基于智能温场的变压器用油面温控器检定系统及方法与流程

本发明涉及变压器的油面温控器的检定技术，具体用于变压器的油面温控器的检测。

背景技术：

在电力系统的各种设备中，电力变压器是主要的设备之一，其中油浸式变压器的油温及油面是否正常是关系变压器正常运行的关键参数之一，变压器用油面温控器是保证这一参数的关键器材。变压器用油面温控器快速检定的必要性就显得尤为突出。

变压器油界面温控器中现场指针式表和后台数显是两个独立的部件，互相构成参照。两者指示的油面温度不一致时，却无法做出判断，油面温控器的拆卸和组装非常麻烦，需要进行停电后操作，造成了对于正常工作的延误；现有的油面温控器的校验是通过人工手动检定的，对指针以及温度开关的不同温度位置的开关信号的检定是分开进行的，整个操作过程非常繁琐，也容易出错，因为带入了很多认为因素。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于智能温场的变压器用油面温控器检定系统及方法，其能够便捷可靠高效的对油面温控器进行检测和校准；有效提升油面温控器维护的效率以及不必要的停电措施。

为了达到上述目的，本发明公开的检定系统采用以下技术方案予以实现：

基于智能温场的变压器用油面温控器检定系统，所述油面温控器包含温度开关输出接口、温度计温包，4～20mA输出接口和Pt100输出接口；包含智能温场组件，智能温场组件的前面板上分别设置有用于和温度开关输出接口、4～20mA输出接口和Pt100输出接口电连接的温度开关输入接口、4～20mA输入接口和Pt100输入接口；

所述智能温场组件的前面板上还设置有用于电连接标准温度计的标准温度计输入接口；

所述智能温场组件包含主控制器，所述主控制器由智能温场组件的壳体内部电连接所述温度开关输入接口、4～20mA输入接口、Pt100输入接口和标准温度计输入接口；所述智能温场组件还包含用于放置所述标准温度计和所述温度计温包的油槽；所述智能温场组件还包含用于加热和制冷所述油槽的半导体制热制冷片，所述半导体制热制冷片均匀贴附在所述油槽的左右两侧的外表面；所述油槽的左右两侧外表面上分别固定安装有导热板，导热板上均布有散热片；所述油槽的前后两侧的表面上设置有隔热板；

智能温场组件的壳体的底面为底板支架，底板支架对应左右两侧的散热片的位置的开设有用于固定散热风扇的散热风扇安装孔，散热风扇安装在散热片和所述底板支架上表面之间；

所述主控制器与所述半导体制热制冷片以及散热风扇控制连接。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油槽内填充有变压器油，所述油槽底部安装有用于搅拌变压器油的磁油浮组件，所述磁油浮组件包含搅拌控制模块、磁芯、励磁线圈和置于所述油槽内的磁油浮，所述磁油浮为圆柱形或者米字型的永磁体；磁芯的底部为十字形相连，且在十字形的端部弯折90度延伸有四个磁柱；所述励磁线圈与磁柱数量相等，励磁线圈缠绕在磁芯的磁柱上，励磁线圈与所述搅拌控制模块连接；所述搅拌控制模块集成在所述主控制器内。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油槽内设置有用于热传递的导热块，导热块为与油槽内表面形状匹配的圆柱体结构，导热块自上而下开设有用于插入温度计温包和标准温度计的盲孔。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油槽内设置有用于热传递的导热块，导热块为与油槽内表面形状匹配的圆柱体结构，导热块自上而下开设有用于插入温度计温包和标准温度计的插孔；所述插孔为通孔；所述磁油浮设置在所述导热块底面与油槽底面之间。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述半导体制热制冷片的数量为四个；油槽的左右两侧分别贴附两个；油槽内部为圆形横截面，油槽的左右两侧的外表面设计为平面形状；所述智能温场组件的壳体的后部为后壳，壳体的前面板靠近底部位置为显示面板，显示面板为斜面结构，壳体的顶部设置用于固定油槽的顶盖；所述壳体的底部四角设置四个底脚；所述主控制器设置在隔热板与后壳之间的空间内，隔热板与前面板之间的空间设置有显示屏和驱动电路板，显示屏与所述显示面板的位置和角度对应。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述底板支架上安装的散热风扇的数量为八个；且底板支架开设散热风扇安装孔的位置为凸起的平台。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油槽的外表面与隔热板、导热板之间填充有保温泡沫；所述保温泡沫为聚氨酯泡沫填充料。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油面温控器的温度开关输出接口输出四路开关信号，对应的，所述油面温控器的表盘上设置四个不同位置的开关指示节点；所述壳体内部设置有用于供电的蓄电池；所述壳体的顶部设置有测试架，所述温度计温度包和标准温度计的感温部分和探头部分深入油槽，其余部分固定在所述测试架上。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施方式：所述油槽的孔径为63～64mm；所述半导体制热制冷片的制热制冷区间为-10℃～135℃；所述标准温度计在远离探头的位置设置90度的弯角结构；所述油槽内置有用于控制半导体制热制冷片制热制冷温度的温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器连接；所述标准温度计输入接口为串口，所述标准温度计为包含有数据存储的数字温度计。

