专利名称：变压器油监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备的监测装置，特别涉及一种变压器油监 测系统。
背景技术：
变压器是电力行业中主要的电力设备，在整个电力系统安全运行 中起非常重要的作用。对于大型电力变压器，目前都是用油来绝缘和 散热，随着变压器的长期运行，变压器油中会混入一些气体和水分。 气体和水分的含量等参数在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故
障的程度，可以作为反映电气设备异常的特征量。因此通过对变压器 绝缘油中溶解气体和水分进行监测可得知变压器的运行状况及潜伏 性故障，预防事故的发生。
传统的监测方法是将绝缘油样从变压器中取样，经实验室仪器将
气体、水分与油进行分离，分析油中气体如CH4、 C2H2、 C2H4、 C2H6、 H2、 CO、 C02等各组分的含量以及油中水分的含量等参数，依据得 到的参数分析该变压器的潜伏性故障情况。但这种方法具有操作复 杂、检测周期长、检测人为误差大的缺点，导致不适宜进行实时监测， 从而不能根据变压器油中气体及水分的参数即时掌握变压器的运行 情况及潜伏性故障情况。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种变压器油监测系 统，能够即时对变压器油中气体及水分进行监测。 本实用新型提供的变压器油监测系统，包括 参数获取单元100,用于获取变压器油中气体和水分的基本参数；数据分析单元101，包括计算子单元1011、判断子单元1012和 控制信号生成子单元1013,其中，
计算子单元ioil用于根据参数获取单元100获取的基本参数计 算得到所需监测数据，
判断子单元1012用于判断计算子单元1011计算得到的监测数据 是否超出预存的设定值的范围，
控制信号生成子单元1013用于在判断子单元1012判断监测数据 超过设定值范围时生成控制信号；
警示单元105，用于根据控制信号生成子单元1013生成的控制信 号产生报警信号。
由上可知，采用上述各单元构成的系统能够实现即时对变压器油 中气体及水分进行监测，从而得知变压器的运行状况及潜伏性故障。
较佳的，还包括数据打包处理子单元1021,用于将参数获取单 元100获取的基本参数和计算子单元1011计算得到的监测数据按照 一定的协议进行打包处理；
传输单元104,用于将数据打包处理子单元1021打包的数据传输 出去。
由上可知，采用上述数据打包处理子单元和传输单元，能够将基 本参数和监测数据传输给外接的计算机，以便用户对数据进行存储和 进一步的分析。
较佳的，还包括控制信号转换子单元1022，用于将控制信号生 成子单元1013生成的控制信号转换为输出单元103可识别的信号；
输出单元103,用于根据控制信号转换子单元1022转换的控制信 号进行通电或断电的动作。
由上可知，采用上述控制信号转换子单元1022和输出单元103, 用户就能够根据需要通过输出单元连接报警设备，如声光报警器、蜂 鸣器等，提示用户进行相关的维护工作。
其中，传输单元104还包括至少以下之一以太网接口子单元 1043、 RS232接口子单元1042和RS485接口子单元1041，其中，
5以太网接口子单元1043用于远程传输以太网数据；
RS232接口子单元1042用于本地设置；
RS485接口子单元1041用于本地传输数据。
由上可知，采用上述以太网接口子单元1043、 RS232接口子单元1042或RS485接口子单元1041可以使数据根据需要通过不同的接口进行传输。
图1为变压器油监测系统的原理图2为通讯控制单元电路图3为外扩RAM电路图4为外扩Flash电路图5为外扩串行FLASH电路图6为包括去耦电路的电源电路图7为时钟电路图8为以太网接口子单元电路图9为RS232接口子单元电路图IO为RS485接口子单元电路图11为RS232接口子单的过电压防护电路；
图12为RS485接口子单元的过电压防护电路；
图13为数据分析单元的电路图14为LED控制电路。
具体实施方式
图1为变压器油监测系统的原理图，如图所示，本实用新型提供的变压器油监测系统包括参数获取单元100、数据分析单元101、通讯控制单元102、警示单元105、输出单元103、传输单元104，其中，
