专利名称：一种基于iec61850标准的电力变压器在线评估装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力设备状态监测技术领域，特别涉及电力变压器的增容在线评估领域。
背景技术：
近年来随着国民经济的高速发展，用电负荷急剧增长，对大中型变压器增容运行需求日益增多。当变压器增容运行至过负荷条件下时，将导致绝缘油加速裂解，产生气泡，从而降低变压器绝缘强度，并可能发生电击穿而造成变压器损坏。变压器增容运行导致变压器内部温度上升是产生上述现象的主要原因。因此，合理控制变压器热稳定水平是变压器既能在电网运行需要的时候增容运行，又能保持健康状况的有效途径。变压器在线增容评估就是即通过实时把握变压器内部实际温升和监控各部件状态来评估变压器允许的增容能力。变压器动态增容的目的是保证设备安全运行的条件下增大变压器的输出功率以满足用户端用电量的需求，在设备出现危险状况时做到提前报警。这对电力系统内电力变压器的负荷分配是非常重要的，同时可为电力系统内调度部门提供决策支持。
发明内容本实用新型的目的在于针对电力变压器增容运行的迫切要求，提供了一种基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置。本实用新型采用以下技术方案一种基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，包括无线传感器、无线接收器、IEC61850协议变送器和上位机，无线传感器包括环境温度无线传感器及安装在二次侧套管上的电流无线传感器，温度无线传感器用于采集变压器附近的环境温度，电流无线传感器用于采集变压器二次侧电流，环境温度和电流值经过模数转换后通过无线的方式发送至机房的无线接收器，无线接收器将环境温度和电流值经IEC61850协议变送器封装后以IEC61850协议标准传送至上位机，上位机内置变压器增容评估模块，对环境温度和电流值进行分析后给出变压器增容评估意见。作为一种改进，温度无线传感器频段为2. 4GHz，量程为-40至200摄氏度，精度为O.1摄氏度，有效传输距离为100米，温度无线传感器通过磁性或粘胶贴于变压器表面，测量变压器表面或者附近的环境温度。作为一种改进，安装在二次侧套管上的电流无线传感器为线圈式无线传感器，频段为2. 4GHz，有效传输距离为100米，电流无线传感器通过线圈的形式套在变压器二次侧套管外，量程为0-1000A，精度为1A。作为一种改进，无线接收器接受255个无线传感器采集的数据，并自动区分其数据来自于温度无线传感器或电流无线传感器，并能将采集到的数据经IEC61850协议变送器自动封装为IEC61850协议，通过以太网传送至上位机。
[0008]图1是变压器增容在线评估装置结构示意图。图2是变压器内部温度分布示意图。图3是变压器热点温度计算流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本装置作进一步说明。(I)如图1所示，为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括无线传感器1、无线接收器2、IEC61850协议变送器3和上位机4，无线传感器I包括环境温度无线传感器Ia及安装在二次侧套管上的电流无线传感器lb，温度无线传感器Ia用于采集变压器附近的环境温度，电流无线传感器Ib用于采集变压器二次侧电流，环境温度和电流值经过模数转换后通过无线的方式发送至机房的无线接收器2，无线接收器2将环境温度和电流值经IEC61850协议变送器3封装后以IEC61850协议标准传送至上位机4，上位机4内置变压器增容评估模块，对环境温度和电流值进行分析后给出变压器增容评估意见。作为一种改进的具体实施方式
，温度无线传感器Ia频段为2. 4GHz，量程为-40至200摄氏度，精度为O.1摄氏度，有效传输距离为100米，温度无线传感器Ia通过磁性或粘胶贴于变压器表面，测量变压器表面或者附近的环境温度。作为一种改进的具体实施方式
，安装在二次侧套管上的电流无线传感器Ib为线圈式无线传感器，频段为2. 4GHz，有效传输距离为100米，电流无线传感器Ib通过线圈的形式套在变压器二次侧套管外，量程为0-1000A，精度为1A。作为一种改进的具体实施方式
