一种吸附式变压器油温监控报警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种吸附式变压器油温监控报警装置,包括基座以及依托于基座安装的电源模块、温度传感器、温度控制器、执行器和显示器，电源模块分别与温度控制器、执行器、显示器连接，温度控制器分别与温度传感器、显示器、执行器连接；温度传感器包括感温模块，可嵌于基座底面；基座为磁性材料制件，吸附于变压器壳体外表面；温度控制器包括单片机以及分别与单片机连接的模数转换芯片、人机接口及数据输出口。该装置不仅可以应用在各种类型变压器，报警/停机温度也可根据运行环境、耐热等级、油温误差、变压器型号自行设置，结构简单，造价低，使用寿命长，显示温度直观准确，可以随时随地安装，是易于推广应用的新技术。
【专利说明】一种吸附式变压器油温监控报警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变压器油温监控报警【技术领域】，尤其涉及一种吸附式变压器油温监控报警装置。
【背景技术】
[0002]在城市和乡村，配电变压器是随处可见的重要电力设施，其用量大、分布广，但长期以来缺乏对其进行有效监管的措施。变压器安全运行的关键是其工作温度不宜过高，否则会使设备绝缘损伤、加速老化、寿命缩短、甚至烧毁，酿成火灾及爆炸等严重事故。对配网变压器运行温度实行监测的一个难点是，变压器种类繁多，有油浸变压器、非晶体变压器、干式变压器、箱式变压器等，安装方式可以是地面的、或地下的。面对复杂的运行环境，准确测量变压器温度，及时提醒维护调控至关重要。
[0003]目前，变压器广泛采用的温控仪一般是两种，一种是压力式温度控制仪，一种是钼电阻测温仪。液压力式温度控制仪是利用一根毛细管把温度探头和测压力的原件连起来，探头里的液体温度与变压器一致，根据热胀冷缩，通过毛细管对感压原件产生一个压力。感压原件测定压力，再由转换原件把压力转换为温度值。这种转换当中存在一定误差，运行一定时间需要检验；钼电阻测温仪是在绕组内部预埋光纤测温元件直接测温的办法，相对来说，油温是比较准确的值，绕组温度不太准确，所以应用并不广泛。
[0004]申请号为201110213673.1的发明涉及了一种干式变压器温度智能控制仪，包括温度采集模块、单片机控制模块、温度设定模块、自动跳闸模块和变压器制冷风机；所述单片机控制模块分别与温度采集模块、温度设定模块、自动跳闸模块、变压器制冷风机相连接，还包括一个与单片机控制模块相连接的LED温度显示模块、一个与自动跳闸模块相连接的自动报警模块。本发明解决了现有技术中无法准确控制变压器工作温度的问题，实现了对干式变压器的温度控制，当变压器温度高于警戒温度时，可自动跳闸断开变压器，并报警，提高了干式变压器运行时的可靠性，延长了干式变压器的寿命。
[0005]申请号为201320437819.5的实用新型公开一种同时监测变压器油面及绕组温度的设备，设有温度传感器及互感器，温度传感器通过运算放大滤波电路A与单片机相接，互感器的输出通过交流电流变送器及运算放大滤波电路B与单片机相接，与单片机还相接有显示屏、报警驱动电路、油面温度信号输出电路、绕组温度信号输出电路及通讯接口电路，报警驱动电路的输出与报警装置相接。可以同时监测变压器油面及绕组温度，避免现有技术需分步监测而存在的操作麻烦、监测设备结构复杂、成本高等问题。
[0006]申请号为201320118695.4的实用新型公开了一种用于监测变压器油温的智能电能表，包括智能电能表表计和与智能电能表表计通过通讯线连接的油温监测模块，油温监测模块连接有油温传感器。通过在传统的智能电能表上连接一温度监测系统，通过RS485通讯线将变压器的油温数据采集并上传到智能电能表，利用其液晶显示屏将温度数据显示出来，同时利用智能电能表的高精度实时运算，判断变压器的油温是否超过报警限，一旦超过即通过电能表的网络传输给上位机和监控中心，便于监控中心及时处理变压器油温过高的故障。跟现有技术相比，充分利用现有的智能电能表内核处理器的运算资源、LCD显示屏资源和智能电网的数据传输网络，具有结构简单、安装方便、投入成本低的优势。
[0007]然而，上述方案要么需要在变压器生产过程中配置，要么测温功能不够专一且应用范围不够广泛、针对现在容量500KVA以下变压器，大多没有配置专门测温设备，并且需要管理人员专门查看，没有自动提醒功能，即使安装有智能温控仪表，也存在造价较高、维修不便等不足，因此亟需发明一种简单实用，造价低廉，易于安装维护的油温监控报警装置，来解决此类问题的不足。
实用新型内容
