CN220731302U - 基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，包括油顶层温度传感器，固定在变压器油箱箱壁上、位于油顶层处，用于测量变压器的油顶层温度；环境温度传感器，固定在变压器储油柜和变压器油箱的外部环境中，用于测量所处的环境温度；压力传感器，安装于储油柜下部，用于测量安装点处的变压器油压；数据处理器，分别与油顶层温度传感器、环境温度传感器和压力传感器连接；显示器，与数据处理器连接；电源模块，分别与数据处理器和显示器连接。相对于传统机械式油位指示装置，可以完全独立运行，能够实现对大型电力变压器储油柜油位状态的实时在线监测，确保重大关键设备运行的安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器技术领域，更加具体来说，本实用新型涉及一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统。
背景技术
大型电力变压器是输电系统的核心设备，其运行的安全性会对地区供电的可靠性产生决定性影响。目前针对大型电力变压器的在线监测技术已经比较成熟，但是对于储油柜油位状态的在线监测仍存在不够完善的地方。在实际运行过程中，由于各种原因，可能出现储油柜的油位异常。油位异常的表现通常为油位过低或油位过高。储油柜油位异常的原因分为两大类：一是因变压器缺油或过量注油，导致真正油位的异常；二是由于储油柜油位指示装置、呼吸器、弹性元件故障或者油箱内部产气，导致出现的假油位情况。其中由于油位指示装置为机械传动结构，故障率较高，多为就地显示，需要通过人工巡检才能了解油位状态；虽然也可以通过对该油位表配置4～20mA通讯接口，将油位表的油位进行数字化转换并远传，但是一旦出现假油位，就会导致后台对油位的误判。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型创新地提供了一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，是可以完全独立于传统机械式油位指示装置运行的油位监测系统，从而实现通过两套不同原理的装置对大型电力变压器储油柜油位状态的实时在线监测，确保重大关键设备运行的安全可靠性。
为实现上述的技术目的，本实用新型公开了一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，包括：
油顶层温度传感器，固定在变压器油箱箱壁上、位于油顶层处，用于测量变压器的油顶层温度；
环境温度传感器，固定在变压器储油柜和变压器油箱的外部环境中，用于测量变压器储油柜和变压器油箱所处环境温度；
压力传感器，安装于储油柜下部，用于测量安装点处的变压器油压；
数据处理器，分别与所述油顶层温度传感器、所述环境温度传感器和所述压力传感器连接；
显示器，与所述数据处理器连接；
电源模块，分别与所述数据处理器和所述显示器连接。
进一步地，所述压力传感器固定在储油柜下部注放油阀的下端。
进一步地，所述油顶层温度传感器、所述环境温度传感器和所述压力传感器通过数据转换器与所述数据处理器连接。
进一步地，所述数据转换器为A/D转换器。
进一步地，所述数据处理器为微处理器。
进一步地，还包括远程人机交互终端，所述远程人机交互终端通过通讯模块与所述数据处理器通讯连接。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，是可以完全独立运行的油位监测系统，能够实现对大型电力变压器储油柜油位状态的实时在线监测，确保重大关键设备运行的安全可靠性。没有任何机械传动机构，可以避免储油柜因为假油位、油位过低、油位过高等情况造成的变压器带缺陷运行。该油位监测系统的安装使用，并不影响原有传统的机械式油位显示装置的工作运行，两套系统可独立工作，相互印证，更进一步提升了设备运行的安全可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统的安装结构示意图。
图2是本实用新型实施例的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统的电路原理图。
图中，
1、变压器储油柜；2、变压器油箱；3、储油柜注放油阀；4、油顶层温度传感器；5、压力传感器；6、数据处理器；7、显示器；8、数据转换器；9、远程人机交互终端；10、通讯模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型提供的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统进行详细的解释和说明。
如图1所示，变压器储油柜1安装在变压器油箱2的上方，变压器储油柜1通过连管和气体继电器与变压器油箱2连通。