，无线接收器2接受255个无线传感器I采集的数据，并自动区分其数据来自于温度无线传感器Ia或电流无线传感器lb，并能将采集到的数据经IEC61850协议变送器3自动封装为IEC61850协议，通过以太网传送至上位机4。(2)如图2、3所示，变压器内温升是变压器运行的重要参数，能直接反映变压器的运行状况。GB/T15164-1994《油浸式电力变压器负载导则》中明确指出“绕组最热区域内达到的温度，是变压器负载值的最主要限制因素，故应尽一切努力来准确地确定这一温度值”。GB/1094. 7-2008对热点温度的估算给出了明确的定义。在变压器热传递过程中提取出如下特征温度顶层油温升、底层油温升、绕组平均温升、热点温升、环境温度。并在如下3个合理假设基础上，将变压器内的温度分布用图2表示。a.对不同的冷却方式，均认为油箱内的油温从底部到顶部是线性增加；b.在绕组任何位置处，绕组导线的温升从下到上呈线性增加。在图2中该温升直线平行于油的温升直线；c.考虑到杂散损耗、各局部油流的差别和导线上可能附着的纸层，热点温升比b中所述的绕组顶部导线的温升高。(3)上位机的评估算法如下由热分布可得绕组热点温度4 :式中，为环境温度，为顶层油温升，即顶层油温度对环境温度的梯度，为热点温升，即热点温度对顶层油温的梯度。根据负载电流和环境温度，采用微分方程法。描述顶层油温度的微分方程为
权利要求1.一种基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，其特征在于包括无线传感器(1)、无线接收器(2)、IEC61850协议变送器(3)和上位机(4)，无线传感器(I)包括环境温度无线传感器(Ia)及安装在二次侧套管上的电流无线传感器(lb)，温度无线传感器(Ia) 用于采集变压器附近的环境温度，电流无线传感器(Ib)用于采集变压器二次侧电流，环境温度和电流值经过模数转换后通过无线的方式发送至机房的无线接收器(2 )，无线接收器(2)将环境温度和电流值经IEC61850协议变送器(3)封装后以IEC61850协议标准传送至上位机(4)，上位机(4)内置变压器增容评估模块，对环境温度和电流值进行分析后给出变压器增容评估意见。
2.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，其特征在于温度无线传感器(Ia)频段为2. 4GHz，量程为-40至200摄氏度，精度为O.1摄氏度，有效传输距离为100米，温度无线传感器(Ia)通过磁性或粘胶贴于变压器表面，测量变压器表面或者附近的环境温度。
3.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，其特征在于安装在二次侧套管上的电流无线传感器(Ib)为线圈式无线传感器，频段为2. 4GHz，有效传输距离为100米，电流无线传感器(Ib)通过线圈的形式套在变压器二次侧套管外，量程为 0-1000A，精度为 IA0
4.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，其特征在于无线接收器(2 )接受255个无线传感器(I)采集的数据，并自动区分其数据来自于温度无线传感器(Ia)或电流无线传感器(lb)，并能将采集到的数据经IEC61850协议变送器(3)自动封装为IEC61850协议，通过以太网传送至上位机(4)。
专利摘要本实用新型涉及一种基于IEC61850标准的电力变压器在线评估装置，包括无线传感器、无线接收器、IEC61850协议变送器、上位机4个部分。无线传感器部分包括环境温度无线传感器及安装在二次侧套管上的电流无线传感器，温度无线传感器用于采集变压器附近的环境温度，电流无线传感器用于采集变压器二次侧电流，经过模数转换后通过无线的方式发送至机房的无线接收器。无线接收器将采集到的环境温度和电流值经IEC61850协议变送器封装后以IEC61850协议标准传送至上位机。上位机内置变压器增容评估模块，对环境温度和电流值进行分析后给出变压器增容评估意见。本实用新型传感器安装简便，不受场地限制，符合数字化变电站建设要求，适合对数字化变电站内的变压器进行在线评估。
文档编号G01R31/00GK202886512SQ20122059628
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者赵璞, 杨莉, 黄玉辉, 朱德宝 申请人:赵璞