專利名稱：變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力設(shè)備的監(jiān)測裝置，特別涉及一種變壓器油監(jiān) 測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
變壓器是電力行業(yè)中主要的電力設(shè)備，在整個電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 中起非常重要的作用。對于大型電力變壓器，目前都是用油來絕緣和 散熱，隨著變壓器的長期運(yùn)行，變壓器油中會混入一些氣體和水分。 氣體和水分的含量等參數(shù)在一定程度上反映出變壓器絕緣老化或故
障的程度，可以作為反映電氣設(shè)備異常的特征量。因此通過對變壓器 絕緣油中溶解氣體和水分進(jìn)行監(jiān)測可得知變壓器的運(yùn)行狀況及潛伏 性故障，預(yù)防事故的發(fā)生。
傳統(tǒng)的監(jiān)測方法是將絕緣油樣從變壓器中取樣，經(jīng)實驗室儀器將
氣體、水分與油進(jìn)行分離，分析油中氣體如CH4、 C2H2、 C2H4、 C2H6、 H2、 CO、 C02等各組分的含量以及油中水分的含量等參數(shù)，依據(jù)得 到的參數(shù)分析該變壓器的潛伏性故障情況。但這種方法具有操作復(fù) 雜、檢測周期長、檢測人為誤差大的缺點，導(dǎo)致不適宜進(jìn)行實時監(jiān)測， 從而不能根據(jù)變壓器油中氣體及水分的參數(shù)即時掌握變壓器的運(yùn)行 情況及潛伏性故障情況。

實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種變壓器油監(jiān)測系 統(tǒng)，能夠即時對變壓器油中氣體及水分進(jìn)行監(jiān)測。 本實用新型提供的變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)，包括 參數(shù)獲取單元100,用于獲取變壓器油中氣體和水分的基本參數(shù)；數(shù)據(jù)分析單元101，包括計算子單元1011、判斷子單元1012和 控制信號生成子單元1013,其中，
計算子單元ioil用于根據(jù)參數(shù)獲取單元100獲取的基本參數(shù)計 算得到所需監(jiān)測數(shù)據(jù)，
判斷子單元1012用于判斷計算子單元1011計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù) 是否超出預(yù)存的設(shè)定值的范圍，
控制信號生成子單元1013用于在判斷子單元1012判斷監(jiān)測數(shù)據(jù) 超過設(shè)定值范圍時生成控制信號；
警示單元105，用于根據(jù)控制信號生成子單元1013生成的控制信 號產(chǎn)生報警信號。
由上可知，采用上述各單元構(gòu)成的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)即時對變壓器油 中氣體及水分進(jìn)行監(jiān)測，從而得知變壓器的運(yùn)行狀況及潛伏性故障。
較佳的，還包括數(shù)據(jù)打包處理子單元1021,用于將參數(shù)獲取單 元100獲取的基本參數(shù)和計算子單元1011計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照 一定的協(xié)議進(jìn)行打包處理；
傳輸單元104,用于將數(shù)據(jù)打包處理子單元1021打包的數(shù)據(jù)傳輸 出去。
由上可知，采用上述數(shù)據(jù)打包處理子單元和傳輸單元，能夠?qū)⒒?本參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給外接的計算機(jī)，以便用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和 進(jìn)一步的分析。
較佳的，還包括控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022，用于將控制信號生 成子單元1013生成的控制信號轉(zhuǎn)換為輸出單元103可識別的信號；
輸出單元103,用于根據(jù)控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022轉(zhuǎn)換的控制信 號進(jìn)行通電或斷電的動作。
由上可知，采用上述控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022和輸出單元103, 用戶就能夠根據(jù)需要通過輸出單元連接報警設(shè)備，如聲光報警器、蜂 鳴器等，提示用戶進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)工作。
其中，傳輸單元104還包括至少以下之一以太網(wǎng)接口子單元 1043、 RS232接口子單元1042和RS485接口子單元1041，其中，
