一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置及方法与流程

本发明属于电力变压器线圈绝缘在线监测，尤其涉及一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置及方法。

背景技术：

1、随着经济的快速发展，企业、居民等用电需求逐步增加，电力系统的电压等级逐步向超/特高压发展，1000kv特高压变电站建设需求逐年增加。而电力变压器作为电力系统的关键核心设备，在系统中起着至关重要的作用。线圈是电力变压器的重要组成部分，线圈绝缘可靠对变压器长期稳定运行意义重大，特别是对于特高压、换流变等高电压等级电力变压器。

2、目前，对于变压器线圈导线线股之间绝缘检测主要采用万用表或者绝缘摇表的方式，无法实现在线圈绕制过程中绝缘状态的实时监测。cn 214539874 u实用新型专利中提出一种干式变压器线圈绝缘性能检测装置，通过设计一种l型安装板实现摇表固定，此装置虽解决摇表固定问题，但仍然无法减少线圈绕制过程中测试人员的投入时间。cn103412237a发明专利中提出一种变压器线圈匝间短路智能测试器，通过施加电压控制继电器通断来判断线圈匝间绝缘情况，此装置可实现变压器线圈绕制过程线圈匝间短路状态检测，但继电器动作存在一定的延时性，并且线圈匝间并非断路状态，装置加压过程可能会导致继电器误动作。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置及方法，能够对电力变压器线圈绕制过程中、线圈烘烤、器身压服等过程中可能出现的导线自身状态及导线间绝缘损伤进行实时监测，不受线圈导线线规、线圈结构型式等影响，并能对线圈导线自身断线、绝缘损伤的导线线号标识及语音报警提示，以实现线圈导线间状态及导线间绝缘损伤的及时发现、处理。

2、为了解决所述技术问题，本发明要解决的技术问题是：一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置，包括测试端子、多路模拟开关切换模块、通断检测模块和控制处理模块；

3、测试端子通过测试线与变压器线圈相连，实现被测变压器线圈的接入；

4、多路模拟开关切换模块连接于测试端子与通断检测模块之间，实现将变压器线圈接入通断检测模块；

5、多路模拟开关切换模块分为两组，一组为参考通道，另一组为测试通道，参考通道输入侧与+5v电源连接，参考通道输出侧与测试端子相连，测试通道输入侧与测试端子相连，测试端子输出侧与通断检测模块相连；

6、通断检测模块与多路模拟开关切换模块相连，实现变压器线圈导线自身状态或者导线之间绝缘状态的判断；

7、控制处理模块与通断检测模块相连，实现故障导线线号的快速判断。

8、进一步的，所述通断检测模块包括阻抗调节单元和光耦检测单元，阻抗调节单元包括电阻r1、r2、r3，光耦检测单元包括光耦u1和电阻r4，电阻r1一端连接+5v电源，电阻r1另一端连接参考通道，电阻r2一端连接测试通道，电阻r2另一端接地，电阻r3一端连接测试通道，电阻r3另一端连接光耦u1的引脚1，光耦u1的引脚2接地，光耦u1的引脚4连接电源vcc，光耦u1的引脚3作为输出端连接控制处理模块并通过电阻r4接地。

9、进一步的，多路模拟开关切换模块采用cd4x系列多路数字控制模拟开关芯片，并且多路模拟开关切换模块与控制处理模块相连。

10、进一步的，还包括语音播报模块，语音播报模块与控制处理模块相连。

11、进一步的，还包括线号标识模块，线号标识模块与控制处理模块相连。

12、进一步的，还包括蓝牙模块，蓝牙模块与控制处理模块相连。

13、本发明还公开了一种电力变压器线圈绝缘在线监测方法，包括以下步骤：

14、s01）、将变压器线圈导线与监测装置的测试端子依次连接；

15、s02）、监测装置接通+5v电源，多路模拟开关切换模块自动将变压器线圈导线分为参考通道和测试通道两部分，通断检测模块进行线圈导线状态监测；

16、s03）、控制处理模块采集通断检测模块输出的电位信息，通过内部控制程序实现线圈导线状态判断，若出现故障则记录线圈导线标号，下达故障报警指令，并发送至语音播报模块、线号标识模块以及蓝牙模块；

17、s04）、语音播报模块接收到控制处理模块下达的故障报警指令，进行故障语音播报；同步的，线号标识模块接收到控制处理模块下达的线圈导线线号记录指令后，进行故障导线线号标识；