本发明还公开了基于智能温场的油面温控器检定方法，其采用任一上述的检定系统执行如下步骤：

(1)3W快速判定；将油面温控器的4～20mA输出接口、Pt100输出接口与智能温场组件的4～20mA输入接口、Pt100输入接口电连接；4～20mA信号数值、Pt100信号数值与油面温控器指针的显示数值一致时，则判定油面温控器指针显示正常；当4～20mA信号数值、Pt100信号数值与油面温控器指针显示数值不一致时，则执行如下油面温控器指针检定步骤；

所述油面温控器指针检定步骤为将油面温控器的温度计温包、标准温度计均置于油槽内，将油面温控器的4～20mA输出接口、Pt100输出接口与智能温场组件的4～20mA输入接口、Pt100输入接口电连接；加热油槽后以标准温度计的数值分别判定4～20mA信号数值、Pt100信号数值以及油面温控器指针显示数值是否准确。

作为本发明公开的检定方法的一种优选实施方式：还包含油面温控器的温度开关校准的步骤：

S1：将油面温控器的温度开关输出接口与智能温场组件的温度开关输入接口电连接；

S2：设定油槽的加热温度区间；

S3：主控制器控制加热后，主控制器读取、记录和显示温度开关的不同位置开关信号的数值，根据结果盘点温度开关信号是否准确。

本发明有益效果是：

本发明公开的基于智能温场的变压器用油面温控器检定系统及方法，其引入油面温控器的检测后，首先可以通过设备自体油温运用“3W”比较法对温控器进行快速现场检定，如温控器的三种量值没有超差，即可判定温控器合格，如果检定结果超差，即可运用智能温场组件提供的油槽作为模拟环境进行快速检定。利用标准温度计提供油槽的温度参考标准值，利用半导体温度控制器件进行温场升温降温控制，快速精确。可以在现场直观高效可靠的对油面温控器实现检测。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为本发明的智能温场组件的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图；

图3为本发明的智能温场组件的内部结构爆炸图；

图4为本发明的磁油浮组件的一种具体实施方式的结构原理示意图；

图5为图5的俯视方向的结构示意图；其为移除油槽和搅拌油浮后的效果；

图6为本发明的导热块的一种具体实施方式的俯视方向的结构示意图；

图7为图6的A-A向的剖视结构示意图。

附图标记说明：

100-油面温控器，101-温度开关输出接口，102-温度计温包，103-4～20mA输出接口，104-Pt100输出接口；200-智能温场组件，201-温度开关输入接口，203-4～20mA输入接口，204-Pt100输入接口，205-标准温度计输入接口，206-标准温度计，207-显示面板，208-前面板，209-后壳，210-底脚，211-右散热片，212-导热板，213-显示屏，214-驱动电路板，215-底板支架，216-散热风扇安装孔，217-左散热片，218-主控制器，219-顶盖，220-油槽，221-隔热板，222-磁油浮组件，223-散热风扇，224-磁油浮，225-半导体制热制冷片；300-导热块，301-插孔；2201-搅拌控制模块，2202-励磁线圈，2203-磁芯，2231-磁柱。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

如图1～7所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图所示，本发明公开的基于智能温场的变压器用油面温控器检定系统，所述油面温控器100包含温度开关输出接口101、温度计温包102，4～20mA输出接口103和Pt100输出接口104；本发明包含智能温场组件200，智能温场组件的前面板208上分别设置有用于和温度开关输出接口、4～20mA输出接口和Pt100输出接口电连接的温度开关输入接口201、4～20mA输入接口203和Pt100输入接口204；

所述智能温场组件的前面板208上还设置有用于电连接标准温度计206的标准温度计输入接口205；标准温度计是用来作为油槽的标准温度测量的，通过标准温度计可以直接判定油面温控器的温度数值是否正确；标准温度计的精度小于等于0.05℃；

