温度数据。
所述射频增益单元采用特高频射频天线，增益为3-12dBi，粘贴或者吸附安装在所述温度传感单元的表面。在电气设备带电和停电状态下都可以正常工作，可按设定时间向上传送数据，温度数据的采集和传输基于全数字链接，数据通过CRC奇偶校验确认上传，避免同频干扰和不同屏柜之间的信号干扰。
所述温度采集单元通过射频增益单元管理所述温度传感单元，通过射频增益天线实现对智能传感器的管理与温度数据传送，并通过电缆(RS485通讯接口以Modbus RTU通信协议)将温度数据传输至所述变压器终端2。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述噪音检测模块6包括噪音传感单元和显示单元。
所述噪音传感单元设置在变压器的配电房内，通过RS485通讯电缆连接到所述变压器终端2，支持Modbus通信协议。噪声传感单元具备本地显示功能，可直观显示当前噪声值。噪音传感单元的技术指标如表1所示。
表1
| 分类 | 输出接口 | 供电方式 | 集成方式 |
| 模拟量型 | 4～20mA电流 | DC12～24V | 外接传感器 |
| 模拟量型 | 0～10V电压 | DC12～24V | 外接传感器 |
| 数字量型 | RS485/RS232 | DC12～24V | 外接传感器 |
所述显示单元连接到所述噪音传感单元，显示当前噪声值。
在本实用新型较佳的实施例中，上述变压器寿命检测装置的所述振动检测模块7包括无源振动传感器和/或有源振动传感器。
所述无源振动传感器集成在所述变压器终端2的内部或通过电缆外接所述变压器终端2。
所述振动检测模块7的技术指标如表2所示。
表2
所述有源振动传感器通过电缆外接所述变压器终端2。
本实用新型实施例旨在保护一种变压器寿命检测装置，具备如下效果：
本实用新型提供了一种变压器寿命检测装置，能够根据变压器的运行环境和变压器的负载、温度、局放、噪声、振动等运行状态，得到变压器当前的健康指数，建立变压器剩余寿命评估模型，预测变压器的剩余寿命，为制定更合理的变压器检修计划提供依据。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (6)
1.一种变压器寿命检测装置，其特征在于，包括配变负载检测模块(3)、损耗计算模块(4)、温度检测模块(5)、噪音检测模块(6)、振动检测模块(7)、变压器终端(2)和控制模块(1)；
所述配变负载检测模块(3)实时监测变压器的三相电流和视在功率值，将负载运行工况无线传输至所述控制模块(1)；
所述温度监测模块采集变压器的温度数据并通过电缆传输至所述控制模块(1)；
所述噪音检测模块(6)监测变压器的实时噪声并通过电缆传输至所述控制模块(1)；
所述振动检测模块(7)监测变压器的异常振动并通过电缆传输或无线传输至所述控制模块(1)；
所述控制模块(1)连接所述变压器终端(2)。
2.根据权利要求1所述的变压器寿命检测装置，其特征在于，
所述配变负载检测模块(3)包括电流检测单元和警告单元；
所述电流检测单元接入变压器电路，实时监测变压器的三相电流和视在功率值，计算得到配变负载率β；
所述警告单元连接所述电流检测单元，设置重载告警门限值I1和过载告警门限值I2，当变压器负载I0大于重载告警门限值I1，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变重载告警，当变压器负载I0大于过载告警门限值I2，同时大于配变负载率β时，所述警告单元进行配变过载告警。
3.根据权利要求1所述的变压器寿命检测装置，其特征在于，
所述损耗计算模块(4)包括负载计算单元、时间统计单元和配变损耗电量计算单元；
所述负载计算单元接入变压器电路，统计变压器的铜损电量和铁损电量；
所述时间统计单元接入变压器电路采集变压器的运行时间；
所述配变损耗电量计算单元连接所述负载计算单元和所述时间统计单元，根据变压器的铜损电量、铁损电量和运行时间计算配变损耗电量。
4.根据权利要求1所述的变压器寿命检测装置，其特征在于，
所述温度检测模块(5)包括温度传感单元、温度采集单元和射频增益单元；
所述温度传感单元采用温度传感器，固定安装在待测变压器的电缆头处，贴近待测变压器的导体表面，通过射频增益单元取电和传输温度数据；
所述射频增益单元采用特高频射频天线，增益为3-12dBi，粘贴或者吸附安装在所述温度传感单元的表面；
所述温度采集单元通过射频增益单元管理所述温度传感单元，并通过电缆将温度数据传输至所述变压器终端(2)。
5.根据权利要求1所述的变压器寿命检测装置，其特征在于，所述噪音检测模块(6)包括噪音传感单元和显示单元；
所述噪音传感单元设置在变压器的配电房内，通过RS485通讯电缆连接到所述变压器终端(2)；
所述显示单元连接到所述噪音传感单元，显示当前噪声值。
6.根据权利要求1所述的变压器寿命检测装置，其特征在于，
所述振动检测模块(7)包括无源振动传感器和/或有源振动传感器；
所述无源振动传感器集成在所述变压器终端(2)的内部或通过电缆外接所述变压器终端(2)；
所述有源振动传感器通过电缆外接所述变压器终端(2)。
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