5以太網(wǎng)接口子單元1043用于遠(yuǎn)程傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；
RS232接口子單元1042用于本地設(shè)置；
RS485接口子單元1041用于本地傳輸數(shù)據(jù)。
由上可知，采用上述以太網(wǎng)接口子單元1043、 RS232接口子單元1042或RS485接口子單元1041可以使數(shù)據(jù)根據(jù)需要通過不同的接口進(jìn)行傳輸。


圖1為變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖2為通訊控制單元電路圖3為外擴(kuò)RAM電路圖4為外擴(kuò)Flash電路圖5為外擴(kuò)串行FLASH電路圖6為包括去耦電路的電源電路圖7為時鐘電路圖8為以太網(wǎng)接口子單元電路圖9為RS232接口子單元電路圖IO為RS485接口子單元電路圖11為RS232接口子單的過電壓防護(hù)電路；
圖12為RS485接口子單元的過電壓防護(hù)電路；
圖13為數(shù)據(jù)分析單元的電路圖14為LED控制電路。
具體實施方式
圖1為變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)的原理圖，如圖所示，本實用新型提供的變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)包括參數(shù)獲取單元100、數(shù)據(jù)分析單元101、通訊控制單元102、警示單元105、輸出單元103、傳輸單元104，其中，
參數(shù)獲取單元IOO用于獲取變壓器油中氣體和水分的含量、變化率和平均值等基本參數(shù)。參數(shù)獲取單元IOO可以采用變壓器油中氣體及水分傳感器，上述傳感器可以獲取變壓器油中氫氣(H2)、 一氧化碳(CO)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)等氣體的含量以及變壓器油的濕度值等參數(shù)。上述傳感器可以連續(xù)獲取氣體和水分的含量參數(shù)，例如每隔5秒獲取一次。
數(shù)據(jù)分析單元101包括計算子單元1011、判斷子單元1012和控制信號生成子單元1013,計算子單元1011用于根據(jù)獲取的基本參數(shù)計算得到所需監(jiān)測數(shù)據(jù)，如變壓器油中氣體含量的IO天變化率、變壓器油中水分含量的IO天平均值等；判斷子單元1012用于判斷計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否超出預(yù)存的設(shè)定值的范圍；控制信號生成子單元1013用于在判斷子單元1012判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定值范圍時生成控制信號。例如，計算子單元1011根據(jù)CO和C02氣體的含量計算變壓器油中CO/C02氣體含量的比值，判斷子單元1012判斷計算得到的比值是否超出預(yù)存的設(shè)定值的范圍(例如，設(shè)定的范圍可為CO/C02比值大于0.09小于0.33 ),當(dāng)CO/C02比值小于0.09或大于0.33時控制信號生成子單元1013生成控制信號。
警示單元105用于根據(jù)接收到的控制信號產(chǎn)生報警信號。警示單元105釆用LED燈，LED控制電^各如圖14所示。
通訊控制單元102包括數(shù)據(jù)打包處理子單元1021和控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022,數(shù)據(jù)打包處理子單元1021用于將接收的基本參數(shù)和計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議(如101協(xié)議)進(jìn)行打包處理，控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022用于將接收到的控制信號轉(zhuǎn)換為輸出單元103可識別的信號。圖2為通訊控制單元電路圖，如圖所示，通訊控制單元102采用Rabbit3000芯片，Rabbit3000芯片的電源電路和時鐘電路分別如圖6和圖7所示，其中電源電路還包括防止供電電壓產(chǎn)生跳變的去耦電路。通訊控制單元102還外擴(kuò)用于暫存數(shù)據(jù)的512kx8BRAM、用于存儲程序的512K FLASH和用于存儲數(shù)據(jù)的串行FLASH,其中，RAM電路圖、Flash電路圖和串行FLASH電路圖分別如圖3、圖4、圖5所示。輸出單元103用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的控制信號進(jìn)行通電或斷電的開關(guān)量的輸出動作。輸出單元103可采用固態(tài)繼電器，該固態(tài)繼電器的輸入端根據(jù)接收到的控制信號控制輸出端的閉合或斷開。該固態(tài)繼電器的輸出端平時處于斷開狀態(tài)，當(dāng)固態(tài)繼電器的輸入端接收到控制信號(高電平或低電平)后控制輸出端閉合。用戶可以根據(jù)需要在固態(tài)繼電器的輸出端連接報警設(shè)備，如聲光報警器、蜂鳴器等，上述報警設(shè)備在接通電源后就能發(fā)出報警，提示用戶進(jìn)行相關(guān)的維修工作。
