油浸式电力变压器监控装置制造方法

文档序号:7370294阅读:115来源:国知局
油浸式电力变压器监控装置制造方法
【专利摘要】油浸式电力变压器监控装置属于电力变压器监控【技术领域】,尤其涉及一种油浸式电力变压器监控装置。本实用新型提供一种自动化程度高、监控准确的油浸式电力变压器监控装置。本实用新型包括电源模块、检测变压器二次侧的电压传感器、检测变压器二次侧的电流传感器、本地时钟模块、电能计量及分析模块、模拟量采集控制器、信号调理电路、存储模块、HMI(人机接口)模块、中央控制器、数字量输入模块、数字量输出模块和通信模块,其结构要点中央控制器端口分别与本地时钟模块端口、电能计量及分析模块输出端口、模拟量采集控制器端口、存储模块端口、HMI模块端口、数字量输入模块端口、数字量输出模块端口、通信模块端口相连。
【专利说明】油浸式电力变压器监控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力变压器监控【技术领域】,尤其涉及一种油浸式电力变压器监控装置。
【背景技术】
[0002]配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备,其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分。随着配电自动化建设的广泛开展,配电变压器的智能监控已成为配电自动化系统的重要组成部分之一。配电变压器智能监控装置是一种远动装置,分布在配电变压器运行现场,安装配电变压器智能监控装置的作用主要表现在以下几个方面。
[0003](I)有利于供电企业加强对中低压线损的管理,为实现分压、分站、分线和分台区的线损计算和理论分析提供强有力的技术手段,同时为低压电网的安全运行分析、负荷预测、电压合格率监测等业务提供基础数据,是电力管理的重要工具。
[0004](2)作为供电企业,在进行中,低压电网设计时,对居民负荷的现状必须做科学规划、系统增容、配电变压器布点选择等日常规划工作必须有科学的依据,这些依据可以由配电变压器监控装置来提供。
[0005](3)对电力系统生产部门来说,设备安全的监视是其关注的首要目标,配电变压器监控装置能检测变压器的电流越限、三相不平衡率等参数以及缺相、停电等状况,作为安全运行的判据。
[0006](4)配电变压器智能监控装置可以从两方面优化系统的经济运行:一是用最优的智能无功补偿策略,现场控制并联电容器组的投切,就地保持系统的无功平衡,提高配电变压器总负荷的功率因数,降低技术线损;二是自动监测、存储配电变压器的运行数据,作为电力企业的一些专业分析工作,如负荷预测、线损分析、配电网规划等提供数据;分别从技术和管理的角度提高运行的经济性。
[0007]现有配电变压器监控装置,由于采用功能单一的仪表或控制装置,存在监控系统功能少、所测参数不全、数据统计分析不便、数据存储繁琐、时效性不高以及可靠性差等诸多问题。近年来,随着计算机技术的不断发展和渗透,电力系统自动化程度不断提高,对配电变压器的参数测量、数据处理以及数据传送的方式等提出了更高的要求。

【发明内容】

[0008]本实用新型就是针对上述问题,提供一种自动化程度高、监控准确的油浸式电力变压器监控装置。
[0009]为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,本实用新型包括电源模块、检测变压器二次侧的电压传感器、检测变压器二次侧的电流传感器、本地时钟模块、电能计量及分析模块、模拟量采集控制器、信号调理电路、存储模块、HMI (人机接□)模块、中央控制器、数字量输入模块、数字量输出模块和通信模块,其结构要点中央控制器端口分别与本地时钟模块端口、电能计量及分析模块输出端口、模拟量采集控制器端口、存储模块端口、ΗΜΙ模块端口、数字量输入模块端口、数字量输出模块端口、通信模块端口相连,电压传感器和电流传感器均通过信号调理电路分别与电能计量及分析模块、模拟量采集控制器相连。
[0010]所述数字量输入模块用于输入变压器及冷却风机组的状态信号。
[0011]所述数字量输出模块用于输出冷却风机组及隔离开关的控制信号。
[0012]作为一种优选方案,本实用新型所述电压传感器和电流传感器均采用穿心式互感器。
[0013]作为另一种优选方案,本实用新型所述通信模块包括RS232模块、RS485模块和工业以太网模块;所述RS485模块用于采集油浸变压器中的温度信息。
[0014]作为另一种优选方案,本实用新型所述RS485模块分别与分接开关室的油温传感器、变压器主油箱的顶部油温传感器、冷凝器入端油温传感器、冷凝器出端油温传感器相连。
[0015]作为另一种优选方案,本实用新型所述变压器主油箱的顶部油温传感器采用双钼电阻传感器。
