一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置,包括基座以及依托于基座安裝的電源模塊、溫度傳感器、溫度控制器、執行器和顯示器，電源模塊分別與溫度控制器、執行器、顯示器連接，溫度控制器分別與溫度傳感器、顯示器、執行器連接；溫度傳感器包括感溫模塊，可嵌于基座底面；基座為磁性材料制件，吸附于變壓器殼體外表面；溫度控制器包括單片機以及分別與單片機連接的模數轉換芯片、人機接口及數據輸出口。該裝置不僅可以應用在各種類型變壓器，報警/停機溫度也可根據運行環境、耐熱等級、油溫誤差、變壓器型號自行設置，結構簡單，造價低，使用壽命長，顯示溫度直觀準確，可以隨時隨地安裝，是易于推廣應用的新技術。
【專利說明】一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變壓器油溫監控報警【技術領域】，尤其涉及一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置。
【背景技術】
[0002]在城市和鄉村，配電變壓器是隨處可見的重要電力設施，其用量大、分布廣，但長期以來缺乏對其進行有效監管的措施。變壓器安全運行的關鍵是其工作溫度不宜過高，否則會使設備絕緣損傷、加速老化、壽命縮短、甚至燒毀，釀成火災及爆炸等嚴重事故。對配網變壓器運行溫度實行監測的一個難點是，變壓器種類繁多，有油浸變壓器、非晶體變壓器、干式變壓器、箱式變壓器等，安裝方式可以是地面的、或地下的。面對復雜的運行環境，準確測量變壓器溫度，及時提醒維護調控至關重要。
[0003]目前，變壓器廣泛采用的溫控儀一般是兩種，一種是壓力式溫度控制儀，一種是鉬電阻測溫儀。液壓力式溫度控制儀是利用一根毛細管把溫度探頭和測壓力的原件連起來，探頭里的液體溫度與變壓器一致，根據熱脹冷縮，通過毛細管對感壓原件產生一個壓力。感壓原件測定壓力，再由轉換原件把壓力轉換為溫度值。這種轉換當中存在一定誤差，運行一定時間需要檢驗；鉬電阻測溫儀是在繞組內部預埋光纖測溫元件直接測溫的辦法，相對來說，油溫是比較準確的值，繞組溫度不太準確，所以應用并不廣泛。
[0004]申請號為201110213673.1的發明涉及了一種干式變壓器溫度智能控制儀，包括溫度采集模塊、單片機控制模塊、溫度設定模塊、自動跳閘模塊和變壓器制冷風機；所述單片機控制模塊分別與溫度采集模塊、溫度設定模塊、自動跳閘模塊、變壓器制冷風機相連接，還包括一個與單片機控制模塊相連接的LED溫度顯示模塊、一個與自動跳閘模塊相連接的自動報警模塊。本發明解決了現有技術中無法準確控制變壓器工作溫度的問題，實現了對干式變壓器的溫度控制，當變壓器溫度高于警戒溫度時，可自動跳閘斷開變壓器，并報警，提高了干式變壓器運行時的可靠性，延長了干式變壓器的壽命。
[0005]申請號為201320437819.5的實用新型公開一種同時監測變壓器油面及繞組溫度的設備，設有溫度傳感器及互感器，溫度傳感器通過運算放大濾波電路A與單片機相接，互感器的輸出通過交流電流變送器及運算放大濾波電路B與單片機相接，與單片機還相接有顯示屏、報警驅動電路、油面溫度信號輸出電路、繞組溫度信號輸出電路及通訊接口電路，報警驅動電路的輸出與報警裝置相接。可以同時監測變壓器油面及繞組溫度，避免現有技術需分步監測而存在的操作麻煩、監測設備結構復雜、成本高等問題。
[0006]申請號為201320118695.4的實用新型公開了一種用于監測變壓器油溫的智能電能表，包括智能電能表表計和與智能電能表表計通過通訊線連接的油溫監測模塊，油溫監測模塊連接有油溫傳感器。通過在傳統的智能電能表上連接一溫度監測系統，通過RS485通訊線將變壓器的油溫數據采集并上傳到智能電能表，利用其液晶顯示屏將溫度數據顯示出來，同時利用智能電能表的高精度實時運算，判斷變壓器的油溫是否超過報警限，一旦超過即通過電能表的網絡傳輸給上位機和監控中心，便于監控中心及時處理變壓器油溫過高的故障。跟現有技術相比，充分利用現有的智能電能表內核處理器的運算資源、LCD顯示屏資源和智能電網的數據傳輸網絡，具有結構簡單、安裝方便、投入成本低的優勢。