傳輸單元104用于將打包的數(shù)據(jù)傳輸出去，可以傳輸?shù)酵饨拥挠嬎銠C(jī)，以便用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和進(jìn)一步的分析。包括以太網(wǎng)接口子單元1043、 RS232接口子單元1042和RS485接口子單元1041,分別用于遠(yuǎn)程以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、本地設(shè)置和本地數(shù)據(jù)傳輸。圖8為以太網(wǎng)接口子單元電路圖，如圖所示，該以太網(wǎng)接口子單元1043釆用RTL8019AS芯片，圖9為RS232接口子單元電^各圖，如圖所示，該RS232接口子單元1042釆用MAX232芯片，圖10為RS485接口子單元電3各圖，如圖所示，該RS485接口子單元1041采用MAX487芯片。上述兩個接口電路不僅包括了暫態(tài)過電壓保護(hù)電路而且包括了光隔離電路，如圖ll和圖12所示。
下面對本實用新型的提供的變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行介紹。
參數(shù)獲取單元100每隔5秒獲取一次氣體和水分的含量參數(shù)；計算子單元1011根據(jù)獲取的基本參數(shù)計算得到所需監(jiān)測數(shù)據(jù)，如變壓器油中氣體含量的IO天變化率、變壓器油中水分含量的IO天平均值和C0/C02氣體含量的比值等；判斷子單元1012判斷計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否超出預(yù)存的設(shè)定值(如預(yù)存的C0/C02比值的設(shè)定值是大于0.09小于0.33)的范圍；控制信號生成子單元1013在判斷子單元1012判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定值范圍時生成控制信號，即當(dāng)C0/C02比值小于0.09或大于0.33時控制信號生成子單元1013生成控制信號；警示單元105根據(jù)接收到的控制信號產(chǎn)生報警信號，例如LED報警燈發(fā)光。另一方面，控制信號轉(zhuǎn)換子單元1022將控制信號生成子單元1013生成的控制信號轉(zhuǎn)換為輸出單元103可識別的信號；輸出單元103根據(jù)轉(zhuǎn)換后的控制信號進(jìn)行通電或斷電的動作。例如，輸出單元103采用常開固態(tài)繼電器，該固態(tài)繼電器的輸出端平時處于斷開狀態(tài)，當(dāng)固態(tài)繼電器的輸入端接收到閉合的控制信號(高電平或低電平)后控制輸出端閉合。這時與固態(tài)繼電器的輸出端連接的報警設(shè)備(如聲光報警器、蜂鳴器等)得電、發(fā)出聲光報警。
而數(shù)據(jù)打包處理子單元1021將參數(shù)獲取單元100獲取的基本參數(shù)和計算子單元ioil計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議(如101協(xié)議)進(jìn)行打包處理，接著傳輸單元104將打包的數(shù)據(jù)傳輸出去。數(shù)據(jù)可以經(jīng)以太網(wǎng)接口子單元1043進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸或經(jīng)RS485接口子單元1041進(jìn)行本地傳輸。上述數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)酵饨拥挠嬎銠C(jī)，以便用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和進(jìn)一 步的分析。
多臺(本實施例中最多128臺)變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)可以通過RS485與 一 臺計算機(jī)連接組成局域網(wǎng)，此外變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)還可以通過以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)程計算機(jī)進(jìn)行連接，這樣就方便用戶對多臺變壓器油監(jiān)
測系統(tǒng)獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
數(shù)據(jù)分析單元ioi還可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定值的程度向警示單元105發(fā)出不同的控制信號。作為警示單元105的LED燈則可以根據(jù)控制信號的不同產(chǎn)生單閃、雙閃等不同的報警信號，例如，警示單元105接收到表示一般超值的控制信號后控制LED燈單閃，警示單元105接收到表示嚴(yán)重超值的控制信號后控制LED燈雙閃。當(dāng)然LED燈也可以根據(jù)需要設(shè)置為多個。
