專利名稱：一種具備內(nèi)置傳感器的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變壓器狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修領(lǐng)域，尤其涉及一種具備內(nèi)置超聲傳感器、振動傳感器、HFCT傳感器(高頻電流傳感器)的變壓器。
背景技術(shù)：
以變壓器為首的變電設(shè)備是電力系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響系統(tǒng)的安全性。隨著堅強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)工作的逐步推進(jìn)，近年來，越來越多的狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備被應(yīng)用于變電站，用于監(jiān)測變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。但是，由于我國監(jiān)測技術(shù)起步較晚，國內(nèi)大多數(shù)廠家的產(chǎn)品都是模仿和借鑒國外的產(chǎn)品，實用性能方面欠缺，同時更缺乏相應(yīng)的檢測裝置和檢測機(jī)構(gòu)對現(xiàn)有的在線監(jiān)測裝置的性能進(jìn)行檢驗和測試，導(dǎo)致在線監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測結(jié) 果無法完全相信、裝置本身可靠性貶低，嚴(yán)重影響了在線監(jiān)測技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。據(jù)申請人所知，目前變壓器監(jiān)測技術(shù)尚未成熟，大部分傳感器安裝在變壓器外部，抗干擾能力差，靈敏度低，已成為變電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約了智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展。例如局部放電超聲測量抗干擾能力差、放電定位及診斷準(zhǔn)確度不夠、放電類型識別難；振動傳感器只能監(jiān)測油箱表面的振動而不能直接反映變壓器內(nèi)部的振動問題。因此急需將傳感器內(nèi)置，更直接、更有效的接收變壓器內(nèi)部的各種信號，提升狀態(tài)監(jiān)測水平。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種具備內(nèi)置傳感器的變壓器，進(jìn)一步提高在線監(jiān)測的靈敏性與有效性，提升變壓器安全運(yùn)行水平。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為一種具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其不同之處在于其包括變壓器器身、內(nèi)置傳感器，所述變壓器器身包括油箱、上夾件、下夾件、墊塊、鐵芯、繞組，變壓器器身長軸面的高壓側(cè)和變壓器器身的兩個短軸面上設(shè)置有超聲支架，所述超聲支架內(nèi)置用于實現(xiàn)對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的6路超聲傳感器，超聲支架通過所述油箱內(nèi)壁設(shè)置的超聲傳感器固定支架進(jìn)行安裝固定，所述上夾件、下夾件上設(shè)置有用于實現(xiàn)內(nèi)部振動測量的3路振動傳感器，所述變壓器器身內(nèi)部的鐵芯接地線處設(shè)置有用于對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的HFCT傳感器。按以上方案，所述超聲支架由兩塊用于固定超聲傳感器的環(huán)氧板組成，環(huán)氧板上設(shè)置有緊固螺栓孔和超聲傳感器安裝孔。按以上方案，所述上夾件、下夾件之間設(shè)置有用于固定傳感器信號線的傳感器信號線固定支架。按以上方案，所述變壓器器身頂部設(shè)置有用于傳感器信號線出線的出線盤。對比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益特點為內(nèi)置多種傳感器的電力變壓器，有利于變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測技術(shù)的研究，可以為變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置提供準(zhǔn)確有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)，增強(qiáng)在線監(jiān)測裝置的可信性，降低電網(wǎng)檢修的成本，保障變電設(shè)備安全運(yùn)行。