[0007]然而，上述方案要么需要在變壓器生產過程中配置，要么測溫功能不夠專一且應用范圍不夠廣泛、針對現在容量500KVA以下變壓器，大多沒有配置專門測溫設備，并且需要管理人員專門查看，沒有自動提醒功能，即使安裝有智能溫控儀表，也存在造價較高、維修不便等不足，因此亟需發明一種簡單實用，造價低廉，易于安裝維護的油溫監控報警裝置，來解決此類問題的不足。
實用新型內容
[0008]本實用新型提供了一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置，對變壓器油溫實時監控，當其高于正常油溫值時，就能發出報警信號，自動采取應急措施并提醒工作人員進行檢查維護，防止變壓器燒毀。
[0009]為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是:一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置，包括基座以及依托于基座安裝的電源模塊、溫度傳感器、溫度控制器、執行器和顯示器，所述電源模塊分別與所述溫度控制器、所述執行器、所述顯示器連接，所述溫度控制器分別與所述溫度傳感器、所述顯示器、所述執行器連接。
[0010]所述溫度傳感器包括感溫模塊，所述感溫模塊嵌于基座底面。
[0011]所述基座為磁性材料制件，吸附于變壓器殼體外表面。
[0012]所述溫度控制器包括單片機以及分別與單片機連接的模數轉換芯片、人機接口及數據輸出口。
[0013]所述執行器包括聲光報警器與信號發生器。
[0014]所述顯示器包括數據設定面板及LED顯示面板。
[0015]所述數據設定面板包括若干個數據輸入按鈕及指令按鈕。
[0016]所述電源模塊采用外源供電式或鋰電池充電式，電源模塊上設置充電接口及充電指示燈。
[0017]一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置的使用方法，包括下列步驟:
[0018]I)打開顯示器面板上的工作開關，觀察面板是否顯示正常，如不正常，檢查是否失電或排查其他故障；
[0019]2)選擇待測變壓器的安裝部位，保證感溫模塊與待測部位的充分接觸:如需安裝于變壓器表面，則需保持表面的平整光潔，將基座吸附于待測點，如需測量變壓器內溫，例如油枕式變壓器，則可以通過信號傳輸線將感溫模塊延伸放入油枕直接接觸測量；
[0020]3)在數據設定面板上進行執行動作值設定，包括溫度報警值與停機值，如果采用的是外表面吸附式測量，則需要考慮變壓器外殼內外溫差因素；
[0021]4)執行器的信號發生器主要是在報警或停機時輸出控制指令信號，當變壓器采用遠程中央控制時，執行器的輸出端子連接至中央控制器的報警端與停機端；
[0022]5)所有安裝、設定、連接工作就緒后，即進入監測報警階段:由溫度控制器的感溫模塊接收到溫度信號，經信號放大、A/D轉換進入單片機執行中斷比較程序，即把測量值和通過控制面板、人機接口輸入的設定值進行比較，比較結果一方面傳輸至顯示器，顯示溫度測量值，另一方面，如果達到報警值/停機值，不僅在顯示器顯示報警/停機指示，還將信號傳輸至執行器，啟動執行器的聲光報警器，并通過信號發生器，發出遠控報警/停機信號；
[0023]6)進行定期的檢修維護，以3至5天為宜，如采用充電式供源，則需根據使用周期及時充電，每次充電以10至12小時或是充電指示燈熄滅為宜。
