CN107727968A - 一种干式变压器状态监测设备 - Google Patents

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郭晨华
郑德宝
李周
杨志强
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Abstract

本发明公开了一种干式变压器状态监测设备，包括单片机、温度控制电路、433M无线接收模块、GPRS无线通讯模块、温湿度传感器、三个电流温度复合型传感器，所述电流温度复合型传感器安装在干式变压器的低压母排输出端，且电流温度复合型传感器与所述低压母排输出端的三相一一对应设置；电流温度复合型传感器通过433M无线接收模块连接单片机，温度控制电路、温湿度传感器、GPRS无线通讯模块均与单片机连接。本发明拓展了传统的检测范围，做到了实时在线检测变压器的复合状态，简化了干式变压器状态监测设备的安装过程，解决了广袤地域范围内分布的变压器远程通讯的问题。

Description

一种干式变压器状态监测设备
技术领域
本发明涉及一种电力变压器监测，尤其涉及一种干式变压器状态监测设备。
背景技术
目前，干式变压器热平衡性能差，传统的干式变压器温度控制器是对变压器绕组的运行温度进行检测、驱动风机实现强迫风冷以及报警控制。干式变压器温度控制器主要用于对干式变压器的保护，防止其绕组温度过高而损坏变压器。此外，它还具有综合测温和显示功能，可显示三相绕组的温度、最高温度、整定温度以及用户设定的温度等；能指示超温、超高温、故障状态、通过键盘可更改设定温度等。干式变压器温度控制器是维护干式变压器运行的重要部件，能有效防止变压器温升过高引发事故，还能促进变电站的科学管理。
传统的变压器温控器一般采用RS485(或RS232，或4-20mA)接口通讯方式。随着的新型干式变压器应用领域的不断扩展，对干式变压器运行状态的集中监控提出了更高的要求：所安装的干式变压器，存在分布型式多样、相互间距离差别较大、无人值守及多套监控***等问题。若温度控制***仍采用有线通讯方式，在很多情况下都很难满足要求。随着计算机技术和网络技术的发展，通讯的网络化、智能化、集成化和标准化发展，对传统的温控器提出了新的要求：***的通讯结构应尽量具有多样性的、使用标准协议的通讯方式、本地无线通讯、远程无线通讯、网络云管理等是今后的发展趋势。传统的干式变压器温度控制器一般有三个或四个有线的铂电阻温度传感器，根据监测的温度数据与阀值进行对比，从而产生风机启停、超温告警、超温跳闸等控制信号。温度数据及控制信号通过仪器面板进行现场直接显示，还可通过有线通讯电缆传送至远端监控中心。
但是，现有的这种干式变压器温度控制器存在以下缺陷：
具有监测单一的局限性，并且温度数据仅为状态性物理量，难以仅通过温度对变压器的负载情况，故障情况做准确的判断。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种干式变压器状态监测设备，其能够克服现有技术中监测单一的缺陷。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种干式变压器状态监测设备，应用于干式变压器，包括单片机、温度控制电路、433M无线接收模块、GPRS无线通讯模块、温湿度传感器、三个电流温度复合型传感器，所述电流温度复合型传感器安装在干式变压器的低压母排输出端，且电流温度复合型传感器与所述低压母排输出端的三相一一对应设置；电流温度复合型传感器通过433M无线接收模块连接单片机，温度控制电路、温湿度传感器、GPRS无线通讯模块均与单片机连接。
进一步地，温度控制电路包括至少三个铂电阻温度传感器、ESD保护电路、信号调理电路、多路开关和模数转换器，三个铂电阻温度传感器均与ESD保护电路连接，ESD保护电路、信号调理电路、多路开关、模数转换器和单片机依次连接。
进一步地，还包括RS485通讯模块和/或4-20mA通讯模块，RS485通讯模块和/或4-20mA通讯模块均与单片机连接。
进一步地，单片机还连接有存储器。
进一步地，单片机还连接有操作键盘。
进一步地，单片机还连接有显示屏。
进一步地，单片机还连接有指示灯。
进一步地，单片机还连接有多路继电器。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明增加了干式变压器低压三相输出电流监测功能，拓展了传统的检测范围，做到了实时在线检测变压器的复合状态，所监测的电流数据，可用于干式变压器的能效分析和故障分析；
(2)增加了母排接点温度监测功能，采用无线传输的通讯方式，简化了干式变压器状态监测设备的安装过程，避免了有线连接带来的相间短路等安全性问题；