所述智能温场组件200包含主控制器218，所述主控制器218由智能温场组件200的壳体内部电连接所述温度开关输入接口、4～20mA输入接口、Pt100输入接口和标准温度计输入接口；所述智能温场组件还包含用于放置所述标准温度计和所述温度计温包的油槽220；所述智能温场组件还包含用于加热和制冷所述油槽的半导体制热制冷片225，所述半导体制热制冷片均匀贴附在所述油槽220的左右两侧的外表面；所述油槽的左右两侧外表面上分别固定安装有导热板212，导热板上均布有散热片(分别为左散热片217和右散热片211)；所述油槽的前后两侧的表面上设置有隔热板221；半导体制热制冷片为现有技术，本发明为了实现更加可靠的加热和制冷，半导体制热制冷片的外表面铺设散热结构，可以在内表面制冷的情况下，让外表面更好的散热使得内表面的制冷温度更低，制冷速率更高；

智能温场组件的壳体的底面为底板支架215，底板支架对应左右两侧的散热片的位置的开设有用于固定散热风扇223的散热风扇安装孔216，散热风扇安装在散热片和所述底板支架上表面之间；设置散热风扇能够进一步增加散热片部分的散热效果，提升半导体制热制冷片的制冷效果和速度。

所述主控制器与所述半导体制热制冷片以及散热风扇控制连接。主控制器作为集中控制，其可以采用嵌入式ARM处理器，对于风扇的控制、加热的控制以及读取油面温控器的电路结构可以采用现有技术处理。

本发明在测量时，由于具有全面的输入接口，可以在现场查看油面温控器采集的变压器油的温度信号，同时观察三种数值差异，来第一时间判定是否正常(与本发明的检定方法的思路相同)。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油槽内填充有变压器油，所述油槽底部安装有用于搅拌变压器油的磁油浮组件222，所述磁油浮组件包含搅拌控制模块2201、磁芯2203、励磁线圈2202和置于所述油槽内的磁油浮224，所述磁油浮为圆柱形或者米字型的永磁体；磁芯的底部为十字形相连，且在十字形的端部弯折90度延伸有四个磁柱2231；所述励磁线圈与磁柱数量相等，励磁线圈缠绕在磁芯的磁柱上，励磁线圈与所述搅拌控制模块连接；所述搅拌控制模块集成在所述主控制器218内。本实施例中，通过磁油浮组件实现对油槽内变压器油的搅拌，该搅拌方式基于磁力搅拌原理，不需要穿设油槽的搅拌轴，这样大大简化了油槽内部结构，同时也有效保证了油槽内的测量空间；油槽加热时，通过搅拌控制模块为励磁线圈提供方向和周期变化的直流电，在励磁线圈和磁芯上方形成一个旋转磁场(与永磁步进电机转动原理近似)；该旋转磁场带动线圈和磁芯上方的且置于油槽内的磁油浮转动，磁油浮的圆柱型和米字型结构有利于搅拌的达成，实现充分搅拌，使得油槽内的油温分布均匀，形成一个标准的，可靠的温场。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油槽内设置有用于热传递的导热块300，导热块为与油槽内表面形状匹配的圆柱体结构，导热块自上而下开设有用于插入温度计温包和标准温度计的盲孔。导热块的设计是我们考虑到导热块一方面可以替代油槽内的油液，实现快速检测；这是根据现场状况以及供电压力来决定的，一旦只能进行快速测定，将导热块置于油槽，油槽内不填充变压器油，导热块为高效传热材料，能够通过油槽的加热和制冷快速的导热，让整个检测过程变得快捷；