[0024]傳統的壓力式溫度控制儀和鉬電阻測溫儀不能解決或準確及時提供監控報警功能，這兩種裝置都是在變壓器生產過程中配置的，現在容量500KVA以下變壓器大多沒有配置，并且需要管理人員專門查看，沒有自動提醒功能，造價比較高，維修不便。
[0025]而本實用新型中的吸附式變壓器油溫監控報警裝置是基于感溫原理進行設計的，感溫模塊的核心可以選用對油溫比較敏感的鉬熱電阻，也可以選用雙金屬測溫材料，報警裝置設置磁性材料制件的基座，感溫模塊依托于基座，既可吸附于變壓器外表面，又可以延伸至變壓器油枕處，使溫度的測量更為精密與準確。感溫模塊將溫度信號通過電流信號的形式表現出來，經過濾波放大和模數轉換，再送入單片機中進行采樣。由于感溫模塊采樣溫度的過程中，會受到大量的雜波或是工頻噪聲的干擾，可以設置低通濾波器濾波，保證信號的精確度，隨即進行過濾后的信號放大，以實現后續處理模塊的調用。單片機是為了避免反應滯后、報警不及時或是不準確，單片機定時器設置定時中斷，每隔一個較短的時間間隔產生一次定時中斷信號，并轉入中斷處理子程序，子程序從單片機的I/o 口讀取電流信號，并調用定時中斷A/D處理子程序，隨即把通過A/D轉換所得到的結果與預定的整定報警/停機值比較，如果大于整定值，則對顯示器與執行器輸出報警/停機信號，進行報警/停機處理。
[0026]單片機可采用AVR系列，單片機通過人機接口與顯示器的數據設定面板連接，接收數據設定面板所輸入的整定值數據，并放入單片機的數據寄存器，方便單片機的數據處理子程序進行比較時調用。其中，單片機程序包括主程序、中斷服務子程序、定時中斷服務子程序、數據處理子程序，均可以采用C語言進行設計，并封裝于單片機的數據寄存器中方便直接調用。其中，系統主程序主要完成系統的端口、定時器、常量、變量及其他量的初始化工作，同時完成漏電流循環顯示工作；中斷服務子程序主要根據INTCON寄存器的TOIF位的數據判斷TMRO是否溢出，如溢出則轉入TMRO中斷入口子程序；根據INTCON寄存器的RBIF位的數據判斷RB是否有輸入變化，如變化則轉入鍵盤中斷入口子程序；定時中斷服務子程序主要完成定時中斷采樣任務，I ms進行I次處理，每回連續6次采樣，采樣結果存入指定內存單元；數據處理子程序主要完成求數據平均值，進行數據比較，確定是否報警/停機坐寸ο
[0027]顯示器中的LED顯示面板和執行器中的聲光報警器，是在裝置本體上進行直觀指示的主要部件。LED顯示面板在未報警時，主要是實時顯示從單片機采樣得來的當前溫度值；在經過比較，出現報警/停機情況時，一方面LED面板上會顯示報警/停機信息，另一方面，聲光報警器也會收到數據輸出口的信號，進行報警操作，從而起到了雙重報警的目的。
[0028]數據設定面板中的數據輸入按鈕，包括‘0’至‘9’十個阿拉伯數字輸入鍵，指令按鈕包括有報警設定、停機設定、返回、確認、開/關機、自動檢測等；執行器中的信號發生器主要是針對報警/停機信號，能夠發出遠程指令傳輸，便于中控室工程師站或是變壓器整體配電柜等進行遠程控制與統籌處理，體現了很好的供配電自動化運用理念。
[0029]電源模塊采用外源供電式或鋰電池充電式，電源模塊上設置充電接口及充電指示燈。對于安裝位置較好的變壓器，取源比較便利，可通過電源線外接220V電源，通過裝置內的電壓變換，得到工作電壓；對于取源不便的變壓器，可以采用鋰電池充電式供電，使用時間長，電池更換便捷，同時，這種雙源模式，還可以保證在市電斷電時，內置鋰電迅速投入使用，使實時監控沒有死角，很大程度上提高旅客裝置的可靠性。