[0016]作为另一种优选方案,本实用新型所述RS232模块、RS485模块、工业以太网模块与所述中央控制器之间均采用光电隔离。
[0017]作为另一种优选方案,本实用新型所述数字量输入模块分别与振动传感器、变压器瓦斯浓度传感器、冷却风机组运行状态反馈信号端口相连。
[0018]作为另一种优选方案,本实用新型所述数字量输出模块分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
[0019]其次,本实用新型所述数字量输出模块通过继电器分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
[0020]另外,本实用新型所述HMI模块分别与IXD显示器、键盘相连。
[0021]本实用新型有益效果。
[0022]本实用新型通过电源模块、检测变压器二次侧的电压传感器、检测变压器二次侧的电流传感器、本地时钟模块、电能计量及分析模块、模拟量采集控制器、信号调理电路、存储模块、HMI模块、中央控制器、数字量输入模块、数字量输出模块和通信模块的配合使用,可在线监测主变压器的工作状态及配套的有载分接开关的工作状态,对其运行中的运行性能进行检测,对变压器及有载分接开关的状态进行诊断。当有载分接开关上控制回路发生操作错误时,通过实时监测二次侧的电压参数及电流参数采取必要的控制动作,从而可避免因为变压器二次侧电压超出正常工作范围而造成用户的电机、计算机等设备的损坏。由上述可知,本实用新型自动化程度高、监控准确、防护性强。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0024]图1是本实用新型电路原理框图。
【具体实施方式】
[0025]如图所示,本实用新型包括电源模块、检测变压器二次侧的电压传感器、检测变压器二次侧的电流传感器、本地时钟模块、电能计量及分析模块、模拟量采集控制器、信号调理电路、存储模块、HMI模块、中央控制器、数字量输入模块、数字量输出模块和通信模块,中央控制器端口分别与本地时钟模块端口、电能计量及分析模块输出端口、模拟量采集控制器端口、存储模块端口、HMI模块端口、数字量输入模块端口、数字量输出模块端口、通信模块端口相连,电压传感器和电流传感器均通过信号调理电路分别与电能计量及分析模块、模拟量采集控制器相连。
[0026]所述数字量输入模块用于输入变压器及冷却风机组的状态信号。
[0027]所述数字量输出模块用于输出冷却风机组及隔离开关的控制信号。
[0028]所述本地实钟模块和存储模块用于对变压器的控制事件进行带有时间戳的日志管理。存储模块可采用FLASH存储器芯片at45db321d,存储容量为8M字节;本地时钟模块可采用FM31256。
[0029]所述电源模块为整个监控装置供电,主要提供直流24V电压。
[0030]所述数字量输入模块可设置八路输入信号,数字量输出模块可设置同时输出八路控制信号。
[0031]所述模拟量采集控制器可采用PIC18F4520单片机,其内部具有10位A/D转换器。中央控制器可采用STM32F417ZGT6 ARM芯片。电能计量及分析模块可采用专用芯片ATT7022C。
[0032]所述电压传感器和电流传感器均采用穿心式互感器。
[0033]所述通信模块包括RS232模块、RS485模块和工业以太网模块;所述RS485模块用于采集油浸变压器中的温度信息。RS485模块可采用SN75LBC184芯片,工业以太网模块可采有DP83848I芯片。其中工业以太网通信模块支持IEC61850协议。本实用新型可以通过双工业以太网模块与上位机及其监控软件进行集成,控制方式分为本地手动、本地自动、远程控制三种,可以通过HMI模块设置控制方式。本地手动通过按键实现并且具有最高优先级,本地自动通过监测的状态自动完成;远程控制时,通过接收到的上位机监控软件的控制指令完成相应控制动作。
[0034]所述RS485模块分别与分接开关室的油温传感器、变压器主油箱的顶部油温传感器、冷凝器入端油温传感器、冷凝器出端油温传感器相连。
[0035]所述变压器主油箱的顶部油温传感器采用双钼电阻传感器;保证主变油温测量的准确性。
[0036]所述RS232模块、RS485模块、工业以太网模块与所述中央控制器之间均采用光电隔离;隔离电压超过3000V。
[0037]所述数字量输入模块分别与振动传感器、变压器瓦斯浓度传感器、冷却风机组运行状态反馈信号端口相连。
[0038]所述数字量输出模块分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