参数获取单元IOO用于获取变压器油中气体和水分的含量、变化率和平均值等基本参数。参数获取单元IOO可以采用变压器油中气体及水分传感器，上述传感器可以获取变压器油中氢气(H2)、 一氧化碳(CO)、乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)等气体的含量以及变压器油的湿度值等参数。上述传感器可以连续获取气体和水分的含量参数，例如每隔5秒获取一次。
数据分析单元101包括计算子单元1011、判断子单元1012和控制信号生成子单元1013,计算子单元1011用于根据获取的基本参数计算得到所需监测数据，如变压器油中气体含量的IO天变化率、变压器油中水分含量的IO天平均值等；判断子单元1012用于判断计算得到的监测数据是否超出预存的设定值的范围；控制信号生成子单元1013用于在判断子单元1012判断监测数据超过设定值范围时生成控制信号。例如，计算子单元1011根据CO和C02气体的含量计算变压器油中CO/C02气体含量的比值，判断子单元1012判断计算得到的比值是否超出预存的设定值的范围(例如，设定的范围可为CO/C02比值大于0.09小于0.33 ),当CO/C02比值小于0.09或大于0.33时控制信号生成子单元1013生成控制信号。
警示单元105用于根据接收到的控制信号产生报警信号。警示单元105釆用LED灯，LED控制电^各如图14所示。
通讯控制单元102包括数据打包处理子单元1021和控制信号转换子单元1022,数据打包处理子单元1021用于将接收的基本参数和计算得到的监测数据按照一定的协议(如101协议)进行打包处理，控制信号转换子单元1022用于将接收到的控制信号转换为输出单元103可识别的信号。图2为通讯控制单元电路图，如图所示，通讯控制单元102采用Rabbit3000芯片，Rabbit3000芯片的电源电路和时钟电路分别如图6和图7所示，其中电源电路还包括防止供电电压产生跳变的去耦电路。通讯控制单元102还外扩用于暂存数据的512kx8BRAM、用于存储程序的512K FLASH和用于存储数据的串行FLASH,其中，RAM电路图、Flash电路图和串行FLASH电路图分别如图3、图4、图5所示。输出单元103用于根据转换后的控制信号进行通电或断电的开关量的输出动作。输出单元103可采用固态继电器，该固态继电器的输入端根据接收到的控制信号控制输出端的闭合或断开。该固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到控制信号(高电平或低电平)后控制输出端闭合。用户可以根据需要在固态继电器的输出端连接报警设备，如声光报警器、蜂鸣器等，上述报警设备在接通电源后就能发出报警，提示用户进行相关的维修工作。
传输单元104用于将打包的数据传输出去，可以传输到外接的计算机，以便用户对数据进行存储和进一步的分析。包括以太网接口子单元1043、 RS232接口子单元1042和RS485接口子单元1041,分别用于远程以太网数据传输、本地设置和本地数据传输。图8为以太网接口子单元电路图，如图所示，该以太网接口子单元1043釆用RTL8019AS芯片，图9为RS232接口子单元电^各图，如图所示，该RS232接口子单元1042釆用MAX232芯片，图10为RS485接口子单元电3各图，如图所示，该RS485接口子单元1041采用MAX487芯片。上述两个接口电路不仅包括了暂态过电压保护电路而且包括了光隔离电路，如图ll和图12所示。
下面对本实用新型的提供的变压器油监测系统的工作原理进行介绍。
参数获取单元100每隔5秒获取一次气体和水分的含量参数；计算子单元1011根据获取的基本参数计算得到所需监测数据，如变压器油中气体含量的IO天变化率、变压器油中水分含量的IO天平均值和C0/C02气体含量的比值等；判断子单元1012判断计算得到的监测数据是否超出预存的设定值(如预存的C0/C02比值的设定值是大于0.09小于0.33)的范围；控制信号生成子单元1013在判断子单元1012判断监测数据超过设定值范围时生成控制信号，即当C0/C02比值小于0.09或大于0.33时控制信号生成子单元1013生成控制信号；警示单元105根据接收到的控制信号产生报警信号，例如LED报警灯发光。另一方面，控制信号转换子单元1022将控制信号生成子单元1013生成的控制信号转换为输出单元103可识别的信号；输出单元103根据转换后的控制信号进行通电或断电的动作。例如，输出单元103采用常开固态继电器，该固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到闭合的控制信号(高电平或低电平)后控制输出端闭合。这时与固态继电器的输出端连接的报警设备(如声光报警器、蜂鸣器等)得电、发出声光报警。
