气体继电保护装置的制作方法

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种气体继电保护装置。

背景技术：

电力系统的安全运行对日常生活和生产至关重要。在输配电系统中，大型变压器和有载分接开关大多数需要采用冷却油液进行冷却才能正常工作，与此同时，这类大型的输配电设备需要配备安全可靠的保护装置以确保其安全运行。

其中，在大型油浸式有载分接开关中，重瓦斯保护功能在这些设备安全运行保障方面十分重要。但是，目前针对油浸式有载分接开关的保护装置多数采用复杂的机械和磁铁机构，响应速度较慢，进而影响了防护效果。

因此，如何提供一种响应较快的气体继电保护装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种气体继电保护装置，响应速度较为迅速。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气体继电保护装置，包括壳体，所述壳体上设有第一腔室，所述第一腔室上开设有同轴的进油口和出油口；所述壳体内设有l型的毕托管，所述毕托管的x轴管与所述进油口同轴设置且端口朝向所述进油口，所述毕托管的y轴管贯穿所述第一腔室并伸出于所述第一腔室之外，所述y轴管的端口上设有压力传感器，所述压力传感器电连接于数据处理装置，所述数据处理装置电连接于待控制设备，所述数据处理装置能够根据所述压力传感器的信号生成用于控制所述待控制设备的动作信号。

优选地，还包括设于所述第一腔室之内的温度感应器，所述温度感应器电连接于所述数据处理装置，所述数据处理装置能够利用所述温度感应器的信号修正根据所述压力传感器的信号得到的液体流速，再根据修正后的液体流速生成用于控制所述待控制设备的动作信号。

优选地，所述数据处理装置包括温差计算单元和设于中央处理器中的温度处理模块；

所述温差计算单元用于计算预设温度与所述温度感应器检测的实时温度之间的温差，并将温差值输送至所述数据处理装置；

所述温度处理模块用于利用所述温差值修正根据所述压力传感器的信号得到的液体流速。

优选地，所述压力传感器与所述温差计算单元分别通过a/d接口与所述中央处理器连接。

优选地，所述数据处理装置电连接于复位按钮，所述复位按钮用于对所述数据处理装置进行初始化。

优选地，所述壳体还包括与所述第一腔室并列设置的第二腔室，所述数据处理装置与所述压力传感器设于所述第二腔室中。

优选地，所述数据处理装置上设有rs485通信总线接口。

优选地，所述y轴管上设有压力平衡孔，所述压力平衡孔的轴向与所述x轴管的轴向、所述y轴管的轴向相垂直。

优选地，所述数据处理装置还包括显示模块。

本发明提供的气体继电保护装置，包括壳体，壳体上设有第一腔室，第一腔室上开设有同轴的进油口和出油口；壳体内设有l型的毕托管，毕托管的x轴管与进油口同轴设置且端口朝向进油口，毕托管的y轴管贯穿第一腔室并伸出于第一腔室之外，y轴管的端口上设有压力传感器，压力传感器电连接于数据处理装置，数据处理装置电连接于待控制设备，数据处理装置能够根据压力传感器的信号生成用于控制待控制设备的动作信号。

该气体继电保护装置基于毕托管原理测量流速，可以实现在线智能保护，具体在壳体内设置毕托管与压力传感器以进行检测，进而由数据处理装置直接对待控制设备进行控制，以此实现对待控制设备的保护功能，无需像现有技术中设置复杂的机械和磁铁机构，能够极大简化气体继电保护装置的结构；同时，相比于机械结构，压力传感器的响应速度迅速，甚至能够达到几十毫秒级别，测量快速且分辨率高，进而数据处理装置可以及时对待控制设备进行相应的控制，动作精度高，整体的响应速度相对较快；另外，相比于现有技术中通过机械运动实现保护功能的磁铁机构，本实施例中由于气体继电保护装置内部始终无机械运动，整体结构具有抗震动和反向油流的能力，结构坚固可靠，产品的稳定性、工作可靠性以及耐用性较好，不容易受磁场干扰，且便于安装与整定，安装调试方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的气体继电保护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中的气体继电保护装置的示意简图，其中，箭头指示油液流动方向。