[0030]所以，該油溫監控報警裝置，測量準確、安裝方便，當油溫高于正常油溫值時，報警器就能進行實時判定，準確及時發出報警/停機信號，提醒用戶進行檢查維護，防止變壓器燒毀。該監控報警裝置不僅可以應用在各種類型變壓器，報警/停機溫度可根據運行環境、耐熱等級、油溫誤差、變壓器型號自行設置，而且結構簡單，造價低，使用壽命長，容易安裝維護，顯示溫度直觀準確，可以隨時隨地安裝，是易于推廣應用的新技術。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型裝置的結構示意圖。
[0032]圖2是本實用新型裝置的使用流程圖。
[0033]圖3是實施例一中本實用新型裝置的外觀示意圖。
【具體實施方式】
[0034]實施例一
[0035]如圖1、圖2、圖3所示，一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置，主要用于測量變壓器的油枕溫度，包括基座13以及依托于基座13安裝的電源模塊1、溫度傳感器2、溫度控制器、執行器和顯示器，基座13為磁性材料制件，吸附于變壓器殼體外表面，電源模塊分別與溫度控制器、執行器、顯示器連接，溫度控制器分別與溫度傳感器、顯示器、執行器連接。
[0036]溫度傳感器2包括感溫模塊，感溫模塊通過信號傳輸線延伸放入油枕直接接觸測量；溫度控制器包括單片機3以及分別與單片機連接的模數轉換芯片4、人機接口 5及數據輸出口 6。
[0037]執行器包括聲光報警器7與信號發生器8 ;顯示器包括數據設定面板9及LED顯示面板10 ;數據設定面板包括若干個數據輸入按鈕及指令按鈕；電源模塊采用鋰電池充電式，為直流24V工作電壓，電源模塊上設置充電接口 11及充電指示燈12。
[0038]在其使用時，應先打開顯示器面板上的工作開關，觀察面板是否顯示正常，如不正常，檢查是否失電或排查其他故障；選擇待測變壓器的安裝部位，保證感溫模塊與待測部位的充分接觸:保持變壓器表面的平整光潔，將基座吸附于變壓器表面，由于是測量變壓器的油枕溫度，屬于變壓器內溫，則通過信號傳輸線將感溫模塊延伸放入油枕直接接觸測量；
[0039]在數據設定面板上進行執行動作值設定，包括溫度報警值與停機值，數據設定面板中的數據輸入按鈕，包括‘0’至‘9’十個阿拉伯數字輸入鍵，指令按鈕包括有報警設定、停機設定、返回、確認、開/關機、自動檢測等；由于感溫模塊直接接觸溫度點，所以直接無補償測量，由于規程規定，變壓器上層油面處溫度不得超過85°C，故設定報警溫度值為850C，停機值為90°C。本實施例中，裝置屬于就地測量，未與遠程中控發生關聯，故可以將信號發生器的輸出端子閑置。
[0040]所有安裝、設定、連接工作就緒后，即進入監測報警階段:由溫度控制器的感溫模塊接收到溫度信號，經信號放大、A/D轉換進入單片機執行中斷比較程序，即把測量值和通過控制面板、人機接口輸入的設定值進行比較，比較結果一方面傳輸至顯示器，顯示溫度測量值，另一方面，如果達到報警值/停機值，不僅在顯示器顯示報警/停機指示，還將信號傳輸至執行器，啟動執行器的聲光報警器。裝置需進行定期的檢修維護，以3至5天為宜，由于本實施例采用的是充電式供源，則需根據使用周期及時充電，每次充電以10至12小時或是充電指示燈熄滅為宜。
[0041]實施例二
[0042]一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置，主要用于測量變壓器的上層油面溫度，與實施例一不同之處在于，溫度傳感器包括感溫模塊，感溫模塊嵌于基座底面；電源模塊采用220V的外接電源，220V市電進入電源模塊經過變壓產生24V直流工作電壓。
[0043]在其使用時，應先打開顯示器面板上的工作開關，觀察面板是否顯示正常，如不正常，檢查是否失電或排查其他故障；選擇待測變壓器的安裝部位，保證感溫模塊與待測部位的充分接觸:保持變壓器表面的平整光潔，將基座吸附于變壓器表面，感溫模塊嵌于基座底面，保證對變壓器殼體溫度的精確測量。
