專利名稱：變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于對變壓器進行監(jiān)測技術領域，涉及一種變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置。
解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置包括變壓器電容式絕緣套管尾部安裝的環(huán)形電流互感器，將此環(huán)形電流互感器的引出端子用一根電纜線短接，此短接電纜穿過負荷電流傳感器，負荷電流感器所感應的電壓信號接入信號調理電路，調理電路將該電壓信號調理為標準信號接入前臺工控機，另有一頂層油溫溫控儀的傳感器，其探頭安裝插入到變壓器上部溫度計座，其感應信號通過電纜接入信號調理電路，調理電路將該電流信號轉換為標準信號接入前臺工控機，工控機與診斷用的后臺數(shù)據處理計算機連接。
國際電工委員會IEC354標準和國標《油浸式電力變壓器負載導則》中，給出了熱點溫升計算公式，這是目前變壓器繞組熱點溫度估算的傳統(tǒng)的經典方法。本實用新型就是根據這一原理制成的。根據任意負荷下穩(wěn)態(tài)熱點溫度的計算公式θh＝θa+HgrKy式中θh——熱點溫度；θa——頂層油溫；Hgr——熱點對繞組頂部油的溫升；K——負載系數(shù)，由I/IH得到，I為實際負載電流，取三相負載電流中最大值；IH為額定負載電流，可直接從變壓器銘牌參數(shù)取得；y——繞組溫度指數(shù)；Hgr、y等負載特性數(shù)據取值如表1示。
因此，只需測出頂層油溫及負載電流I(K＝I/IH)，便可估算出繞組熱點溫度。
本實用新型從各相套管電流互感器測得各相實際負載電流I，而由數(shù)字油面溫度計測得頂層油溫θa，對變壓器繞組熱點溫度通過頂層油溫傳感器感應出的電信號能被及時監(jiān)測出來，因而能及時了解變壓器繞組熱點溫度變化情況，當溫度出現(xiàn)異常情況時，使人們能夠及時采取調控措施或由自動控制系統(tǒng)自動處理，避免變壓器故障的發(fā)生。


圖1本實用新型結構示意圖圖2本實用新型的電路結構原理框圖圖3本實用新型電路原理圖圖中1—變壓器本體 2—電容式絕緣套管 3—環(huán)形鐵芯電流互感器 4—負荷電流傳感器 5—短接電纜 6—調理機柜 7-4芯屏蔽電纜 8—DB37電纜 9—前臺工控機 10—同軸細纜 11—后臺診斷處理計算機 12—調理電路 13—頂層油溫傳感器探頭 14—信號傳輸線 15—頂層油溫傳感器(溫控儀) 17—前置放大電路 18—模數(shù)采集卡 19—線性度調理電路 20—光電隔離電路(光電耦合器) 21—放大(衰減)濾波電路 22—供電單元一(±15V) 23—供電單元二(±15V) R—電阻 RW—可變變阻 C—電容 I—變壓器負荷電流 U—變壓器負荷電流轉換的電壓 LC—光電耦合器(采用A4N25) A—運算放大器 J—跳線GND—接地為了保證模擬信號調理電路(12)的通用性和抗干擾性能，要求傳感器的輸出信號統(tǒng)一起來，規(guī)定為0-12V的信號。
模擬信號調理電路(12)包括線性度調理電路(19).光電隔離電路(20).放大(衰減)濾波電路(21)，需要完成的功能有信號線性化、電氣隔離、放大(衰減)、濾波和提供電源等功能。1)光電隔離電路(20)由于測量信號是來自電壓較高的變壓器，所以必須進行隔離。經考慮使用光耦比較合適。2)放大(衰減)濾波電路(21)放大(衰減)、濾波電路根據前級電路的增益情況設計成為可以調節(jié)放大倍數(shù)的環(huán)節(jié)，采用傳統(tǒng)有源放大器、濾波器。2.模數(shù)轉換及數(shù)據處理將前端負荷電流模擬信號I通過DB37屏蔽電纜(8)送往位于前臺數(shù)據處理計算機(9)中的模數(shù)采集卡(18)，由模數(shù)采集卡將模擬信號轉換為數(shù)字信號；然后，由前臺數(shù)據處理計算機(9)調用相應軟件對數(shù)字信號進行軟件濾波和平滑處理并對數(shù)字信號進行格式轉換存放到指定位置并在前臺數(shù)據處理計算機(9)顯示；然后接后臺診斷處理計算機(11)。模數(shù)采集卡(12)采用ADLINK PCI-9113，前臺數(shù)據處理計算機(9)采用CPUPIII 850，后臺診斷處理計算機(11)采用CPUPIII 866，在前臺數(shù)據處理計算機(9)中利用自行開發(fā)的前臺采集程序，首先對數(shù)字信號進行軟件濾波和平滑處理，然后按照后臺診斷處理計算機(11)對數(shù)據格式的要求，將數(shù)字信號格式轉換為SQL server數(shù)據庫所要求的存儲格式，最后將其存放在指定的位置。
