一种高压监测装置的制作方法

本实用新型涉及配电变压器监测技术领域，尤其涉及一种高压监测装置。

背景技术：

配电变压器是一种电压等级转换装置，配电变压器及其附属设备统称为台区。台区负责把配电线路传输的10KV电压转换为380V的三相电，供给企业和居民用电设备使用。配电变压器是配电网广泛使用的重要设备，一旦其出现故障，将直接影响工农业生产和居民生活。随着用电负荷快速增长，变压器的负载率也不断提高，变压器出现过载过热的现象时常发生，轻则导致保护装置启动，停止供电，重则引起变压器着火。为了更好的管理和维护配电变压器，供电公司近几年已经陆续对配电变压器的低压侧(380V侧)进行了实时监测，配变监测仪是最常用的一种设备。监测设备安装在配电变压器下方的综合配电箱内，可以对380V侧的电流电压功率等参数实时监测，一旦出现异常，可以报警，或者启动保护装置。

然而，配电变压器的高压侧(10KV侧)依然没有好的监测手段。高压侧包括高压引下线、绝缘子、避雷器、跌落式熔断器、金具等附件，还包括变压器本体的高压线圈等。由于配电变压器高压侧与整个10KV配电线路都连为一体，一旦配电线路出现过电压，对整个高压侧的设备都会造成影响，容易发生绝缘击穿、局部放电等故障，进而影响配电变压器的正常工作。10KV高压侧的监测有两个难点：

(1)、普通的高压互感器及监测装置价格高，如果每台配电变压器都安装监测设备，电力公司投入巨大，经济效益差；

(2)、普通的高压监测技术实施时，需要对整个10KV线路停电，导致线路上的大量用户都无法得到供电，社会影响巨大，无法实施。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种高压监测装置，以解决现有技术中配电变压器高压监测装置价格高、需要停电安装的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种高压监测装置，包括：

至少三台录波传感器，其中配电线路与配电变压器高压引下线的三相线的连接位置处分别安装至少一台录波传感器，且所述录波传感器外部设置有绝缘安装结构；

高压监测主机，与所述录波传感器通信连接。

优选的，所述录波传感器内设置有：

无线射频通信单元，所述录波传感器通过所述无线射频通信单元与所述高压监测主机通信连接。

优选的，所述录波传感器内设置有：

电信号监测单元；

录波单元，所述录波单元在所述电信号监测单元监测到的电信号超过设定门限值时启动；

第一故障上报单元，所述第一故障上报单元将所述录波单元启动后的录波内容上报给所述高压监测主机。

优选的，所述高压监测装置还包括：

后台主站系统，与所述高压监测主机通信连接。

所述高压监测主机包括：

第二故障上报单元，所述第二故障上报单元接收到所述第一故障上报单元上报的录波内容后，将故障结果上报给所述后台主站系统。

优选的，所述录波传感器内设置有：

电信号记录单元，与所述电信号监测单元电连接；

第一电信号上报单元，将所述电信号记录单元记录的数据上报给所述高压监测主机。

优选的，所述高压监测装置还包括：

后台主站系统，与所述高压监测主机通信连接。

所述高压监测主机包括：

第二电信号上报单元，所述第二电信号上报单元接收到所述第一电信号上报单元上报的数据后，将接收到的数据上报给所述后台主站系统。

优选的，所述录波传感器内设置有：

第一时钟同步单元，所述第一时钟同步单元按照第二预设周期接收所述高压监测主机发送的时钟同步信号。

优选的，所述高压监测主机包括：

第二时钟同步单元，所述第二时钟同步单元按照第二预设周期向所述录波传感器发送时钟同步信号。

优选的，所述后台主站系统包括：

显示单元、记录单元和/或故障报警单元。

优选的，所述录波传感器内还设置有：

电流取电单元；

供电单元，与所述电流取电单元电连接。

在本实用新型实施例中，高压监测装置包括：至少三台录波传感器和高压监测主机，其中配电线路与配电变压器高压引下线的三相线的连接位置处分别安装至少一台录波传感器，且录波传感器外部设置有绝缘安装结构；高压监测主机与录波传感器通信连接。如此利用录波传感器便能够对配电变压器高压侧部分实施有效监测，且录波传感器外部设置有绝缘安装结构，无需配电线路停电便可实现对录波传感器的快速安装，保证了安装期间用户的正常用电，且安装方式简单易行，成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的高压监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的高压监测装置的录波传感器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的高压监测装置的录波传感器的安装位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

配电变压器是实现电压转换的装置，可以分为高压部分和低压部分，两者通过磁场耦合，在电气是隔离的。典型的配电变压器系统不仅包含变压器本体，还包括两个电线杆、安装金属支架、低压综合配电箱等多个设备。配电变压器系统高压侧部分需要监测的范围从高压引下线开始，到配变的高压绕组。