[0044]在數據設定面板上進行執行動作值設定，包括溫度報警值與停機值，數據設定面板中的數據輸入按鈕，包括‘0’至‘9’十個阿拉伯數字輸入鍵，指令按鈕包括有報警設定、停機設定、返回、確認、開/關機、自動檢測等；由于感溫模塊沒有直接接觸溫度點，所以必須采用溫度補償測量，由于規程規定，變壓器上層油面處溫度不得超過85°C，經測試，變壓器內外溫差在15°C，故設定報警溫度值為70°C，停機值為75°C。本實施例中，裝置屬于就地與遠控雙重測量，由于與遠程中控發生關聯，故需要將執行器中的信號發生器連接遠程中控室工程師站或是變壓器整體配電柜，主要是針對報警/停機信號而發出遠程指令，便于遠程中控實時監控變壓器油溫值，可以進行報警/停機的遠程控制與統籌處理，體現了很好的供配電自動化運用理念。
[0045]所有安裝、設定、連接工作就緒后，即進入監測報警階段:由溫度控制器的感溫模塊接收到溫度信號，經信號放大、A/D轉換進入單片機執行中斷比較程序，即把測量值和通過控制面板、人機接口輸入的設定值進行比較，比較結果一方面傳輸至顯示器，顯示溫度測量值，另一方面，如果達到報警值/停機值，不僅在顯示器顯示報警/停機指示，還將信號傳輸至執行器，啟動執行器的聲光報警器。裝置需進行定期的檢修維護，以3至5天為宜，由于本實施例采用的是充電式供源，則需根據使用周期及時充電，每次充電以10至12小時或是充電指示燈熄滅為宜。
【權利要求】
1.一種吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:包括基座以及依托于基座安裝的電源模塊、溫度傳感器、溫度控制器、執行器和顯示器，所述電源模塊分別與所述溫度控制器、所述執行器、所述顯示器連接，所述溫度控制器分別與所述溫度傳感器、所述顯示器、所述執行器連接。
2.如權利要求1所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述溫度傳感器包括感溫模塊，所述感溫模塊嵌于基座底面。
3.如權利要求2所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述基座為磁性材料制件，吸附于變壓器殼體外表面。
4.如權利要求2或3所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述感溫模塊通過信號傳輸線延伸放入待測溫部位。
5.如權利要求1所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述溫度控制器包括單片機以及分別與單片機連接的模數轉換芯片、人機接口及數據輸出口。
6.如權利要求1所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述執行器包括聲光報警器與信號發生器。
7.如權利要求1所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述顯示器包括數據設定面板及LED顯示面板。
8.如權利要求7所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述數據設定面板包括若干個數據輸入按鈕及指令按鈕。
9.如權利要求1所述的吸附式變壓器油溫監控報警裝置，其特征在于:所述電源模塊采用外源供電式或鋰電池充電式，電源模塊上設置充電接口及充電指示燈。
【文檔編號】G01K1/02GK204101934SQ201420476259
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】楊琦, 張尚輝, 張泳凱, 劉燕玲 申請人:國家電網公司, 國網河南省電力公司漯河供電公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
