變壓器油枕智能監(jiān)測(cè)裝置的研究與設(shè)計(jì)

韓剛+張坤+靳華秋+呂曉萌+唐奇

摘要：設(shè)計(jì)一套能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的智能裝置。介紹變壓器油枕智能監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)與原理，闡述裝置中各主要模塊的設(shè)計(jì)與功能。該裝置的應(yīng)用可對(duì)智能電網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：變壓器；油枕；監(jiān)測(cè)；傳感器

中圖分類號(hào)：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）12-0034-02

目前我國(guó)生產(chǎn)的高電壓等級(jí)電力變壓器里面都配有呼吸氣囊，呼吸氣囊是用來(lái)隔離變壓器油和外環(huán)境的，它會(huì)根據(jù)變壓器油液位的上升和下降發(fā)生形變。隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，雖然干燥劑會(huì)對(duì)外環(huán)境中的水分進(jìn)行干燥處理，但還是會(huì)在氣囊中產(chǎn)生水分的污染；再加上變壓器油長(zhǎng)期和氣囊接觸可能會(huì)有一定的微小滲透，微少油質(zhì)和水分不斷在氣囊底面堆積。長(zhǎng)此以往，一定會(huì)對(duì)氣囊造成化學(xué)破壞和對(duì)變壓器油造成污染，而最終可能導(dǎo)致變壓器油電氣性能下降，埋下事故隱患。為此，本創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的智能裝置。

1 變壓器油枕智能監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)與原理

該裝置主要由電阻傳感器部分、信號(hào)傳輸部分、信號(hào)放大處理部分、信號(hào)處理輸出部分、降壓直流電源部分、現(xiàn)場(chǎng)操作柜中的220 V交流電源部分、監(jiān)測(cè)繼電器部分和終端污染預(yù)警部分所組成。該裝置原理如圖1所示。正常工作狀態(tài)下，綠色指示燈亮起，監(jiān)測(cè)裝置顯示為良好狀態(tài)。當(dāng)變壓器氣囊中有污染產(chǎn)生時(shí)，便會(huì)引起電阻傳感器阻值的變化，變化的阻值產(chǎn)生微小信號(hào)，此信號(hào)通過(guò)封閉的屏蔽通道輸送到放大單元進(jìn)行放大處理，經(jīng)過(guò)放大處理的信號(hào)繼續(xù)通過(guò)輸出端口輸出，放大后的輸出端接有監(jiān)測(cè)繼電器，繼電器動(dòng)作，激發(fā)污染預(yù)警，此時(shí)紅色指示燈亮起，并同時(shí)發(fā)出蜂鳴聲，監(jiān)測(cè)裝置顯示為污染狀態(tài)。

2 監(jiān)測(cè)裝置的模塊構(gòu)成

2.1 電阻傳感器探頭模塊

電阻傳感器探頭模塊（如圖2所示）是此裝置的外接器件，一共安裝有2塊傳感器，傳感器由空心的絕緣樹(shù)脂材料和2塊柵極鍍鋅覆銅板組成，傳感器的鍍鋅柵極裸露在外側(cè)構(gòu)成傳感面。安裝時(shí)，2塊電阻傳感器安裝在變壓器油枕氣囊內(nèi)部?jī)蓚?cè)。當(dāng)油枕內(nèi)部產(chǎn)生污染時(shí)，水分、油污會(huì)在柵極間產(chǎn)生電阻信號(hào)，流通信號(hào)電流，再由屏蔽導(dǎo)線將此微弱電信號(hào)傳輸?shù)椒糯髥卧M(jìn)行放大監(jiān)測(cè)。

2.2 降壓電源模塊

降壓電源模塊（如圖3所示）內(nèi)部采用全波整流，輸入電壓為普通交流220 V相電壓，輸出電壓為直流12.0 V和4.5 V，最大輸出電流為5 A。降壓電源模塊為整個(gè)裝置提供電能。

2.3 信號(hào)處理模塊

信號(hào)處理模塊（如圖4所示）為裝置的核心部分。被監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到的微弱信號(hào)，經(jīng)屏蔽傳輸導(dǎo)線傳輸?shù)叫盘?hào)放大監(jiān)測(cè)處理模塊，通過(guò)放大監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)部運(yùn)放電路、比較電路進(jìn)行放大比較，做出是否受污染的判斷，再把經(jīng)過(guò)放大處理的信號(hào)輸出到動(dòng)作單元。

2.4 內(nèi)部接線實(shí)物圖及裝置成品

該裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。

該裝置成品如圖6所示，正常工作狀態(tài)下，綠色指示燈亮起，監(jiān)測(cè)裝置顯示為良好狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

變壓器油枕智能監(jiān)測(cè)裝置能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)到氣囊中變壓器油出現(xiàn)水分、雜質(zhì)時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行維護(hù)或檢修。該裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用可對(duì)智能電網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)起到一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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