[0008]本实用新型提供了一种吸附式变压器油温监控报警装置，对变压器油温实时监控，当其高于正常油温值时，就能发出报警信号，自动采取应急措施并提醒工作人员进行检查维护，防止变压器烧毁。
[0009]为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:一种吸附式变压器油温监控报警装置，包括基座以及依托于基座安装的电源模块、温度传感器、温度控制器、执行器和显示器，所述电源模块分别与所述温度控制器、所述执行器、所述显示器连接，所述温度控制器分别与所述温度传感器、所述显示器、所述执行器连接。
[0010]所述温度传感器包括感温模块，所述感温模块嵌于基座底面。
[0011]所述基座为磁性材料制件，吸附于变压器壳体外表面。
[0012]所述温度控制器包括单片机以及分别与单片机连接的模数转换芯片、人机接口及数据输出口。
[0013]所述执行器包括声光报警器与信号发生器。
[0014]所述显示器包括数据设定面板及LED显示面板。
[0015]所述数据设定面板包括若干个数据输入按钮及指令按钮。
[0016]所述电源模块采用外源供电式或锂电池充电式，电源模块上设置充电接口及充电指示灯。
[0017]一种吸附式变压器油温监控报警装置的使用方法，包括下列步骤:
[0018]I)打开显示器面板上的工作开关，观察面板是否显示正常，如不正常，检查是否失电或排查其他故障；
[0019]2)选择待测变压器的安装部位，保证感温模块与待测部位的充分接触:如需安装于变压器表面，则需保持表面的平整光洁，将基座吸附于待测点，如需测量变压器内温，例如油枕式变压器，则可以通过信号传输线将感温模块延伸放入油枕直接接触测量；
[0020]3)在数据设定面板上进行执行动作值设定，包括温度报警值与停机值，如果采用的是外表面吸附式测量，则需要考虑变压器外壳内外温差因素；
[0021]4)执行器的信号发生器主要是在报警或停机时输出控制指令信号，当变压器采用远程中央控制时，执行器的输出端子连接至中央控制器的报警端与停机端；
[0022]5)所有安装、设定、连接工作就绪后，即进入监测报警阶段:由温度控制器的感温模块接收到温度信号，经信号放大、A/D转换进入单片机执行中断比较程序，即把测量值和通过控制面板、人机接口输入的设定值进行比较，比较结果一方面传输至显示器，显示温度测量值，另一方面，如果达到报警值/停机值，不仅在显示器显示报警/停机指示，还将信号传输至执行器，启动执行器的声光报警器，并通过信号发生器，发出远控报警/停机信号；
[0023]6)进行定期的检修维护，以3至5天为宜，如采用充电式供源，则需根据使用周期及时充电，每次充电以10至12小时或是充电指示灯熄灭为宜。
[0024]传统的压力式温度控制仪和钼电阻测温仪不能解决或准确及时提供监控报警功能，这两种装置都是在变压器生产过程中配置的，现在容量500KVA以下变压器大多没有配置，并且需要管理人员专门查看，没有自动提醒功能，造价比较高，维修不便。
[0025]而本实用新型中的吸附式变压器油温监控报警装置是基于感温原理进行设计的，感温模块的核心可以选用对油温比较敏感的钼热电阻，也可以选用双金属测温材料，报警装置设置磁性材料制件的基座，感温模块依托于基座，既可吸附于变压器外表面，又可以延伸至变压器油枕处，使温度的测量更为精密与准确。感温模块将温度信号通过电流信号的形式表现出来，经过滤波放大和模数转换，再送入单片机中进行采样。由于感温模块采样温度的过程中，会受到大量的杂波或是工频噪声的干扰，可以设置低通滤波器滤波，保证信号的精确度，随即进行过滤后的信号放大，以实现后续处理模块的调用。单片机是为了避免反应滞后、报警不及时或是不准确，单片机定时器设置定时中断，每隔一个较短的时间间隔产生一次定时中断信号，并转入中断处理子程序，子程序从单片机的I/o 口读取电流信号，并调用定时中断A/D处理子程序，随即把通过A/D转换所得到的结果与预定的整定报警/停机值比较，如果大于整定值，则对显示器与执行器输出报警/停机信号，进行报警/停机处理。
[0026]单片机可采用AVR系列，单片机通过人机接口与显示器的数据设定面板连接，接收数据设定面板所输入的整定值数据，并放入单片机的数据寄存器，方便单片机的数据处理子程序进行比较时调用。其中，单片机程序包括主程序、中断服务子程序、定时中断服务子程序、数据处理子程序，均可以采用C语言进行设计，并封装于单片机的数据寄存器中方便直接调用。其中，系统主程序主要完成系统的端口、定时器、常量、变量及其他量的初始化工作，同时完成漏电流循环显示工作；中断服务子程序主要根据INTCON寄存器的TOIF位的数据判断TMRO是否溢出，如溢出则转入TMRO中断入口子程序；根据INTCON寄存器的RBIF位的数据判断RB是否有输入变化，如变化则转入键盘中断入口子程序；定时中断服务子程序主要完成定时中断采样任务，I ms进行I次处理，每回连续6次采样，采样结果存入指定内存单元；数据处理子程序主要完成求数据平均值，进行数据比较，确定是否报警/停机坐寸ο