而数据打包处理子单元1021将参数获取单元100获取的基本参数和计算子单元ioil计算得到的监测数据按照一定的协议(如101协议)进行打包处理，接着传输单元104将打包的数据传输出去。数据可以经以太网接口子单元1043进行远程传输或经RS485接口子单元1041进行本地传输。上述数据可以传输到外接的计算机，以便用户对数据进行存储和进一 步的分析。
多台(本实施例中最多128台)变压器油监测系统可以通过RS485与 一 台计算机连接组成局域网，此外变压器油监测系统还可以通过以太网接口与远程计算机进行连接，这样就方便用户对多台变压器油监
测系统获得的监测数据进行管理。
数据分析单元ioi还可以根据监测数据超过设定值的程度向警示单元105发出不同的控制信号。作为警示单元105的LED灯则可以根据控制信号的不同产生单闪、双闪等不同的报警信号，例如，警示单元105接收到表示一般超值的控制信号后控制LED灯单闪，警示单元105接收到表示严重超值的控制信号后控制LED灯双闪。当然LED灯也可以根据需要设置为多个。
本实用新型的变压器油监测系统得到的监测数据能够即时、准确的反映电力变压器潜伏性故障。用户可以根据监测数据对变压器进行适时的维护、保养，提高变压器的运行可靠性。
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权利要求1.一种变压器油监测系统，其特征在于，包括参数获取单元(100)，用于获取变压器油中气体和水分的基本参数；数据分析单元(101)，包括计算子单元(1011)、判断子单元(1012)和控制信号生成子单元(1013)，其中，计算子单元(1011)用于根据参数获取单元(100)获取的基本参数计算得到所需监测数据，判断子单元(1012)用于判断计算子单元(1011)计算得到的监测数据是否超出预存的设定值的范围，控制信号生成子单元(1013)用于在判断子单元(1012)判断监测数据超过设定值范围时生成控制信号；警示单元(105)，用于根据控制信号生成子单元(1013)生成的控制信号产生报警信号。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括 数据打包处理子单元(1021),用于将参数获取单元(100)获取的基本参数和计算子单元(1011 )计算得到的监测数据按照一定的 协议进行打包处理；传输单元(104),用于将数据打包处理子单元(1021)打包的 数据传输出去。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括 控制信号转换子单元(1022 ),用于将控制信号生成子单元(1013 )生成的控制信号转换为输出单元(103)可识别的信号；输出单元(103),用于根据控制信号转换子单元(1022)转换 的控制信号进行通电或断电的动作。
4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传输单元(104) 还包括至少以下之一以太网接口子单元(1043 ) 、 RS232接口子单 元(1042)和RS485接口子单元(1041),其中，以太网接口子单元(1043 )用于远程传输以太网数据； RS232接口子单元(1042)用于本地设置； RS485接口子单元(1041)用于本地传输数据。
专利摘要本实用新型提供了一种变压器油监测系统，包括参数获取单元，用于获取变压器油中气体和水分的基本参数；数据分析单元，包括计算子单元、判断子单元和控制信号生成子单元，其中，计算子单元用于根据参数获取单元获取的基本参数计算得到所需监测数据，判断子单元用于判断计算子单元计算得到的监测数据是否超出预存的设定值的范围，控制信号生成子单元用于在判断子单元判断监测数据超过设定值范围时生成控制信号；警示单元，用于根据控制信号生成子单元生成的控制信号产生报警信号。本实用新型能够即时对变压器油中气体及水分进行监测，从而得知变压器的运行状况及潜伏性故障。
文档编号G01N33/26GK201417270SQ20092010830
公开日2010年3月3日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者余忠源, 周继威, 孟凯锋, 徐长安, 栋 王, 烛 申, 范子超, 蒋修远 申请人:中能电力科技开发有限公司