一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体检测领域，尤其涉及变电站中电气设备在线监测技术，特别是涉及一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路。
【背景技术】
[0002]绝缘油为变压器内部的关键介质，当变压器发生电或热故障时会伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，并在复杂的化学反应下，化合形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。因此，可通过检测、分析油中溶解气体尽早发现变压器内部的潜伏性故障。
[0003]现有技术主要采用离线的人工取样，并采用气相色谱检测的方法，具体步骤是:1)试验人员每三个月赴一次变压器现场，并由变压器放油阀中取油样；2)试验人员赴实验室，并将所取的油样脱气；3)试验人员采用气相色谱仪进行检测，并将检测数据记录于笔记本汇总。该技术主要缺点在于:1)作业时间长，包括路途在内的检测周期需要约两天:2)易产生误差，因中间环节多，容易在脱气等环节产生人为误差；3)不能进行准实时的跟踪检测，因取样周期为1次/3月，且作业程序复杂，故无法实时掌握变压器的运行状况。
[0004]近年来，变压器油中溶解气体在线监测越来越受电力企业的欢迎，在线监测装置可监测绝缘油中的h2、co、co2、ch4、c2h2、c2h4和C 2H6等主要气体类型；从而方便地实现实时检测变压器内部绝缘油状况的目的，但因电磁兼容和数据链路受干扰等影响因素，降低了检测结果的准确性；而且导致现有技术产品中多为孤立检测装置，阻碍了现场推广应用变压器油中溶解气体在线监测装置，所以，很有必要研制一种简单实用，且适用于变电站现场运行的数据转换电路，并保证其获得准确可靠的油气检测结果【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题，提供了一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，能够抑制变压器在线监测装置现场应用时存在的干扰，并准确、可靠转换变压器在线监测的检测数据，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，包括电源和变压器油中溶解气体的在线监测装置，其特征在于:还包括依次连接的气体传感器、差分放大电路、有源滤波电路、隔离放大器、A/D转换电路和微处理器控制单元，所述处理器控制单元还分别与GPRS数据发送装置、PC机和打印机进行连接。
[0007]优选地，所述微处理器控制单元通过双绞线与GPRS数据发送装置连接。
[0008]优选地，所述微处理器控制单元采用STC89系列的集成电路芯片。
[0009]优选地，所述A/D转换电路采用基于V/F原理的LM331芯片
[0010]优选地，所述气体传感器型号采用MQ214。
[0011]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0012]第一，本实用新型可根据监测预警中心的监测需要灵活配置于各套变压器在线监测装置内，适应智能变电站的现场需要；第二，模数转换电路结构简单，便于生产加工和检查维护，采用具有差分输入电路的传感元件，可有效抑制因电源和接地引入的噪声信号，能大幅提升变压器监测装置检测结果的可靠性；第三，可将所检测的油中溶解气体浓度值的模拟信号，转换成与之对应的，且可被计算机处理的电信号，从而方便地达到变压器在线监测装置的数据转换目的。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本实用新型一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路。
[0015]附图中，1-气体传感器，2-差分放大电路，3-有源滤波电路，4-隔离放大器，5-A/D转换电路，6-微处理器控制单元，7-GPRS数据发送装置，8-PC机，9-打印机。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]本实用新型的一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路将部署于变压器的在线监测装置本体中或者附件，通常为变压器场地内，油中溶解气体检测信号的模数转换电路可识别、转换已检测到的油中气体浓度信号，并提供给设备运维人员进行分析。
[0018]如图1，一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，包括电源和变压器油中溶解气体的在线监测装置，还包括依次连接的气体传感器1、差分放大电路2、有源滤波电路
3、隔离放大器4、A/D转换电路5和微处理器控制单元6，所述微处理器控制单元6还分别与GPRS数据发送装置7、PC8和打印机9进行连接。在本实用新型中，将气体传感器1、差分放大电路2、有源滤波电路3、隔离放大器4、A/D转换电路5、微处理器控制单元6和GPRS数据发送装置7部署在变压器的在线监测装置本体中。