圖I為本實用新型實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例的超聲支架環(huán)氧板示意圖；圖3為本實用新型實施例的超聲支架俯視圖；圖4為本實用新型實施例的超聲傳感器安裝示意圖；圖5為本實用新型實施例的振動傳感器安裝示意圖； 圖6為本實用新型實施例的HFCT傳感器安裝示意圖一；圖7為本實用新型實施例的HFCT傳感器安裝示意圖二 ；圖8為本實用新型實施例的傳感器信號線固定支架示意圖；圖9為本實用新型實施例的傳感器信號線出線示意圖；圖10為本實用新型實施例的出線盤正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實用新型實施例的出線盤反面結(jié)構(gòu)示意圖；其中1 一油箱、2—上夾件、3—下夾件、4一墊塊、5—鐵芯、6—繞組、7—接地線套管、8—超聲傳感器、9一振動傳感器、10—HFCT傳感器、11 一鐵芯接地線、12—出線盤、13—環(huán)氧板、13-1—環(huán)氧板前板、13-2—環(huán)氧板后板、14 一緊固螺栓孔、15—超聲傳感器安裝孔、16—超聲傳感器固定支架、17—振動傳感器安裝孔、18—傳感器信號線、19 一傳感器信號線固定支架、20—A相繞組、21 — B相繞組、22 — C相繞組、23—超聲BNC接頭、24—振動BNC接頭、25 — HFCT BNC接頭、26—超聲SMA接頭、27—高壓套管、28—低壓套管。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。請參考圖1，本實用新型具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其包括變壓器器身、內(nèi)置傳感器，變壓器器身包括油箱I、上夾件2、下夾件3、墊塊4、鐵芯5、繞組6，變壓器器身長軸面的高壓側(cè)和變壓器器身的兩個短軸面上設(shè)置有超聲支架，超聲支架內(nèi)置用于實現(xiàn)對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的6路超聲傳感器8，超聲支架通過所述油箱I內(nèi)壁設(shè)置的超聲傳感器固定支架16進(jìn)行安裝固定，上夾件2、下夾件3上設(shè)置有用于實現(xiàn)內(nèi)部振動測量的3路振動傳感器9，變壓器器身內(nèi)部的鐵芯接地線11處設(shè)置有用于對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的HFCT傳感器10。具體的，超聲支架由兩塊用于固定超聲傳感器8的環(huán)氧板13組成，環(huán)氧板13上設(shè)置有緊固螺栓孔14和超聲傳感器安裝孔15。具體的，上夾件2、下夾件3之間設(shè)置有用于固定傳感器信號線18的傳感器信號線固定支架19。具體的，變壓器器身頂部設(shè)置有用于傳感器信號線出線的出線盤12。本實用新型總體結(jié)構(gòu)除了包括上述變壓器器身和內(nèi)置傳感器外，還包括套管(接地線套管7、高壓套管27、低壓套管28)、無勵磁分接開關(guān)、散熱片。變壓器器身、套管、無勵磁分接開關(guān)、散熱片等部分按照GB1094. UGB1094. 2、GB1094. 3、GB1094. 5等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計并制造。[0028](a)內(nèi)置超聲傳感器內(nèi)置超聲傳感器的目的內(nèi)置超聲傳感器能夠監(jiān)測變壓器內(nèi)部的局部放電缺陷，且通過6路超聲傳感器的聯(lián)合測量，可以實現(xiàn)對局部放電點位置的精確定位。內(nèi)置超聲傳感器的優(yōu)點內(nèi)置超聲傳感器具有更高的靈敏性。