本实施例具体公开了一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，如图1和2所示，包括油顶层温度传感器4、环境温度传感器、压力传感器5、数据处理器6、显示器7和电源模块。油顶层温度传感器4固定在变压器油箱2箱壁上、位于油顶层处，用于测量变压器的油顶层温度。环境温度传感器固定在变压器储油柜1和变压器油箱2的外部环境中，用于测量变压器储油柜和变压器油箱所处的环境温度，即变压器储油柜1和变压器油箱2周围的环境温度，为了提高测量精度，环境温度传感器不与变压器储油柜1和变压器油箱2接触，但安装在变压器储油柜1和变压器油箱2附近。压力传感器5安装于储油柜下部，用于测量安装点处的变压器油压；压力传感器5的安装位置可以任意选择，只要保证处于储油柜的下方即可，在本实施例中，压力传感器5固定在储油柜下部注放油阀3的下端。数据处理器6通过数据转换器8分别与油顶层温度传感器、环境温度传感器和压力传感器5连接，数据处理器6根据环境温度传感器和压力传感器5测得的数据处理得到第一油位以及根据油顶层温度传感器4测得的数据处理得到第二油位，并将第一油位和第二油位进行对比；数据处理器6的数据处理方法采用本领域现有的处理方法。在本实施例中，数据处理器6为微处理器。显示器7与数据处理器6连接，用于显示数据处理器6处理得到的数据。电源模块，分别与数据处理器6和显示器7连接，为各个电器件供电。
在本实施例中，油顶层温度传感器4、环境温度传感器和压力传感器5通过数据转换器8与数据处理器6连接。数据转换器8用于将油顶层温度传感器4、环境温度传感器和压力传感器5的电流信号或电压信号转换为数字信号，并将数字信号传输给数据处理器6。在本实施例中，数据转换器8为A/D转换器。
本实施例的油位监测系统还包括远程人机交互终端9，远程人机交互终端9通过通讯模块10与数据处理器6通讯连接，可远程接收数据处理结果并进行储存、分析、展示及告警等。可通过键盘、按钮或触摸屏等输入指令，进行数据处理结果的查询浏览等操作。可选的，通讯模块10为5G通讯模块10、4G通讯模块10、蓝牙模块、WiFi模块、GSM模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块和LoRa模块中任意一种或任意几种的组合。
根据环境温度传感器和压力传感器5测得的数据处理得到第一油位的方法为：
其中，h：储油柜内部的油位高度(mm)；Py：储油柜底部油压(kPa)；Pt：储油柜内弹性元件的对油压力(kPa)，Pt值可以由变压器厂家或储油柜厂家提供；Th：环境温度(℃)；P：监测点处的油压测量值(kPa)；
h0：储油柜底部至压力传感器安装点处的油位高度(mm)；ρ：变压器油在20℃时的密度(约0.8808kg/m3)；g：重力系数(9.8N/kg)。上述处理公式为本领域常用的计算公式。
根据油顶层温度传感器4测得的数据处理得到第二油位的方法为：
利用变压器油顶层温度与储油柜油位关系的固有特性变压器油温油位变化曲线，该曲线由变压器厂家提供，可得到油顶层温度Td值对应的油位高度h′。
然后将h′值与h值进行比对，如果差值超过预设的数值范围，即可判定设备油位工作异常。
本实施例的油位检测系统没有任何机械传动机构，只需要温度与压力及相应的数据处理，即可实现对储油柜油位状态的监测，故可以避免储油柜因为假油位、油位过低、油位过高等情况造成的变压器带缺陷运行。而且加装该系统，并不影响原有传统的油位显示装置的工作运行，两套系统独立工作，相互印证，更进一步提升了设备运行的安全可靠性。而且可以通过数据处理器、显示器和远程人机交互终端实现数据的分析、处理、展示和告警。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，包括：
油顶层温度传感器(4)，固定在变压器油箱(2)箱壁上、位于油顶层处，用于测量变压器的油顶层温度；
环境温度传感器，固定在变压器储油柜(1)和变压器油箱(2)的外部环境中，用于测量变压器储油柜和变压器油箱所处的环境温度；
压力传感器(5)，安装于储油柜下部，用于测量安装点处的变压器油压；
数据处理器(6)，分别与所述油顶层温度传感器(4)、所述环境温度传感器和所述压力传感器(5)连接；
显示器(7)，与所述数据处理器(6)连接；
电源模块，分别与所述数据处理器(6)和所述显示器(7)连接。
2.根据权利要求1所述的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，所述压力传感器(5)固定在储油柜下部注放油阀(3)的下端。
3.根据权利要求1所述的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，所述油顶层温度传感器(4)、所述环境温度传感器和所述压力传感器(5)通过数据转换器(8)与所述数据处理器(6)连接。
4.根据权利要求3所述的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，所述数据转换器(8)为A/D转换器。
5.根据权利要求1所述的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，所述数据处理器(6)为微处理器。
6.根据权利要求1所述的基于温度与压力测量的变压器储油柜油位监测系统，其特征在于，还包括远程人机交互终端(9)，所述远程人机交互终端(9)通过通讯模块(10)与所述数据处理器(6)通讯连接。
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