[0027]显示器中的LED显示面板和执行器中的声光报警器，是在装置本体上进行直观指示的主要部件。LED显示面板在未报警时，主要是实时显示从单片机采样得来的当前温度值；在经过比较，出现报警/停机情况时，一方面LED面板上会显示报警/停机信息，另一方面，声光报警器也会收到数据输出口的信号，进行报警操作，从而起到了双重报警的目的。
[0028]数据设定面板中的数据输入按钮，包括‘0’至‘9’十个阿拉伯数字输入键，指令按钮包括有报警设定、停机设定、返回、确认、开/关机、自动检测等；执行器中的信号发生器主要是针对报警/停机信号，能够发出远程指令传输，便于中控室工程师站或是变压器整体配电柜等进行远程控制与统筹处理，体现了很好的供配电自动化运用理念。
[0029]电源模块采用外源供电式或锂电池充电式，电源模块上设置充电接口及充电指示灯。对于安装位置较好的变压器，取源比较便利，可通过电源线外接220V电源，通过装置内的电压变换，得到工作电压；对于取源不便的变压器，可以采用锂电池充电式供电，使用时间长，电池更换便捷，同时，这种双源模式，还可以保证在市电断电时，内置锂电迅速投入使用，使实时监控没有死角，很大程度上提高旅客装置的可靠性。
[0030]所以，该油温监控报警装置，测量准确、安装方便，当油温高于正常油温值时，报警器就能进行实时判定，准确及时发出报警/停机信号，提醒用户进行检查维护，防止变压器烧毁。该监控报警装置不仅可以应用在各种类型变压器，报警/停机温度可根据运行环境、耐热等级、油温误差、变压器型号自行设置，而且结构简单，造价低，使用寿命长，容易安装维护，显示温度直观准确，可以随时随地安装，是易于推广应用的新技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型装置的结构示意图。
[0032]图2是本实用新型装置的使用流程图。
[0033]图3是实施例一中本实用新型装置的外观示意图。
【具体实施方式】
[0034]实施例一
[0035]如图1、图2、图3所示，一种吸附式变压器油温监控报警装置，主要用于测量变压器的油枕温度，包括基座13以及依托于基座13安装的电源模块1、温度传感器2、温度控制器、执行器和显示器，基座13为磁性材料制件，吸附于变压器壳体外表面，电源模块分别与温度控制器、执行器、显示器连接，温度控制器分别与温度传感器、显示器、执行器连接。
[0036]温度传感器2包括感温模块，感温模块通过信号传输线延伸放入油枕直接接触测量；温度控制器包括单片机3以及分别与单片机连接的模数转换芯片4、人机接口 5及数据输出口 6。
[0037]执行器包括声光报警器7与信号发生器8 ;显示器包括数据设定面板9及LED显示面板10 ;数据设定面板包括若干个数据输入按钮及指令按钮；电源模块采用锂电池充电式，为直流24V工作电压，电源模块上设置充电接口 11及充电指示灯12。
[0038]在其使用时，应先打开显示器面板上的工作开关，观察面板是否显示正常，如不正常，检查是否失电或排查其他故障；选择待测变压器的安装部位，保证感温模块与待测部位的充分接触:保持变压器表面的平整光洁，将基座吸附于变压器表面，由于是测量变压器的油枕温度，属于变压器内温，则通过信号传输线将感温模块延伸放入油枕直接接触测量；
[0039]在数据设定面板上进行执行动作值设定，包括温度报警值与停机值，数据设定面板中的数据输入按钮，包括‘0’至‘9’十个阿拉伯数字输入键，指令按钮包括有报警设定、停机设定、返回、确认、开/关机、自动检测等；由于感温模块直接接触温度点，所以直接无补偿测量，由于规程规定，变压器上层油面处温度不得超过85°C，故设定报警温度值为850C，停机值为90°C。本实施例中，装置属于就地测量，未与远程中控发生关联，故可以将信号发生器的输出端子闲置。
[0040]所有安装、设定、连接工作就绪后，即进入监测报警阶段:由温度控制器的感温模块接收到温度信号，经信号放大、A/D转换进入单片机执行中断比较程序，即把测量值和通过控制面板、人机接口输入的设定值进行比较，比较结果一方面传输至显示器，显示温度测量值，另一方面，如果达到报警值/停机值，不仅在显示器显示报警/停机指示，还将信号传输至执行器，启动执行器的声光报警器。装置需进行定期的检修维护，以3至5天为宜，由于本实施例采用的是充电式供源，则需根据使用周期及时充电，每次充电以10至12小时或是充电指示灯熄灭为宜。