参照图1、2所示，本实用新型实施例提供了一种高压监测装置，包括：

至少三台录波传感器20，其中配电线路与配电变压器10高压引下线的三相线的连接位置处分别安装至少一台录波传感器20，且所述录波传感器20外部设置有绝缘安装结构21；

高压监测主机30，与所述录波传感器20通信连接。

本实用新型实施例的录波传感器20是一种智能传感器，可以对线路的电流、对地电压、相位角等电信号进行实时测量，从而实现对高压侧线路的有效监测。其中，如图2所示，录波传感器20外部设置有绝缘安装结构21(如绝缘棒，但不限于此)，可不停电快速安装。

本实用新型实施例的高压监测装置，在配电线路与配电变压器10高压引下线的三相线的连接位置处各安装至少一台录波传感器20，即ABC三相分别安装至少一台录波传感器20，能够对配电变压器10高压侧部分实施有效监测。且录波传感器20外部设置有绝缘安装结构21，无需配电线路停电便可实现对录波传感器20的快速安装，保证了安装期间用户的正常用电，且安装方式简单易行，成本低。

优选的，所述录波传感器20内设置有：

无线射频通信单元，所述录波传感器20通过所述无线射频通信单元与所述高压监测主机30通信连接。

此时，录波传感器20通过无线射频通信单元，可以与其附近2000米内的接收装置，如高压监测主机30进行无线通信，以便把监测到的电流、电压、相位角参数等电信号以及记录下的电流和/或电压波形传输给接收装置，如高压监测主机30。

其中，录波传感器20与高压监测主机30通信连接的网络如可为无线公网3G/4G通信网络、WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)、蓝牙等，但不限于此。

优选的，高压监测主机30可安装在电线杆上，但不限于此。

优选的，所述录波传感器20内还设置有：

电流取电单元；

供电单元，与所述电流取电单元电连接。

其中，电流取电单元能够利用线路中的电流获取电能；供电单元能够利用电流取电单元获取的电能对录波传感器20内部的电子电路部分进行供电。

此时，录波传感器20利用电流取电的技术，对内部的电子电路进行供电，无需为录波传感器额外提供电源，进一步节省了成本。

优选的，所述录波传感器20内设置有：

电信号监测单元；

录波单元，所述录波单元在所述电信号监测单元监测到的电信号超过设定门限值时启动；

第一故障上报单元，所述第一故障上报单元将所述录波单元启动后的录波内容上报给所述高压监测主机30。

其中，电信号监测单元可实时监测线路的电流、电压和/或相位角等电信号；一旦某电信号，如电流、电压和/或相位角出现超过设定门限值的异常情况，立刻启动录波单元，录波单元启动后可将异常情况的波纹进行记录；第一故障上报单元将录波单元的记录的录波内容上报给高压监测主机30。

此时，利用电信号监测单元可对高压侧线路运行情况进行实时监测，并通过录波单元和第一故障上报单元，可在线路异常时及时上报录波文件，以供高压监测主机30或后台分析故障原因，实现故障及时报警、隐患提前预警，从而保障配电台区的运行可靠性。

其中，设定门限值可根据需求进行设定，设定门限值可采用任意合理的数值。

优选的，录波单元启动后，可以给异常时间点前距离异常时间点第一预设时长和异常时间点后距离异常时间点第二预设时长的时间段内的波形打上时间标记，并把时间标记对应时间段的录波文件通过无线射频通信单元上报给高压监测主机，以便高压监测主机30或后台分析故障原因。

其中，第一预设时长和第二预设时长可根据需求进行设定，第一预设时长和第二预设时长可采用任意合理的数值。

例如，第一预设时长可为80毫秒，第二预设时长可为160毫秒，此时录波单元启动录波，可以给异常时间点前80毫秒和异常时间点后160毫秒时间段内的波形打上时间标记，并把这段时间的录波文件通过无线射频通信单元上报给高压监测主机30。

优选的，所述高压监测装置还包括：

后台主站系统40，与所述高压监测主机30通信连接。

其中，后台主站系统40与高压监测主机30通信连接的网络如可为无线公网3G/4G通信网络、WLAN、蓝牙等，但不限于此。

所述高压监测主机30包括：

第二故障上报单元，所述第二故障上报单元接收到所述第一故障上报单元上报的录波内容后，将故障结果上报给所述后台主站系统40。

其中，高压监测主机30接收到ABC三相上任意一台录波传感器20上报的录波内容后，可立刻通知并召唤其他两相上录波传感器20的录波内容，把三相波形文件的数据进行分析处理，判断配电变压器10高压侧是否发生短路或者接地故障，并通过第二故障上报单元把分析的故障结果利用无线网络上报给后台主站系统40。