[0019]本实用新型中，所述的差分放大电路2所获取气体传感器1的差模输入信号起放大作用，对其共模输入信号起抑制作用，气体传感器1的型号采用MQ214，其响应恢复及较高的灵敏度，使用寿命长，性能稳定等特点，此外，在电路对称的条件下，差分放大电路2还具备抑制油气检测原始信号零点漂移及抑制噪声的能力。所述有源滤波电路3可以进行整流滤波传感器的油气检测信号，滤除油气检测模拟信号回路中除指定频点以外的频率，以确保得到指定频率的电源信号。所述隔离放大器4用于止在防采集变压器在线监测装置的数据时遭遇气体传感器1潜在波动电压的影响，且可以消除因变压器在线监测装置接地环路引起的测量误差。
[0020]所述A/D转换电路5将油气检测模拟信号转换为数字信号的电路，A/D转换电路5采用基于V/F原理的LM331芯片，具体是将一个输入为mV级的原始电压信号转换为频率信号，再通过逻辑运算把频率信号转换为一个输出为二进制的数字信号，由于气体传感器1送来的原始模拟信号在时域上是连续的，因此所转换的数字信号在时间上时是一系列连续信号。
[0021]作为本发明的具体实施例，所述微处理器控制单元6是采用STC89系列的集成电路芯片，最高支持80M赫兹的时钟频率；可控制处理所获取的数字信号。所述微处理器控制单元6通过双绞线与GPRS数据发送装置7连接，GPRS数据发送装置7可以连通APN专网，用于实现向监测预警中心远程无线传输变压器油中溶解气体监测数据。
[0022]所述PC机8采用集成AMD GX3 LX800处理器，并承载视窗操作系统；可供设备运维人员查询数据及下发控制命令。打印机9采用针式打印机8可在多联纸上打印监测数据及其曲线图，
[0023]具体操作过程如下，
[0024]1).将一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路成套组装于某500kV变电站的在线监测装置内，并接入电源；
[0025]2).安装在变压器旁的在线监测装置中的油气分离单元将油中溶解气体组分由变压器绝缘油中分离出来，并输送到导气管中，导气管中的气体组分在流经气体传感器1的色谱柱时被逐一分解识别，而气体传感器则1生成油气检测原始信号；
[0026]3).差分放大电路2将气体的检测原始信号转换成电压信号，信号再由经过有源滤波电路3、隔离放大器4和A/D转换电路5的数据转换后输入到微处理器控制单元6 ;
[0027]4).微处理器控制单元6将经模数转换后油气监测数据通过双绞线电缆传输给GPRS数据发送装置7，在进一步处理后将各特征气体含量发送至远方的监测预警中心数据接收终端，并提供给监测预警中心内设备运维人员分析，并判断绝缘油的运行状况；
[0028]5).微处理器控制单元6再将经模数转换后油气监测数据通过并行通信线路传输给PC机8，进一步处理后显示各特征气体的含量，并提供给在变电站内设备运维人员分析，并判断绝缘油的运行状况。
[0029]6).微处理器控制单元6再将经模数转换后油气监测数据通过并口打印线传输给PC机8，再进一步处理后打发送给打印机9打印出各特征气体的含量，并提供给在变电站内设备运维人员记录，并检测变压器的绝缘油的变化状况。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，包括电源和变压器油中溶解气体的在线监测装置，其特征在于:还包括依次连接的气体传感器(1)、差分放大电路(2)、有源滤波电路(3)、隔离放大器(4)、A/D转换电路(5)和微处理器控制单元￠)，所述微处理器控制单元(6)还分别与GPRS数据发送装置(7)、PC机(8)和打印机(9)进行连接。2.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，其特征在于:所述微处理器控制单元(6)通过双绞线与GPRS数据发送装置(7)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，其特征在于:所述微处理器控制单元(6)采用STC89系列的集成电路芯片。4.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，其特征在于:所述A/D转换电路(5)采用基于V/F原理的LM331芯片。5.根据权利要求1所述的一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，其特征在于:所述气体传感器(1)型号采用MQ214。
【专利摘要】本实用新型属于气体检测领域，尤其涉及变电站中电气设备在线监测技术，特别是涉及一种变压器油中溶解气体浓度信号的检测电路，包括电源和变压器油中溶解气体的在线监测装置，还包依次连接的气体传感器、差分放大电路、有源滤波电路、隔离放大器、A/D转换电路和微处理器控制单元，所述处理器控制单元还分别与GPRS数据发送装置、PC机和打印机进行连接，本实用新型电路结构简单，便于生产加工和检查维护，采用具有差分输入电路的气体传感元件，可有效抑制因电源和接地引入的噪声信号，能大幅提升变压器监测装置检测结果的可靠性。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN205103228
【申请号】CN201520274382
【发明人】吴秋莉, 覃剑, 张炜, 郭丽娟, 樊宇璐, 邓雨荣, 吕泽承, 邬蓉蓉, 陶松梅
【申请人】广西电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年4月30日