图1和图2中：

1-壳体，11-第一腔室，111-进油口，112-出油口，12-第二腔室，13-电源电连接器，14-继电器输出节点连接器，2-压力传感器，3-毕托管，31-压力平衡孔，32-x轴管，33-y轴管，4-温差计算单元，5-温度感应器，6-复位按钮，7-电路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种气体继电保护装置，响应速度较为迅速。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明所提供气体继电保护装置的一种具体实施例中，请参考图1和图2，包括壳体1。壳体1上设有第一腔室11，第一腔室11上开设有同轴的进油口111和出油口112，优选地，进油口111和出油口112可以为直径相同的圆孔。壳体1内设有l型的毕托管3，包括x轴管32和y轴管33，x轴管32的端口与y轴管33的端口分别对应于毕托管3的自由端的端口。y轴管33与x轴管32通常为相垂直且连通的管路。毕托管3的x轴管32与进油口111同轴设置且端口朝向进油口111，毕托管3的y轴管33贯穿第一腔室11并伸出于第一腔室11之外。y轴管33的端口上设有压力传感器2，压力传感器2电连接于数据处理装置，数据处理装置电连接于待控制设备。数据处理装置能够根据压力传感器2的信号生成用于控制待控制设备的动作信号，以此实现重瓦斯保护功能或者其他保护功能。

其中，在使用过程中，第一腔室11进油口111可以连接油浸式分接开关或者变压器，而出油口112连接油枕。第一腔室11始终保持满油状态，若油不满，油枕会近乎于瞬间将油补满。毕托管3伸入第一腔室11内的部分浸入第一腔室11内的油中。

其中，进油口111与出油口112处均可以设置法兰结构，以便于其他装置连接。

其中，待控制设备具体可以包括油浸式分接开关、变压器、警报系统等。对于数据处理装置的控制方式，一种具体的实施方式中，数据处理装置接收到的压力传感器2实时检测的油液压力后会转化成液体流速，在数据处理装置判定实时的液体流速大于数据处理装置中的第一预设流速阈值时，数据处理装置控制警报系统进行报警，以提示工作人员运行存在危险；在数据处理装置判定实时的液体流速大于数据处理装置中的第二预设流速阈值时，数据处理装置控制变压器停机，以使存在危险的变压器退出运行。其中，第一预设流速阈值小于第二流速阈值。当然，在其他实施例中，数据处理装置还可以直接根据压力传感器2检测的压力值对待控制设备进行控制，或者利用该压力值、由该压力值转换成的液体流速同时进行控制。

本实施例中，在壳体1内设置毕托管3与压力传感器2以进行检测，进而由数据处理装置直接对待控制设备进行控制，以此实现对待控制设备的保护功能，无需像现有技术中设置复杂的机械和磁铁机构，能够极大简化气体继电保护装置的结构；同时，相比于机械结构，压力传感器2的响应速度迅速，具体能够达到几十毫秒级别，测量快速且分辨率高，进而数据处理装置可以及时对待控制设备进行相应的控制，动作精度高；另外，相比于现有技术中通过机械运动实现保护功能的磁铁机构，本实施例中由于气体继电保护装置内部始终无机械运动，整体结构具有抗震动和反向油流的能力，产品的稳定性、工作可靠性以及耐用性较好，不容易受磁场干扰，且便于安装与整定。

进一步地，该气体继电保护装置还可以包括设置在第一腔室11之内的温度感应器5，温度感应器5电连接于数据处理装置，数据处理装置能够利用温度感应器5的信号修正根据压力传感器2的信号得到的液体流速，再根据修正后的液体流速生成用于控制待控制设备的动作信号。

在使用时，温度感应器5浸入第一腔室11中的油液中，以实时检测油温。

由于同样压力差产生的油液速度存在一定误差，单一的压力测试可能不能准确反映设备运行情况。同时，由于在不同温度条件下，冷却油液的密度和流动粘度存在一定差异，且有载分接开关动作时也会产生热量使得油温有所上升，即：油液温度能够在一定程度上影响设备正常运行。为了提高实时检测精度，本实施例中从温度测试的角度出发，另外设置温度感应器5，通过温度感应器5检测第一腔室11内的油液温度，数据处理装置根据该油液温度情况进一步对液体流速进行必要的修正计算，即，压力传感器2转换成的液体流速不直接利用，而是先进行修正，再利用修正后的液体流速用于生成动作信号。

进一步地，数据处理装置具体可以包括温差计算单元4和设于中央处理器中的温度处理模块。温差计算单元4用于计算预设温度与温度感应器5检测的实时温度之间的温差，并将温差值输送至数据处理装置。温度处理模块用于根据温差值对液体流速进行必要的修正计算，以便提高测量油液速度准确性。其中，液体流速为根据压力传感器2的信号得到的。

其中，预设温度通常为定值，可以为根据本领域实际工作经验或者其他方式获得的，具体可以作为在温差处理模块中的预设参数值。通过计算实时温度与预设温度的温差反映温度变化情况。

其中，可选地，中央处理器中，为检测误差和提高测量精度，温度处理模块可以采用温度修正算法对接收的实时温差值进行修正，例如，可以为先利用接收的实时温差值修正函数，再将该实时温差值代入修正后的函数以得到修正后温差值。