18、s05）、控制处理模块将线圈导线绝缘状态信息通过蓝牙模块发送至手机app应用程序，实现变压器线圈导线故障远程报警提示。

19、进一步的，步骤s03）中，控制处理模块实现线圈导线状态判断的具体过程为：

20、s31）、状态初始化，监测装置上电后，进行指示灯状态初始化，使其置于熄灭状态；

21、s32）、线圈导线线号轮询，通过控制处理模块控制多路模拟开关切换模块，实现对检测通道的轮询检测，以实现对多路变压器线圈导线线号轮询；

22、s33）、通断状态判断及记录，通过控制处理模块读取通断检测模块输出信号，当装置两根测试线分别连接到变压器线圈的两根导线时，若控制处理模块读取到高电平信号，则表示检测的参考通道和测试通道之间的变压器线圈两根导线短路，内部控制程序判定当前检测的线圈两根导线之间绝缘破损，同时记录当前发生短路的两根导线线号；当装置两根测试线连接到变压器线圈的同一根导线时，若控制处理模块读取到低电平信号，则表示检测的变压器线圈导线断路，内部控制程序判定当前检测的线圈导线内部有断线问题，同时记录当前发生断路的导线线号；

23、s34）、声光报警标识，在装置完成变压器线圈导线线号第一轮次全部轮询后，通过控制处理模块将记录的变压器线圈故障导线线号信息发送至线号标识模块，完成本次轮询中所记录的故障导线线号对应的指示灯点亮，同时通过控制处理模块控制语音模块实现故障语音报警；

24、s35）、开启下一轮次轮询检测，重复进行s01）-s05）步骤，在下一轮次轮询完毕之前，声光报警保持上一轮次轮询的结果状态。

25、本发明的有益效果：本发明所提出的一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置及方法，能够实现不同电压等级、不同容量、不同结构的电力变压器线圈绕制过程中导线自身状态或导线之间绝缘状态的智能监测，检测误判率低、速度快，及时发现变压器线圈绕制或者器身压服等过程中出现的绝缘破损问题，快速识别绝缘损坏的导线线号，降低因导线问题造成线圈重绕引起的误工风险，提高线圈绕制生产效率及生产质量，节省变压器生产成本，减少变压器生产过程碳排放量，实现低碳节能目的。

技术特征：

1.一种电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：包括测试端子、多路模拟开关切换模块、通断检测模块和控制处理模块；

2.根据权利要求1所述的电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：所述通断检测模块包括阻抗调节单元和光耦检测单元，阻抗调节单元包括电阻r1、r2、r3，光耦检测单元包括光耦u1和电阻r4，电阻r1一端连接+5v电源，电阻r1另一端连接参考通道，电阻r2一端连接测试通道，电阻r2另一端接地，电阻r3一端连接测试通道，电阻r3另一端连接光耦u1的引脚1，光耦u1的引脚2接地，光耦u1的引脚4连接电源vcc，光耦u1的引脚3作为输出端连接控制处理模块并通过电阻r4接地。

3.根据权利要求1所述的电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：多路模拟开关切换模块采用cd4x系列多路数字控制模拟开关芯片，并且多路模拟开关切换模块与控制处理模块相连。

4.根据权利要求1所述的电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：还包括语音播报模块，语音播报模块与控制处理模块相连。

5.根据权利要求1所述的电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：还包括线号标识模块，线号标识模块与控制处理模块相连。

6.根据权利要求1所述的电力变压器线圈绝缘在线监测装置，其特征在于：还包括蓝牙模块，蓝牙模块与控制处理模块相连。

7.一种电力变压器线圈绝缘在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的电力变压器线圈绝缘在线监测方法，其特征在于：步骤s03）中，控制处理模块实现线圈导线状态判断的具体过程为：

技术总结
本发明公开一种电子变压器线圈绝缘在线监测装置及方法，所述监测装置包括测试端子、多路模拟开关切换模块、通断检测模块和控制处理模块；测试端子通过测试线与变压器线圈相连，实现被测变压器线圈的接入；多路模拟开关切换模块连接于测试端子与通断检测模块之间，实现将变压器线圈接入通断检测模块；通断检测模块实现变压器线圈导线自身状态或者导线之间绝缘状态的判断；控制处理模块与通断检测模块相连，实现故障导线线号的快速判断。本发明能够对电力变压器线圈绕制过程中、线圈烘烤、器身压服等过程中可能出现的导线自身状态及导线间绝缘损伤进行实时监测，不受线圈导线线规、线圈结构型式等影响。

技术研发人员：吕腾飞,吴悠,王新刚,傅春明,姜良刚,王得晨,张锋,时培征
受保护的技术使用者：山东电工电气集团数字科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13