二、頂層油溫測量頂層油溫測量所用的傳感器為XMT-288FC溫控儀(15)，XMT-288FC溫控儀的探頭(13)插入到變壓器上部溫度計座，取得油溫的信號通過信號傳輸線(14)傳送給XMT-288FC溫控儀(15)內部自帶的前置放大電路(17)，將電流信號轉換為電壓信號，再由4芯屏蔽電纜(7)把信號傳送給調理機柜(6)，由模擬信號調理電路(12)進行信號的調理，并對信號進行線性度調理、放大(衰減)、濾波處理，其模擬信號調理電路(12)與負荷電流信號調理電路相一致。然后通過DB37電纜(8)傳送給前臺工控機(9)中的模數(shù)采集卡(18)，由模數(shù)采集卡(18)將模擬信號轉換為數(shù)字信號，由前臺工控機信號采集程序對數(shù)字信號進行軟件濾波和平滑處理，并按一定的線性比例轉換為頂層油溫值，然后按照后臺診斷處理計算機(11)對數(shù)據格式的要求，將數(shù)字信號格式轉換為SQL server數(shù)據庫所要求的存儲格式，最后將其存放在指定的位置，并在前臺數(shù)據處理計算機(9)顯示；其具體過程與負荷電流的采集中的描述一致。然后與負荷電流信號一起，通過同軸網卡(PCI-2029)及同軸細纜(10)傳送給后臺診斷處理計算機(11)，這樣，后臺診斷處理計算機(11)就得到了頂層油溫值θa。
最后，后臺計算機(11)將測得的實際負載電流I和頂層油溫值θa計算出變壓器繞組熱點溫度θh，并給予顯示，當該溫度超過給予的設定值時，則發(fā)出報警信號，提醒人們應采取相應措施預防變壓器故障的發(fā)生。
表1 負載特性數(shù)據
權利要求1.一種變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置，包括變壓器電容式絕緣套管(2)尾部安裝的環(huán)形電流互感器(3)，其特征在于將此環(huán)形電流互感器(3)的引出端子用一根電纜線(5)短接，此短接電纜(5)穿過負荷電流傳感器(4)，負荷電流傳感器(4)的感應電信號接入信號調理電路(12)，調理電路將該電流信號轉換為標準信號接入前臺工控機(9)，另有一頂層油溫溫控儀的傳感器(15)，其探頭(13)安裝插入到變壓器上部溫度計座，其感應信號通過電纜接入信號調理電路，調理電路將該電流信號轉換為標準信號接入前臺工控機(9)。
2.根據權利要求1所述的變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于控機(9)與診斷用的后臺數(shù)據處理計算機(11)連接。
3.根據權利要求1所述的變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置，其特征在于負荷電流傳感器(4)采用電容式穿芯傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種變壓器繞組熱點溫度在線監(jiān)測裝置。它包括變壓器電容式絕緣套管尾部安裝的環(huán)形電流互感器，將此環(huán)形電流互感器的引出端子用一根電纜線短接，此短接電纜穿過負荷電流傳感器，負荷電流傳感器所感應的電壓信號接入信號調理電路，并轉換為標準信號接入前臺工控機，另有一頂層油溫傳感器，其探頭安裝插入到變壓器上部溫度計座，該傳感器感應信號通過電纜接入信號調理電路，并轉換為標準信號接入前臺工控機，工控機與數(shù)據處理計算機連接。本實用新型從各相套管電流互感器測得各相實際負載電流I，而由數(shù)字油面溫度計測得頂層油溫θ
文檔編號G01K7/34GK2569119SQ0227728
公開日2003年8月27日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權日2002年9月18日
發(fā)明者郭長泰, 王英華, 吳文強 申請人:新疆特變電工股份有限公司