本實用新型的變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠即時、準(zhǔn)確的反映電力變壓器潛伏性故障。用戶可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對變壓器進(jìn)行適時的維護(hù)、保養(yǎng)，提高變壓器的運(yùn)行可靠性。
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權(quán)利要求1.一種變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)獲取單元(100)，用于獲取變壓器油中氣體和水分的基本參數(shù)；數(shù)據(jù)分析單元(101)，包括計算子單元(1011)、判斷子單元(1012)和控制信號生成子單元(1013)，其中，計算子單元(1011)用于根據(jù)參數(shù)獲取單元(100)獲取的基本參數(shù)計算得到所需監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷子單元(1012)用于判斷計算子單元(1011)計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否超出預(yù)存的設(shè)定值的范圍，控制信號生成子單元(1013)用于在判斷子單元(1012)判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定值范圍時生成控制信號；警示單元(105)，用于根據(jù)控制信號生成子單元(1013)生成的控制信號產(chǎn)生報警信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 數(shù)據(jù)打包處理子單元(1021),用于將參數(shù)獲取單元(100)獲取的基本參數(shù)和計算子單元(1011 )計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照一定的 協(xié)議進(jìn)行打包處理；傳輸單元(104),用于將數(shù)據(jù)打包處理子單元(1021)打包的 數(shù)據(jù)傳輸出去。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 控制信號轉(zhuǎn)換子單元(1022 ),用于將控制信號生成子單元(1013 )生成的控制信號轉(zhuǎn)換為輸出單元(103)可識別的信號；輸出單元(103),用于根據(jù)控制信號轉(zhuǎn)換子單元(1022)轉(zhuǎn)換 的控制信號進(jìn)行通電或斷電的動作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳輸單元(104) 還包括至少以下之一以太網(wǎng)接口子單元(1043 ) 、 RS232接口子單 元(1042)和RS485接口子單元(1041),其中，以太網(wǎng)接口子單元(1043 )用于遠(yuǎn)程傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)； RS232接口子單元(1042)用于本地設(shè)置； RS485接口子單元(1041)用于本地傳輸數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型提供了一種變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)，包括參數(shù)獲取單元，用于獲取變壓器油中氣體和水分的基本參數(shù)；數(shù)據(jù)分析單元，包括計算子單元、判斷子單元和控制信號生成子單元，其中，計算子單元用于根據(jù)參數(shù)獲取單元獲取的基本參數(shù)計算得到所需監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷子單元用于判斷計算子單元計算得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否超出預(yù)存的設(shè)定值的范圍，控制信號生成子單元用于在判斷子單元判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定值范圍時生成控制信號；警示單元，用于根據(jù)控制信號生成子單元生成的控制信號產(chǎn)生報警信號。本實用新型能夠即時對變壓器油中氣體及水分進(jìn)行監(jiān)測，從而得知變壓器的運(yùn)行狀況及潛伏性故障。
文檔編號G01N33/26GK201417270SQ20092010830
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者余忠源, 周繼威, 孟凱鋒, 徐長安, 棟 王, 燭 申, 范子超, 蔣修遠(yuǎn) 申請人:中能電力科技開發(fā)有限公司