[0041]实施例二
[0042]一种吸附式变压器油温监控报警装置，主要用于测量变压器的上层油面温度，与实施例一不同之处在于，温度传感器包括感温模块，感温模块嵌于基座底面；电源模块采用220V的外接电源，220V市电进入电源模块经过变压产生24V直流工作电压。
[0043]在其使用时，应先打开显示器面板上的工作开关，观察面板是否显示正常，如不正常，检查是否失电或排查其他故障；选择待测变压器的安装部位，保证感温模块与待测部位的充分接触:保持变压器表面的平整光洁，将基座吸附于变压器表面，感温模块嵌于基座底面，保证对变压器壳体温度的精确测量。
[0044]在数据设定面板上进行执行动作值设定，包括温度报警值与停机值，数据设定面板中的数据输入按钮，包括‘0’至‘9’十个阿拉伯数字输入键，指令按钮包括有报警设定、停机设定、返回、确认、开/关机、自动检测等；由于感温模块没有直接接触温度点，所以必须采用温度补偿测量，由于规程规定，变压器上层油面处温度不得超过85°C，经测试，变压器内外温差在15°C，故设定报警温度值为70°C，停机值为75°C。本实施例中，装置属于就地与远控双重测量，由于与远程中控发生关联，故需要将执行器中的信号发生器连接远程中控室工程师站或是变压器整体配电柜，主要是针对报警/停机信号而发出远程指令，便于远程中控实时监控变压器油温值，可以进行报警/停机的远程控制与统筹处理，体现了很好的供配电自动化运用理念。
[0045]所有安装、设定、连接工作就绪后，即进入监测报警阶段:由温度控制器的感温模块接收到温度信号，经信号放大、A/D转换进入单片机执行中断比较程序，即把测量值和通过控制面板、人机接口输入的设定值进行比较，比较结果一方面传输至显示器，显示温度测量值，另一方面，如果达到报警值/停机值，不仅在显示器显示报警/停机指示，还将信号传输至执行器，启动执行器的声光报警器。装置需进行定期的检修维护，以3至5天为宜，由于本实施例采用的是充电式供源，则需根据使用周期及时充电，每次充电以10至12小时或是充电指示灯熄灭为宜。
【权利要求】
1.一种吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:包括基座以及依托于基座安装的电源模块、温度传感器、温度控制器、执行器和显示器，所述电源模块分别与所述温度控制器、所述执行器、所述显示器连接，所述温度控制器分别与所述温度传感器、所述显示器、所述执行器连接。
2.如权利要求1所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述温度传感器包括感温模块，所述感温模块嵌于基座底面。
3.如权利要求2所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述基座为磁性材料制件，吸附于变压器壳体外表面。
4.如权利要求2或3所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述感温模块通过信号传输线延伸放入待测温部位。
5.如权利要求1所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述温度控制器包括单片机以及分别与单片机连接的模数转换芯片、人机接口及数据输出口。
6.如权利要求1所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述执行器包括声光报警器与信号发生器。
7.如权利要求1所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述显示器包括数据设定面板及LED显示面板。
8.如权利要求7所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述数据设定面板包括若干个数据输入按钮及指令按钮。
9.如权利要求1所述的吸附式变压器油温监控报警装置，其特征在于:所述电源模块采用外源供电式或锂电池充电式，电源模块上设置充电接口及充电指示灯。
【文档编号】G01K1/02GK204101934SQ201420476259
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】杨琦, 张尚辉, 张泳凯, 刘燕玲 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司漯河供电公司