混合机械和电气变压器监视器的制造方法
【专利摘要】根据本发明，提供一种混合机械和电气变压器温度监视器。机械感测机构驱动机械开关、局部显示器和到所述监视器的电气侧的感测输入。温度监视器的电气部分具有计算绕组温度（具有额外的电流传感器）、数据记录、致动电气开关的能力并且具有用于绕组温度的局部显示器。
【专利说明】混合机械和电气变压器监视器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于测量变压器中的油温和绕组温度的设备，并且更特定而言涉及使 用机械器件来测量油温和使用电气器件来测量绕组温度。
【背景技术】
[0002] 电力变压器为电网的整体的并且昂贵的部件。因为它们是如此昂贵的资产，为了 公共事业设备的利益最大化，使它们的变压器的使用寿命长度最大化并且这样做的一种方 式是通过监视和控制变压器的温度。根据阿列纽斯（Arrhenius)反应理论的修改/调适， 变压器绝缘材料随着时间和温度以一定速率劣化，因此测量变压器的油温和绕组温度可以 用来1)控制冷却速率，2)针对如何来加载变压器给出指导；3)计算变压器的消耗寿命。
[0003] 在历史上，机械仪表已通过使用布尔顿管、波纹管或双金属来测量变压器油温，并 且然后通过向油温加上热阱和元件来计算绕组温度。电仪表已通过使用RTD (电阻温度检 测器）或热电偶来测量变压器油温并且然后通过测量负载电流来计算绕组温度。机械油监 视器的主要优点在于其并不需要电来操作。其能仅使用从变压器中的油所生成的热来致动 冷却或报警开关。其在该行业中具有较长历史并且对于大多数操作/维护人员而言是最简 单并且最熟悉的仪器。电气监视器的优点包括易于校准，可编程，数字协议，数据记录/录 入，进行计算的能力、测量绕组温度，和灵活性。发明人提出了组合机械和电气计量系统为 一个混合装置，从而允许最大化二者的特点并且最小化它们的局限性。通过利用机械元件 测量油温并且控制机械开关，混合监视器将会继续起作用，即使在断电的情况下，混合监视 器的电气部分将会能提供电子装置所具有的全部特点和优点，诸如(但不限于）数字协议、 数据记录、测量绕组温度、易于校准等。
[0004] 在电力工业中，存在使用布尔顿管或双金属来测量油温的机械监视器/控制器。 利用升高所述机械监视器/控制器的油感测元件的温度的热阱或元件来模拟绕组温度。
[0005] 电气仪表使用RTD或热电偶测量变压器油温。使用负载电流来添加到油温来模拟 绕组温度或者使用光纤探针直接测量绕组温度。
[0006] 机械仪表具有仅能致动开关用于局部报警或控制冷却的很有限的功能。
[0007] 电气仪表具有电源中断的固有问题。任何电源中断意味着完全失去功能。能利用 电池或其它电路来备份电气仪表，但这升高了产品成本和复杂性。将会有利的是提供具有 机械传感器的变压器监视器，机械传感器提供油温输入以致动机械开关和电气开关。
[0008] 也将会有利的是提供一种变压器监视器，其在断电的情况下仍会起作用。
[0009] 将会进一步有利的是，在变压器监视器中具有机械地和电气地测量油温的冗余 性。
[0010] 将会进一步有利的是，提供一种变压器监视器，其具有测量绕组温度的能力。
[0011] 将会进一步有利的是，提供一种变压器温度监视器，其具有用于油温和绕组温度 的局部显不器。
[0012] 将会进一步有利的是，提供一种变压器温度监视器，其具有扩展的能力，诸如数据 记录、绕组模拟、寿命损失计算等。
【发明内容】
[0013] 简单地陈述并且根据本发明的一方面，一种用来测量在变压器中的油温和绕组温 度的混合机械和电气变压器监视器，包括：机械平移器，其用于将油温输入转换为机械位 移；一个或多个机电开关，其连接到机械平移器，用于响应于位移提供一个或多个机械致动 触点；基于微处理器的控制器，其连接到机械致动触点，用来对电子电路提供控制；至少一 个继电器，其连接到基于微处理器的控制器，用于提供一个或多个电气控制的致动输出；连 接到机械平移器用于提供油温测量的机械感测输入或者机械器件；电气温度感测输入，连 接到基于微处理器的控制器用于提供电气输入来测量绕组温度；机械显示器，其连接到机 械平移机构用于提供油温的局部显示；以及，电气显示器，其连接到基于微处理器的控制器 用于提供绕组温度的局部显示。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 虽然在所附权利要求中特定地陈述了本发明的新颖方面，结合附图，通过参考实 施例的下文的详细描述，本发明的各种实施例可以被更好地理解，在附图中： 图1为混合变压器温度监视器的正视细节图。