普通的外置超聲傳感器粘貼于油箱外殼，但局部放電產(chǎn)生的超聲信號經(jīng)過絕緣油和油箱鋼板傳遞到傳感器衰減大，而內(nèi)置超聲傳感器離信號源更近，故接收到的信號衰減較小，靈敏度比外置式高。在內(nèi)置超聲傳感器時，以油箱長軸面(高壓側(cè))左下角為坐標(biāo)原點，標(biāo)定每個傳感器在油箱中的相對坐標(biāo)。通過分析6路超聲信號的延時波形，可以確定局部放電源到各傳感器的距離，結(jié)合坐標(biāo)信息，即可定位出油箱中局部放電點的精確空間位置。超聲傳感器安裝，如圖2、圖3、圖4所示，具體步驟如下1)將超聲傳感器8套入環(huán)氧板前板13-1的超聲傳感器安裝孔15，可以根據(jù)實際需要選擇不同的安裝孔，以調(diào)節(jié)傳感器安裝的水平位置；2)將環(huán)氧板前板13-1與環(huán)氧板后板13-2通過兩端的緊固螺栓進(jìn)行連接，夾緊固定超聲傳感器8 ；3)通過環(huán)氧板中部的緊固螺栓，將超聲傳感器支架固定在油箱內(nèi)壁的超聲傳感器固定支架16上，且可以根據(jù)實際需要，手動調(diào)節(jié)超聲傳感器支架在垂直方向的安裝位置。(b)內(nèi)置振動傳感器內(nèi)置振動傳感器的目的內(nèi)置振動傳感器目的在于采集變壓器運(yùn)行過程中鐵芯和繞組的振動信號，分析和評估變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。內(nèi)置振動傳感器的優(yōu)點變壓器的振動源主要包括鐵芯振動、繞組振動和冷卻系統(tǒng)振動。鐵芯振動主要是由于硅鋼片的磁滯伸縮效應(yīng)引起，繞組振動主要是由于導(dǎo)線間的電動力引起，鐵芯振動和繞組振動能夠反映變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。變壓器的振動主要是由繞組和鐵芯引起的，通過各種不同的路徑傳遞到變壓器油和箱壁上。繞組的振動主要是通過變壓器的絕緣油傳至箱壁的；鐵芯的振動是通過兩條途徑傳遞給油箱的，一條是固體傳播途徑一通過其墊塊傳至箱壁；另一條是液體傳播途徑一通過絕緣油傳遞給油箱。由于變壓器本體的振動信號會沿著各種途徑傳播，造成變壓器油箱外壁的振動信號不能直接反映內(nèi)部鐵芯和繞組的振動情況。傳統(tǒng)的外置振動傳感器粘貼于變壓器外殼，其接收到的振動信號無法直接反映鐵芯和繞組的振動狀態(tài)。而內(nèi)置振動傳感器安裝在上下夾件上，能夠直接測量鐵芯和繞組的振動數(shù)據(jù)，更真實的反映鐵芯和繞組的運(yùn)行狀態(tài)。振動傳感器安裝，如圖5所示，具體步驟如下1)分別在上夾件2、下夾件3上開五個振動傳感器安裝孔17，并攻絲。五個振動傳感器安裝孔17分別位于夾件首端、夾件末端、A相繞組20端部、B相繞組21端部、C相繞組22端部；2)在振動傳感器9頭部安裝螺絲，旋入安裝孔，拎緊固定。[0046](c)內(nèi)置HFCT傳感器內(nèi)置HFCT傳感器的目的內(nèi)置HFCT傳感器其目的在于監(jiān)測變壓器內(nèi)部的局部放電缺陷。變壓器內(nèi)部的局部放電會引起鐵芯接地線上出現(xiàn)高頻脈沖電流，通過HFCT傳感器可監(jiān)測該高頻脈沖電流，以達(dá)到監(jiān)測局部放電的目的。內(nèi)置HFCT傳感器的優(yōu)點傳統(tǒng)的外置式HFCT傳感器一般采用穿心式方式安裝在變壓器鐵芯接地線處(油箱外)或套管末屏接地線處。由于變電站內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜較大，空間干擾對HFCT傳感器準(zhǔn)確采集高頻脈沖電流有較大的影響，甚至無法分辨采集到的數(shù)據(jù)是局放信號還是干擾信號。內(nèi)置式HFCT傳感器安裝在油箱內(nèi)的鐵芯接地線處，由于變壓器油箱能夠屏蔽大部分的空間干擾，因而內(nèi)置式的HFCT傳感器采集到的高頻脈沖電流更準(zhǔn)確。雖然變壓器內(nèi)部存在漏磁，也會對HFCT傳感器產(chǎn)生干擾，但該干擾頻率較低，很容易將其與局放產(chǎn)生的高頻脈沖電流分開。HFCT傳感器安裝，如圖6、圖7所示I)在上夾件2上開一個M6規(guī)格的螺孔，將HFCT傳感器10末端接線柱(M6內(nèi)螺紋)旋入該螺孔，拎緊固定；2)將鐵芯接地線11穿過HFCT傳感器10的傳感器孔，并從油箱I頂部經(jīng)接地線套管引出接地。