其中，可选地，为便于安装，数据处理装置中各模块的设置位置可以根据实际需要进行设置，例如，如图2所示，温差计算单元4可以设置单独设置为一个元件，而其他模块均设置在同一个电路板7上作为中央处理器，温差计算单元4与中央处理器电连接以传输信号。优选地，压力传感器2与温差计算单元4可以分别通过a/d接口与中央处理器连接。

进一步地，数据处理装置可以电连接于复位按钮6，复位按钮6用于对数据处理装置进行初始化。

其中，在中央处理器中具体可以包括压力处理模块，压力处理模块电连接压力传感器2。对于压力值的处理方法，由于被测量的量值与实际客观物理量值大多具有非线性特性，通过伯努利方程可以知道，流速和压强以及流体密度的二阶函数相关规律，并通过实验数据以及采用非线性数据拟合技术进行反复迭代运算和修正，最终采纳比较优化的算法控制，以保证获得较为精准测量流速。具体地，在压力处理模块中，对压力的处理是一个多次迭代修正的过程，直至新函数所产生的计算结果与实际结果相近，直至拟合完成。

由于在气体继电保护装置使用过程中，其内设置的各种函数、参数等信息可能会结合气体继电保护装置所连通的有载分接开关或者变压器的实际情况不断被修正，当该气体继电保护装置应用于其他油浸式有载分接开关或变压器时，通过按动复位按钮6对数据处理装置进行初始化，数据处理装置中的函数、参数等信息相应初始化和记忆参数，可以使该气体继电保护装置能够可靠地应用于对不同的有载分接开关或者变压器的保护中。

进一步地，壳体1还可以包括与第一腔室11并列设置的第二腔室12，数据处理装置与压力传感器2设于第二腔室12中。

其中，可选地，如图1所示，在使用过程中，进油口111、出油口112的轴向可以呈水平状态，第二腔室12位于第一腔室11的正上方，第二腔室12与第一腔室11通过第一腔室11与第二腔室12之间的壁面相隔开。第一腔室11的顶壁上设有和第二腔室12贯通的第一通孔和第二通孔，毕托管3的y轴管33经第一通孔伸入第二腔室12内，温度感应器5位于第一腔室11内，温度感应器5经第二通孔中的线缆和温差计算单元电连接。另外，壳体1上可以设置复位按钮6、继电器输出节点连接器14以及电源电连接器13，中央处理器与继电器输出接点电连接，以通过中央处理器控制气体继电保护装置的启停或者其他动作。壳体1的电源通信接口可通过rs485总线相连外部电源。

本实施例中，数据处理装置设置在第二腔室12内部，可以受到壳体1的保护，同时，有利于减少压力传感器2与温度感应器5受到外界环境的影响。

进一步地，数据处理装置上可以设置rs485通信总线接口，以通过rs485通信总线接口与待控制设备电连接，可支持电力系统101通信规约，实现智能电网实时在线远程设置和监控。

进一步地，y轴管33上设有压力平衡孔31，压力平衡孔的轴向与x轴管32的轴向、y轴管33的轴向相垂直，以实现y轴管33在压力平衡孔31贯穿方向上的压力平衡。

进一步地，数据处理装置还可以包括显示模块，具体可以用于显示压力传感器2检测的压力值、压力值转化成的流速值以及温度感应器5检测的温度值或者转化成的温差值等信息。

进一步地，壳体1上可以设置与数据处理装置电连接的指示灯，各指示灯可以对应于不同的故障，以确保操作人员对现场状态的故障核查。

本实施例的气体继电保护装置的一种具体使用过程如下：

当冷却油液从进油口111进入，毕托管3水平的x轴管32端部朝向于冷却油液的进油口111，因此部分冷却油液会从毕托管3x轴管32进入毕托管3内，从而使得原毕托管3内的油液向上移动。根据毕托管3原理，位于毕托管3内上升的油液会对位于毕托管3竖直管段的y轴管33顶部的压力传感器21产生压力差，压力传感器2检测到油压后会将相应的信号传送至数据处理装置，数据处理装置根据接收到的压力值转换得到冷却油液的流速值，从而实现对冷却油液实时检测。

当数据处理装置通过压力传感器2检测油液压力后转换为油液流速，与此同时，通过温度感应器5检测油液温度值后，可以对油液流速进行修整，数据处理装置根据修正后的油液流速进行控制，通过继电器输出接点连接器、rs485通信总线向外输出动作信号或者输出预警信号，以对先兆重瓦斯发生进行预警，能够更好地指导设置检查和维护工作，避免设备故障发生。

本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的气体继电保护装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。