[0015] 出于清楚和简要目的，在所有附图中，相似的元件和构件将具有相同的名称和附 图标记。
【具体实施方式】
[0016] 图1为混合变压器温度监视器10的框图。出于本申请的目的，术语机械感测输 入14指代着用于测量变压器中的液体温度并且响应于温度变化而产生机械位移的任何机 械器件。这些将包括(但不限于）：进行感测的双金属、布尔顿管或波纹管，和响应于温度变 化而产生位移的其它元件。电气温度感测输入15将指代着用以测量变压器中的绕组温度 并且产生对应于绕组温度的电信号的器件并且其将包括(但不限于）：电流测量装置或光纤 探针。机械显示器6将指代着对于由机械感测输入做出响应的任何机械显示器并且其将包 括(但不限于）：刻度盘，其具有响应于位移而移动的指针。电气显示器17将指代着对于电 气温度感测输入所产生的信号做出响应的任何电气显示器并且其将包括(但不限于）：IXD、 LED或霓虹（neon)显示器。
[0017] 混合变压器温度监视器一体地充当两个监视器。监视器通过机械感测输入14测 量油温并且然后通过机械平移器10在机械显示器16上显示油温。机械感测输入和机械平 移器也控制并且致动机电开关11用于生成报警并且控制冷却。联接到机械平移器或感测 输入14的机械-电气换能器18向基于微处理器的控制器12生成对应于油温的相对应电 信号。基于微处理器的控制器12使用这个油温信号来计算绕组温度并且将它们作为电信 号通过数字协议传输。基于微处理器的控制器12也从温度感测装置接收电气输入来用于 绕组温度计算中或者直接测量绕组温度。基于微处理器的控制器12也可以使用油温和绕 组温度来控制并且致动继电器13来用于控制冷却和/或生成报警或者用于其它功能。
[0018] 混合变压器温度监视器将包括(但不限于）：数据记录绕组和油温、计算变压器的 寿命消耗，计算变压器加载，执行冷却装备运用和数字协议(例如，DNP 3.0、Modbus、IEC 60870、IEC 61 850)的能力。
[0019] 由于为了符合特定操作要求和环境而做出的其它修改和变化对于本领域技术人 员显然，本发明不应认为限于出于本公开目的而选择的示例，而是涵盖所有变化和修改，其 并不构成偏离本发明的真实精神和范围。
[0020] 已经描述了本发明，希望受到专利法保护的内容在所附权利要求中给出。由于为 了符合特定操作要求和环境而做出的其它修改和变化对于本领域技术人员显然，本发明不 应认为限于出于本公开目的而选择的示例，而是涵盖所有变化和修改，其并不构成偏离本 发明的真实精神和范围。
[0021] 已经描述了本发明，希望受到专利法保护的内容在所附权利要求中给出。
【权利要求】
1. 一种混合机械和电气变压器监视器，其用来监视在变压器中的油温和绕组温度，包 括： 机械平移器，其用于将油温输入转换为机械位移； 一个或多个机电开关，其连接到所述机械平移器，用于响应于所述机械位移来提供一 个或多个电气输出； 基于微处理器的控制器，其连接到所述机械平移器；用于控制电子电路； 至少一个继电器，其连接到所述基于微处理器的控制器，用于提供一个或多个电气控 制的致动触点； 机械感测输入，其连接到所述机械平移器，用于通过机械器件来提供油温测量， 电气温度传感器，其连接到所述基于微处理器的控制器，用于向所述控制器提供电气 输入以测量绕组温度， 机械-电气换能器，其连接到所述机械平移器并且向所述基于微处理器的控制器提供 与油温成比例的电信号； 机械显示器，其连接到所述机械平移器并且对于所述位移做出响应用于提供所述油温 的局部显示；以及 电气显示器，其连接到所述基于微处理器的控制器，用于提供所述绕组温度的局部显 /_J、i 〇
【文档编号】G01K5/00GK104160461SQ201380004385
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2012年8月1日
【发明者】J.R.皮珀 申请人:品质控制有限责任公司