(d)傳感器信號線固定目的固定傳感器信號線其目的在于避免信號線在運(yùn)輸和運(yùn)行過程中的擺動對變壓器和傳感器本身造成的安全隱患。具體步驟如圖8所示I)在上夾件2、下夾件3上開M6規(guī)格的螺孔，用螺絲將傳感器信號線固定支架19安裝在上下夾件間；2)用耐油、耐腐蝕的捆住帶將振動傳感器和HFCT傳感器的傳感器信號線18固定在傳感器信號線固定支架19上。(e)傳感器信號線出線目的傳感器信號線出線的目的在于使傳感器能夠方便的連接監(jiān)測設(shè)備，采集狀態(tài)數(shù)據(jù)。具體步驟如圖9、圖10、圖11所示I)制作傳感器出線盤12，出線盤12正面用于連接監(jiān)測設(shè)備，出線盤12背面用于連接內(nèi)置傳感器，正面與背面接頭之間對應(yīng)聯(lián)通。出線盤12正面安裝12個BNC接頭，其中6個超聲BNC接頭23用于連接超聲采集設(shè)備、3個振動BNC接頭24用于連接振動采集設(shè)備、3個HFCT BNC接頭25用于連接HFCT采集設(shè)備；出線盤背面安裝6個超聲SMA接頭26、3個振動BNC接頭24、3個HFCT BNC接頭25 ；2)將各內(nèi)置傳感器信號線插入出線盤12背面對應(yīng)的接線柱；3)將出線盤12安裝于油箱I蓋板。[0068]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換 ，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其特征在于其包括變壓器器身、內(nèi)置傳感器，所述變壓器器身包括油箱、上夾件、下夾件、墊塊、鐵芯、繞組，變壓器器身長軸面的高壓側(cè)和變壓器器身的兩個短軸面上設(shè)置有超聲支架，所述超聲支架內(nèi)置用于實現(xiàn)對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的6路超聲傳感器，超聲支架通過所述油箱內(nèi)壁設(shè)置的超聲傳感器固定支架進(jìn)行安裝固定，所述上夾件、下夾件上設(shè)置有用于實現(xiàn)內(nèi)部振動測量的3路振動傳感器，所述變壓器器身內(nèi)部的鐵芯接地線處設(shè)置有用于對變壓器內(nèi)部局部放電缺陷進(jìn)行監(jiān)測的HFCT傳感器。
2.如權(quán)利要求I所述的具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其特征在于所述超聲支架由兩塊用于固定超聲傳感器的環(huán)氧板組成，環(huán)氧板上設(shè)置有緊固螺栓孔和超聲傳感器安裝孔。
3.如權(quán)利要求I所述的具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其特征在于所述上夾件、下夾件之間設(shè)置有用于固定傳感器信號線的傳感器信號線固定支架。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其特征在于所述變壓器器身頂部設(shè)置有用于傳感器信號線出線的出線盤。
專利摘要本實用新型涉及變壓器狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修領(lǐng)域，尤其涉及一種具備內(nèi)置傳感器的變壓器，其包括變壓器器身、內(nèi)置傳感器，所述變壓器器身包括油箱、上夾件、下夾件、墊塊、鐵芯、繞組，變壓器器身長軸面的高壓側(cè)和變壓器器身的兩個短軸面上設(shè)置有超聲支架，所述超聲支架內(nèi)置6路超聲傳感器，超聲支架通過所述油箱內(nèi)壁設(shè)置的超聲傳感器固定支架進(jìn)行安裝固定，所述上夾件、下夾件上設(shè)置有3路振動傳感器，所述變壓器器身內(nèi)部的鐵芯接地線處設(shè)置有HFCT傳感器。本實用新型進(jìn)一步提高在線監(jiān)測的靈敏性與有效性，提升變壓器安全運(yùn)行水平。
文檔編號G01H17/00GK202678075SQ201220291208
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者謝齊家, 阮羚, 聶德鑫, 伍志榮, 盧文華, 張海龍, 杜瑋, 方超, 孫浩, 顧然 申請人:湖北省電力公司電力試驗研究院, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司