(3)增加了GPRS远程无线通讯模块，解决了广袤地域范围内分布的变压器远程通讯的问题，所有监测数据上传远端云服务器，通过互联网，即可以在全球范围内实时在线监控所有变压器的运行状态。
附图说明
图1为发明的一种干式变压器状态监测设备的模块结构图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，本发明提供一种干式变压器状态监测设备，应用在干式变压器上，主要包括单片机、温度控制电路、433M无线接收模块、GPRS无线通讯模块、温湿度传感器、三个电流温度复合型传感器。电流温度复合型传感器通过433M无线接收模块连接单片机，温度控制电路、温湿度传感器、GPRS无线通讯模块均与单片机连接。所述温度控制电路即是传统的干式变压器温度控制器，实现至少三相的温度监测，包括至少三个铂电阻温度传感器、ESD保护电路、信号调理电路、多路开关和模数转换器，三个铂电阻温度传感器均与ESD保护电路连接，ESD保护电路、信号调理电路、多路开关、模数转换器和单片机依次连接。还可以添加多一路，同时也就是多一个铂电阻温度传感器。
电流温度复合型传感器安装在干式变压器的低压母排输出端，且电流温度复合型传感器与所述低压母排输出端的三相一一对应设置，A/B/C三相每相分别安装一个。通过所述的433M无线接收模块的就地无线采集功能，使干式变压器状态监控设备可以采集变压器的负载电流数据，同时也可采集三相母排接点的温度数据。
GPRS无线通讯模块通过移动通讯的无线网络，将采集到变压器温度数据、电流数据、环境温湿度数据、各路继电器动作状态，风机状态等信息传送到远程后台服务器上。GPRS无线通讯模块优选但不限于采用USR-GPRS232-7S3工业级嵌入式GPRS模块。电流温度复合型传感器基于GPRS无线通讯模块的远程通讯功能，在后台服务器上运行变压器状态监测***云平台，通过互联网，设备管理人员即可以在全球范围内实时在线监控全部已联网变压器的运行状态。
温湿度传感器采用数字温湿度传感芯片HTU21D。温湿度传感器通过I2C数据线与单片机相连。用于监测干式变压器所处工作环境的温度和湿度状态信息。
本发明还可以进一步包括RS485通讯模块和/或4-20mA通讯模块，这两个模块均与单片机连接。
单片机还可以连接有存储器，如EEPROM，为带电可擦写可编程只读存储器。此外，本发明还可以包括拥有供用户输入的操作键盘、显示干式变压器状态信息的显示屏、作为报警警示的指示灯，操作键盘、显示屏和指示灯均与单片机连接。
还包括与单片机连接的多路继电器，多路继电器一般包括有超温报警输出、超温跳闸输出、工作状态输出、铁心报警输出、风机报警输出、失电报警输出、风机控制输出等。当然本发明在实际应用中还需要配置一个电源模块为整个设备提供电能。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种干式变压器状态监测设备，应用于干式变压器，其特征在于，包括单片机、温度控制电路、433M无线接收模块、GPRS无线通讯模块、温湿度传感器、三个电流温度复合型传感器，所述电流温度复合型传感器安装在干式变压器的低压母排输出端，且电流温度复合型传感器与所述低压母排输出端的三相一一对应设置；电流温度复合型传感器通过433M无线接收模块连接单片机，温度控制电路、温湿度传感器、GPRS无线通讯模块均与单片机连接。
2.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，温度控制电路包括至少三个铂电阻温度传感器、ESD保护电路、信号调理电路、多路开关和模数转换器，三个铂电阻温度传感器均与ESD保护电路连接，ESD保护电路、信号调理电路、多路开关、模数转换器和单片机依次连接。
3.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，还包括RS485通讯模块和/或4-20mA通讯模块，RS485通讯模块和/或4-20mA通讯模块均与单片机连接。
4.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，单片机还连接有存储器。
5.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，单片机还连接有操作键盘。
6.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，单片机还连接有显示屏。
7.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，单片机还连接有指示灯。
8.如权利要求1所述的干式变压器状态监测设备，其特征在于，单片机还连接有多路继电器。
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