便于安装的箱式变压器远程监控装置的制作方法

1.本实用新型属于电力电网技术领域，具体涉及一种箱式变压器监控装置。


背景技术：

2.随着电网的不断发展，城市中的箱式变压器存在着以下三种潜在的风险，一是变压器在少油情况下运行的风险，二是在大气压的条件下运行的风险，三是在高温的情况下运行的风险。因此，对变压器的油位、气压、温度进行监控显得尤为必要。
3.老旧变压器的监控常采用的方法是：通过人工定期巡视变压器的油位表和温度计。主要存在以下缺点：
4.1、人工巡视成本高；
5.2、由于配网线路长，覆盖的范围太大，人力资源毕竟有限，导致监控实时性差；
6.3、监控不到位，巡视周期不科学；
7.4、无法进行箱体内部气压监测。
8.针对老旧设备变压器监控问题，电网领域正在广泛开展配电自动化建设，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。新型变压器安装监控设备主要有以下两种方式：
9.1、采用融合方案，即在变压器内部直接集成监控设备，可以在发出告警信号的同时与变压器的控制设备结合使用，做到智能监控和智能控制相结合。比如专利cn201922284273.4，一种变压器监控装置及一种变压器系统，所诉设备，其缺点包括：
10.(1)对于老旧设备只能整体更换，智能变压器的采购成本高；
11.(2)电子设备损坏维修成本高。
12.2、采用外装方案，如专利cn202020427290.9，一种变压器监控系统，外装监控设备的好处是改造成本低，维修成本低。然而在此专利中，存在以下缺陷：
13.(1)电源系统采用高性能电池，电池能量密度有限，采用低成本电池系统供电的设备需要在大部分时间休眠以节省耗电量，往往导致监控信号传输不及时的问题；如果是采用高能量电池，则容易导致设备重量大，造价高等问题；
14.(2)温度检测模块放置在待测变压器的一侧，由于变压器缸体金属和表面防锈层的存在，导致所检测到的变压器温度与真实的变压模块所处问题有较大误差，导致告警不及时或者告警出错等问题；
15.(3)变压器较为容易产生问题除了温度、油位外还有压力值，对于缸体内部变压环境的压力值该专利缺失检测手段。