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油槽内设置有用于热传递的导热块300，导热块为与油槽内表面形状匹配的圆柱体结构，导热块自上而下开设有用于插入温度计温包和标准温度计的插孔301；所述插孔为通孔；所述磁油浮设置在所述导热块底面与油槽底面之间。本实施例采用通孔结构可以填充变压器油，这样一来，使得油和导热块同时作用，既有油的可靠环境的模拟，又能提升效率，因为变压器油会填充所有缝隙，使得导热均匀，变压器油也能更真实的模拟油面温控器的温度计温包的工作环境；本实施例中插入通孔的温度计温包和标准温度计也将导热块作为了一个可靠的支架进行固定，使得测试过程结构可靠，无需人工扶持；当导热块的孔为通孔时，此时导热块底部应当与油槽底部距离一定的空间，让磁油浮组件的磁油浮可靠的在内部悬浮，实现磁油浮搅拌的功能；这是一种更加优秀的实施例。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述半导体制热制冷片的数量为四个；油槽的左右两侧分别贴附两个；油槽内部为圆形横截面，油槽的左右两侧的外表面设计为平面形状；所述智能温场组件的壳体的后部为后壳209，壳体的前面板靠近底部位置为显示面板207，显示面板为斜面结构，壳体的顶部设置用于固定油槽的顶盖219；所述壳体的底部四角设置四个底脚210；所述主控制器设置在隔热板221与后壳209之间的空间内，隔热板与前面板之间的空间设置有显示屏213和驱动电路板214，显示屏与所述显示面板的位置和角度对应。本实施例改进了油槽的外表面的形状，使得半导体制热制冷片的贴附加热制冷效果更好，不仅有利于固定(通过导热硅脂固定)，还能够更大面积的传热和传冷；半导体制热制冷片的原理为现有技术，本发明主要是在与半导体制热制冷片的配合结构上做了创新性的设计，使得智能温场组件的加热制冷的效率高，效果可靠。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述底板支架上安装的散热风扇223的数量为八个；且底板支架开设散热风扇安装孔216的位置为凸起的平台。底板支架的结构，通过凸起的平台提供了散热风扇的入风口(散热风扇下方为进风口，上方为朝向散热片吹风的出风口)的可靠空间，提升散热效果。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油槽的外表面与隔热板221、导热板之间填充有保温泡沫；所述保温泡沫为聚氨酯泡沫填充料。本实施例通过保温泡沫使得油槽的制冷制热温度得以可靠的保存，使得温度稳定，更加节能；聚氨酯泡沫填充料经过我们的现场测试，采用进生品牌的聚氨酯发泡剂(包含黑料和白料)或者全胜品牌的聚氨酯泡沫填充剂均能够达到非常优秀的节能保温(保冷保热)作用。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油面温控器的温度开关输出接口输出四路开关信号，对应的，所述油面温控器的表盘上设置四个不同位置的开关指示节点；所述壳体内部设置有用于供电的蓄电池；所述壳体的顶部设置有测试架，所述温度计温度包和标准温度计的感温部分和探头部分深入油槽，其余部分固定在所述测试架上。四路开关信号是油面温控器表盘上的4个三角形的指示点，分别用于在到达不同的温度时触发开关信号，以此来实现报警、闭锁等有助于避免损失的控制过程；因此对于四路开关信号的检测也非常重要；本发明通过将温控开关信号与智能温场组件的温控开关输入接口连接，使得主控制器可以读取温控开关信号，此时记录表盘上到达温控开关信号的数值以及此时的标准温度计的数值即可直观的检定温度开关信号是否准确。

作为本发明公开的检定系统的一种优选实施例：所述油槽的孔径为63～64mm；所述半导体制热制冷片的制热制冷区间为-10℃～135℃；所述标准温度计在远离探头的位置设置90度的弯角结构；所述油槽内置有用于控制半导体制热制冷片制热制冷温度的温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器连接；所述标准温度计输入接口为串口，所述标准温度计为包含有数据存储的数字温度计。温度传感器为内置的温感器，能够实现油槽加热的PID控制，使得控制加热制冷过程更加的精准和自动化。

本发明还公开了基于智能温场的油面温控器检定方法，采用任一上述的检定系统执行如下步骤：

(1)3W快速判定；将油面温控器的4～20mA输出接口、Pt100输出接口与智能温场组件的4～20mA输入接口、Pt100输入接口电连接；4～20mA信号数值、Pt100信号数值与油面温控器指针的显示数值一致时，则判定油面温控器指针显示正常；当4～20mA信号数值、Pt100信号数值与油面温控器指针显示数值不一致时，则执行如下油面温控器指针检定步骤；

所述油面温控器指针检定步骤为将油面温控器的温度计温包、标准温度计均置于油槽内，将油面温控器的4～20mA输出接口、Pt100输出接口与智能温场组件的4～20mA输入接口、Pt100输入接口电连接；加热油槽后以标准温度计的数值分别判定4～20mA信号数值、Pt100信号数值以及油面温控器指针显示数值是否准确。

很明显，本发明公开的检定方法使得可以在第一时间在现场先判定油面温控器的表盘数值是否正确，一旦不正确，或者其余信号不正确再执行申请停电进行检修的事项，如果正确，可以不用检定维护，大大节约了时间，避免了停电。

需要说明的是，油面温控器安装使用后，其Pt100输出接口、4～20mA输出接口以及远传信号输出接口是连接在现场的接点端子排上的，本发明在3W测试过程只需要短暂的进行接线端子排上的停电或者不停电操作；这是根据现场状况灵活进行的，3W判定过程相对于拆卸油面温控器的现有判定，更加简洁，能够尽可能的避免不必要的拆卸和停电。

作为本发明公开的检定方法的一种优选实施例：还包含油面温控器的温度开关校准的步骤：

S1：将油面温控器的温度开关输出接口与智能温场组件的温度开关输入接口电连接；

S2：设定油槽的加热温度区间；

S3：主控制器控制加热后，主控制器读取、记录和显示温度开关的不同位置开关信号的数值，根据结果盘点温度开关信号是否准确。

本检定方法的实施例，使得温度开关信号检定过程可以自动完成，减轻人工，也避免了人为因素的干扰，效率大大提升。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。