[0039]所述数字量输出模块通过继电器分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
[0040]所述HMI模块分别与IXD显示器、键盘相连。显示器可采用320X240分辩率的LCD显示器;键盘可采用10个按键,具有菜单选择、控制命令输入、数据输入、界面切换等功能。IXD显示器可以实时显示变压器的主要工作状态,也可显示变压器控制事件的历史日志信息;通过键盘可以设置监控的工作方式、监控参数的上、下限值等参数。
[0041]下面结合【专利附图】
附图
【附图说明】本实用新型的工作过程。
[0042]电压传感器及电流传感器采集变压器二次侧的电量参数,经过信号调理电路送入电能计量及分析模块、模拟量采集控制器进行电网参数测量及分析,分析结果通过HMI模块设定的固定时间间隔进行历史数据存储。中央控制器通过与电能计量及分析模块、模拟量采集控制器进行实时通信来了解电网参数测量及分析结果,并将分析结论通过LCD显示器显示出来。
[0043]RS485模块采集变压器及其OLTC (有载分接开关)的温度参数,中央控制器根据RS485模块上传的温度参数决定冷却风机组的运行控制策略,并通过数字量输出模块控制风机的运行。
[0044]可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.油浸式电力变压器监控装置,包括电源模块、检测变压器二次侧的电压传感器、检测变压器二次侧的电流传感器、本地时钟模块、电能计量及分析模块、模拟量采集控制器、信号调理电路、存储模块、HMI模块、中央控制器、数字量输入模块、数字量输出模块和通信模块,其特征在于中央控制器端口分别与本地时钟模块端口、电能计量及分析模块输出端口、模拟量采集控制器端口、存储模块端口、HMI模块端口、数字量输入模块端口、数字量输出模块端口、通信模块端口相连,电压传感器和电流传感器均通过信号调理电路分别与电能计量及分析模块、模拟量采集控制器相连; 所述数字量输入模块用于输入变压器及冷却风机组的状态信号; 所述数字量输出模块用于输出冷却风机组及隔离开关的控制信号。
2.根据权利要求1所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述电压传感器和电流传感器均采用穿心式互感器。
3.根据权利要求1所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述通信模块包括RS232模块、RS485模块和工业以太网模块;所述RS485模块用于采集油浸变压器中的温度信息。
4.根据权利要求3所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述RS485模块分别与分接开关室的油温传感器、变压器主油箱的顶部油温传感器、冷凝器入端油温传感器、冷凝器出端油温传感器相连。
5.根据权利要求4所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述变压器主油箱的顶部油温传感器采用双钼电阻传感器。
6.根据权利要求3所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述RS232模块、RS485模块、工业以太网模块与所述中央控制器之间均采用光电隔离。
7.根据权利要求1所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述数字量输入模块分别与振动传感器、变压器瓦斯浓度传感器、冷却风机组运行状态反馈信号端口相连。
8.根据权利要求1所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述数字量输出模块分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
9.根据权利要求8所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述数字量输出模块通过继电器分别与冷却风机组运行控制端口、隔离开关运行控制端口相连。
10.根据权利要求1所述油浸式电力变压器监控装置,其特征在于所述HMI模块分别与IXD显示器、键盘相连。
【文档编号】H02J13/00GK203589839SQ201320659018
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】尹常永, 田景贺, 郝波, 曾祥萍, 孙笑雨, 李川, 郎东革, 马超, 高明亮, 包妍, 黄硕 申请人:沈阳工程学院
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