技术实现要素：

16.本实用新型针对老旧变压器设备缺少能对变压器的油位、气压和温度同时监控的技术问题，目的在于提供一种便于安装的箱式变压器远程监控装置。
17.便于安装的箱式变压器远程监控装置，包括用于检测变压器箱体内冷却油油位的
油位传感器，所述油位传感器的下方设有用于检测变压器箱体内冷却油油温的温度传感器，所述油位传感器的上方设有用于检测变压器箱体内压力的压力传感器，所述温度传感器、所述油位传感器和所述压力传感器集成为三合一传感器；
18.所述温度传感器、所述油位传感器和所述压力传感器均设置在变压器箱体内，所述温度传感器、所述油位传感器和所述压力传感器分别有线连接监控主设备，所述监控主设备设置在变压器箱体外；
19.所述监控主设备包括电源模块，所述电源模块为交流转直流的电源模块，所述电源模块的电源输入端通过电源线连接变压器输出的任一相。
20.本实用新型在传统的油位安装口安装的器件集成温度传感器和压力传感器，更全面的监测变压器工作环境。本实用新型使用时，将温度传感器、油位传感器和压力传感器集成的三合一传感器设置在变压器箱体内。其中，位于最下方的温度传感器伸入到冷却油中，测试得到的油温是真实的变压器变压模块所处的温度，油位传感器检测冷却油油位值，压力传感器检测箱体内的当前压力。温度传感器、油位传感器和压力传感器通过信号线与变压器外的监控主设备连接，监控主设备外置式，可以方便其维护，在最坏的情况下，也可以直接更换监控主设备即可，无需更换变压器内部的三合一传感器。监控主设备的电源使用的是变压器输出电源供电，免去电池需要省电或长电源线布线的问题。
21.还包括传感器壳体，所述温度传感器、所述油位传感器和所述压力传感器分别设置在所述传感器壳体上，所述传感器壳体上设有可与变压器油位安装孔固定的固定装置。以便于安装三合一传感器时，直接将本实用新型安装于变压器原有的油位安装孔内，方便直接对老旧变压器进行升级。
22.所述油位传感器采用浮标式油位传感器，所述浮标式油位传感器的浮标固定管上纵向放置有多个传感点。本实用新型的油位传感器可以直接采用传统汽车油箱的浮标式油位传感器对变压器内的冷却油油位进行检测，测量更加稳定。浮标固定管上的传感点可以根据现场实际情况设置个数和距离。
23.所述监控主设备还包括采样模块、温度变送器和液位变送器，所述温度传感器通过温度变送器连接所述采样模块，所述油位传感器通过液位变送器连接所述采样模块，所述压力传感器直接连接所述采样模块，所述电源模块的电源输出端连接所述采样模块的电源输入端。
24.所述温度传感器通过一条信号线连接所述温度变送器，所述温度传感器通过一条电源线连接所述电源模块的电源输出端；
25.所述油位传感器通过一条信号线连接所述液位变送器，所述油位传感器通过一条电源线连接所述电源模块的电源输出端；
26.所述压力传感器通过一条信号线直接连接所述采样模块，所述压力传感器通过一条电源线连接所述电源模块的电源输出端。因此本实用新型位于变压器内的三合一传感器只通过六根线与监控主设备进行有线连接，大大降低了旧设备改造难度，使得本实用新型具有安装便捷的显著优点。
27.所述温度传感器、所述油位传感器和所述压力传感器的六条线集成于连接接头上，与所述采样模块、所述温度变送器、所述液位变送器和所述电源模块连接的六条线集成于另一连接接头上，两个所述连接接头可拆卸连接。以便于信号电源的连接和后续的维护。
28.所述监控主设备还包括控制模块和通信模块，所述控制模块的信号输入端连接采样模块的信号输出端，所述控制模块的信号输出端连接所述通信模块，通过所述通信模块将检测信号进行远程发送，所述控制模块的电源输入端连接所述电源模块的电源输出端。
29.所述控制模块采用单片机架构的控制模块。
30.所述通信模块包括gsm模块，所述gsm模块的电源输入端连接所述电源模块的电源输出端。本实用新型的通信可以采用低成本的gsm模块，实现信号免布线快速接入目的。
31.所述通信模块包括rs485接口模块。在某些信号覆盖差或者上层设备距离近的情况下，可直接使用rs485接口传输，实现更低成本和更可靠的监控。
32.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型采用便于安装的箱式变压器远程监控装置，具有如下显著优点：
33.1、三合一传感器和监控主设备分别内外独立设置，便于旧设备改造，改造成本低，安装便捷；
34.2、内置的三合一传感器直接检测，检测数据真实精确；
35.3、外置的监控主设备维护方便，便于整机更换维修；
36.4、外置的监控主设备与变压器缸体分离，采用单片机为主控，gsm模块或rs485接口实现传输，整体成本较低；
37.5、使用变压器输出电源供电，免去电池需要省电或长电源线布线的问题。
附图说明
38.图1为本实用新型三合一传感器的一种结构示意图；
39.图2为本实用新型的一种整体连接原理图。
具体实施方式
40.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