此时，高压监测主机30利用第一故障上报单元上报的录波内容能够有效分析故障原因，并通过第二故障上报单元把分析的故障结果利用无线网络上报给后台主站系统40，能够实现故障及时报警、隐患提前预警，从而保障配电台区的运行可靠性。

优选的，所述录波传感器20内设置有：

电信号记录单元，与所述电信号监测单元电连接；

第一电信号上报单元，将所述电信号记录单元记录的数据上报给所述高压监测主机30。

其中，电信号记录单元可按照第一预设周期记录电信号监测单元监测到的电信号。

此时，利用电信号记录单元记录电信号数据，并通过第一电信号上报单元将记录的数据上报给高压监测主机30，可供高压监测主机30或后台进行数据分析，实现故障及时报警、隐患提前预警。

优选的，所述高压监测装置还包括：

后台主站系统40，与所述高压监测主机30通信连接。

所述高压监测主机30包括：

第二电信号上报单元，所述第二电信号上报单元接收到所述第一电信号上报单元上报的数据后，将接收到的数据上报给所述后台主站系统40。

此时，高压监测主机30接收到第一电信号上报单元上报的电信号数据后，及时上报给后台主站系统40，可供后台进行数据分析，实现故障及时报警、隐患提前预警，且便于管理人员在后台主站系统40远程实时监测配电变压器10高压侧的运行情况。

其中，第一预设周期可根据需求进行设定，第一预设周期可采用任意合理的数值。

例如，第一预设时长可为15分钟，此时录波传感器20每隔15分钟记录下当时线路中的电流、电压、相位角等电信号的有效值，并上传给高压监测主机30。高压监测主机30接收到ABC三相上录波传感器的每隔15分钟的定点记录数据，及时传给后台主站系统40。

优选的，所述录波传感器20内设置有：

第一时钟同步单元，所述第一时钟同步单元按照第二预设周期接收所述高压监测主机30发送的时钟同步信号。

此时，录波传感器20定期与高压监测主机30进行时钟同步，确保了时间标记在规定的误差范围内，保证了监测的准确性和有效性。

优选的，所述高压监测主机30包括：

第二时钟同步单元，所述第二时钟同步单元按照第二预设周期向所述录波传感器20发送时钟同步信号。

此时，高压监测主机30定期与三相线的录波传感器20的时钟进行同步，保证了时钟的一致性，从而保证了监测的准确性和有效性。

其中，第二预设周期可根据需求进行设定，第二预设周期可采用任意合理的数值。

优选的，所述后台主站系统40包括：显示单元、记录单元和/或故障报警单元。

此时，后台主站系统40可通过显示单元显示监测范围内每台配电变压器10高压侧的运行情况，并记录接收到的故障结果、波形文件、电信号数据，方便用户查询、查看，且通过故障报警单元能够及时通知管理人员故障情况，以便及时维修和维护。管理人员利用后台主站系统40可实现对检测装置的配置、故障处理、程序远程升级等操作。

其中，后台主站系统40接收到某台配电变压器10的高压监测装置上报的故障结果后，可立刻触发故障报警单元报警，同时发送短消息给经过授权的管理员。

故障报警单元可通过声音、文字、指示灯闪烁或长亮等方式进行报警，但不限于此。

其中，显示单元可显示接受到的故障结果、录波内容以及记录的电信号数据，具体可通过图形、图标、文字等方式显示，以便于用户查询、查看。

本实用新型实施例的高压监测装置在应用时，可对应监测范围内的每台配电变压器10分别安装三台录波传感器20和一台高压监测主机30。例如，如图1所示，监测范围内包括n台配电变压器10，每台配电变压器10的ABC三相分别对应安装一台录波传感器20，且每台配电变压器10分别对应安装一台高压监测主机30，n台高压监测主机30与后台主站系统40利用无线网络通信连接。此时管理人员通过后台主站系统40能够远程监控监测范围内每台配电变压器10高压侧部分的运行情况。

本实用新型实施例的高压监测装置，如图3所示，录波传感器20安装在配电线路与高压引下线连接处，可对配电变压器10KV侧的高压引入线、跌落式熔断器50、避雷器60、绝缘子、变压器70内高压绕组等设备或者部件进行实时监测，监测内容包括但不限于：

高压设备或者部件是否发生绝缘击穿现象，导致局部放电，引起单相接地故障；

是否出现相间短路故障；

是否出现断线缺相故障；

变压器高压侧的运行状况监测，包括负荷满载率、功率因数、三相电压不平衡度、电压合格率等；

具有智能分析功能，通过定期上传的运行参数分析变压器系统的健康度，是否需要检修、排除隐患等。

本实用新型实施例的高压监测装置，提供了一种可不停电快速安装的方式；实现了对配电变压器高压侧的有效监测；能够在出现故障及时报警、隐患提前预警等，保障了配电台区的运行可靠性；与传统的利用电磁式电流和电压互感器采样监测手段相比，安装简单，成本降低。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。