41.参照图1和图2，便于安装的箱式变压器远程监控装置，包括用于检测变压器箱体内冷却油油位的油位传感器1，油位传感器1的下方设有用于检测变压器箱体内冷却油油温的温度传感器2，油位传感器1的上方设有用于检测变压器箱体内压力的压力传感器3，温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3集成为三合一传感器。还包括传感器壳体，温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3分别设置在传感器壳体上，传感器壳体上设有可与变压器油位安装孔固定的固定装置。固定装置可以是现有技术中与安装孔匹配的接头。以便于安装三合一传感器时，直接将本实用新型安装于变压器原有的油位安装孔内，方便直接对老旧变压器进行升级。油位传感器1采用浮标式油位传感器1，浮标式油位传感器1的浮标固定管上纵向放置有多个传感点。本实用新型的油位传感器1可以直接采用传统汽车油箱的浮标式油位传感器1对变压器内的冷却油油位进行检测，测量更加稳定。浮标固定管上的传感点可以根据现场实际情况设置个数和距离。
42.本实用新型的监控信号包括温度、油位和压力三个测点，并产生三个告警点。参照图1，温度传感器2位于三合一传感器的底部，其直接伸入到冷却油中，测试得到的油温是真实的变压器变压模块所处的温度，油位传感器 1检测冷却油油位值，压力传感器3集成在三
合一传感器顶部，检测箱体内的当前压力。
43.温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3均设置在变压器箱体内，温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3分别有线连接监控主设备，监控主设备设置在变压器箱体外。具体的，温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3通过三条信号线和三条电源线共计六条线分别连接监控主设备。
44.参照图2，监控主设备还包括电源模块4、采样模块5、温度变送器6、液位变送器7、控制模块8和通信模块。通信模块可以包括gsm模块91和 rs485接口模块92。
45.电源模块4用于供电，电源模块4为交流转直流的电源模块4，电源模块4的电源输入端通过电源线连接变压器输出的任一相。电源模块4的电源输出端分别连接油位传感器1的电源输入端、温度传感器2的电源输入端、压力传感器3的电源输入端、采样模块5的电源输入端、控制模块8的电源输入端、gsm模块91的电源输入端。电源模块4将变压器220v的电源转换为12v、5v和3.3v等常规弱电设备用的电源供给设备使用。
46.温度传感器2通过温度变送器6连接采样模块5，油位传感器1通过液位变送器7连接采样模块5，压力传感器3直接连接采样模块5。具体的，温度传感器2通过一条信号线连接温度变送器6，温度传感器2通过一条电源线连接电源模块4的电源输出端。油位传感器1通过一条信号线连接液位变送器7，油位传感器1通过一条电源线连接电源模块4的电源输出端。压力传感器3通过一条信号线直接连接采样模块5，压力传感器3通过一条电源线连接电源模块4的电源输出端。因此本实用新型位于变压器内的三合一传感器只通过六根线与监控主设备进行有线连接，大大降低了旧设备改造难度，使得本实用新型具有安装便捷的显著优点。
47.温度传感器2、油位传感器1和压力传感器3的六条线集成于连接接头上，与采样模块5、温度变送器6、液位变送器7和电源模块4连接的六条线集成于另一连接接头上，两个连接接头可拆卸连接。以便于信号电源的连接和后续的维护。
48.控制模块8的信号输入端连接采样模块5的信号输出端，控制模块8的信号输出端分别连接通信模块的gsm模块91和rs485接口模块92。通过通信模块将检测信号进行远程发送。控制模块8采用单片机架构的控制模块 8。通过控制模块8进行测点监测并生成告警信号。与控制模块8配合的采样模块5使用单片机的adc接口配合分压、滤波等外围电路进行采样，其所能监控的信号为电压或电流信号，由于温度传感器2、油位传感器1输出信号为电阻信号，因此使用两个变送器将电阻信号转换为电流信号再传输给采样模块5，而压力信号可以直接检测。本实用新型的通信可以采用低成本的 gsm模块91，实现信号免布线快速接入目的。在某些信号覆盖差或者上层设备距离近的情况下，可直接使用rs485接口传输，实现更低成本和更可靠的监控。
49.本实用新型对于旧设备改造来说，安装便捷，只需三步：
50.1、将传统变压器人工巡视的油位器件拧出，并在相同的安装口安装三合一传感器；
51.2、在变压器箱体一侧固定监控主设备和天线；
52.2、将电源线接入变压器输出的任意一相。
53.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述
的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。