换流变铁芯及夹件综合监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力行业设备监测技术领域，是一种换流变铁芯及夹件综合监测装置。


背景技术：

2.换流变压器和换流阀组成的换流器是换流站的核心设备，换流器的正常运行是电网系统业务传输可靠稳定的保证，铁芯是换流变压器中重要的磁路部分，夹件是用来夹紧铁芯的，当换流变压器正常运行时，换流变铁芯或夹件必须有且仅有一点可靠接地，此时接地电流较小，一般小于一百毫安；当铁芯或夹件多点接地时，其内部产生环流，电流增大可达到数十安培，引发铁芯过热温度快速升高，甚至会损坏铁芯最终导致设备故障，影响电网业务的正常运行，因此需要对换流变铁芯及夹件进行故障监测，现有的故障监测主要有以下三种：
3.1、电气法：在铁芯接地侧装设电流表，人工巡检电流值；
4.2、电阻法：断开铁芯接地端，测量铁芯对地电阻值；
5.3、色谱分析法：对变压器油含气量进行气相色谱分析；
6.这三种故障监测方法均需要人工实现故障监测，存在浪费人力物力且无法及时的对故障进行监测的问题，提高了故障监测的成本，降低了故障监测的效率。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种换流变铁芯及夹件综合监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有换流变铁芯及夹件故障监测存在的无法及时的对故障进行监测的的问题。
8.本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种换流变铁芯及夹件综合监测装置，包括监测单元、控制单元、供电单元、通信模块和报警单元，供电单元、通信模块和报警单元均与控制单元连接，监测单元包括电流监测模块和温度监测模块，电流监测模块和温度监测模块均与控制单元连接。
9.下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
10.上述通信模块可包括晶体振荡器和依次连接在一起的串行总线、数据处理单元、射频单元、滤波单元和天线，晶体振荡器和射频单元连接，数据处理单元和控制单元通过串行总线连接。
11.上述还可包括存储单元，存储单元与控制单元连接。
12.上述还可包括显示单元，显示单元与控制单元连接。
13.上述还可包括壳体，报警单元、显示单元、存储单元、控制单元、供电单元和通信模块均设置在壳体上。
14.本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过设置监测单元监测铁芯及夹件的电流值和温度值，并将监测到的电流值和温度值输出至控制单元进行比较，若控制单元接收
到的电流值或温度值大于对应的电流阈值或温度阈值，则控制单元输出信号至报警单元，报警单元发出报警声提醒巡检人员前往现场查看，便于及时的对换流变铁芯及夹件进行故障监测，避免换流变铁芯损坏导致设备故障，影响电网业务的正常运行。
附图说明
15.附图1为本实用新型实施例的电路结构示意图。
16.附图2为本实用新型实施例中通信模块的电路结构示意图。
17.附图3为本实用新型实施例中泄漏电流传感器的电路结构示意图。
18.附图4为本实用新型实施例中非接触式温度传感器的电路结构示意图。
具体实施方式
19.本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
20.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
21.如附图1所示，该换流变铁芯及夹件综合监测装置包括监测单元、控制单元、供电单元、通信模块和报警单元，供电单元、通信模块和报警单元均与控制单元连接，监测单元包括电流监测模块和温度监测模块，电流监测模块和温度监测模块均与控制单元连接。
22.上述电流监测模块可为现有公知的泄漏电流传感器，泄漏电流传感器通过互感器电磁原理将电流转化为线性比例，当所测支路绝缘时，流过该泄漏电流传感器的电流大小相等方向相反，此时泄漏电流传感器输出信号为零；当支路接地有电流经过时，泄漏电流传感器输出信号，当泄漏电流传感器输出被测电流超过对应的电流阈值时(此处电流阈值可根据实际情况设定，在本实用新型中，电流阈值可设定为100ma)，即认为铁芯异常泄漏电流；
23.泄漏电流传感器的原理图如附图3所示，其可包括线圈1、线圈2、电阻、震荡调制电路、有源滤波电路和放大器，线圈1的两端分别与电阻和放大器的输出端连接，线圈2的两端分别与震荡调制电路连接，震荡调制电路、有源滤波电路和放大器依次连接在一起，流经线圈1和线圈2的电流通过震荡调制电路产生波形，波形经过有源滤波电路转换为电压信号输出至放大器，最后由放大器输出电压信号至控制单元，由于放大器最后输出的电压与被测电流呈线性关系，即：
24.u＝n2ri/n125.其中n1为线圈1的匝数，n2为线圈2的匝数，r为电阻，i为被测电流，u为输出电压，由此即得到被测电流。
26.上述温度监测模块可为现有公知的非接触式温度传感器，如附图4所示，非接触式温度传感器包括型号为stc12c5201ad的单片机和型号为mlx90614的红外测温模块，单片机和红外测温模块连接在一起，该非接触式温度传感器根据物体的红外辐射特性，依靠其内部光学系统将物体的红外辐射能量汇聚到铁芯及夹件上，并转换成电信号，再通过线性处理后得到与温度呈线性关系的电信号，从而实现温度测量的目的，由此对铁芯及夹件的温度进行监测。
27.上述控制单元可为现有公知的c8051f020单片机，用于接收电流监测模块监测到
的电流值以及温度监测模块监测到的温度值，并将接收到的电流值和温度值与对应的电流阈值和温度阈值进行比较，若比较得到电流值或温度值其中的任一项数值大于对应的阈值，则控制单元发送报警信号至报警单元；同时控制单元将接收到的电流值以及温度值通过通信模块(可为现有公知的lora通信模块)上传至远端，便于巡检人员远程查看。
28.上述报警单元可为现有公知的蜂鸣报警器，用于接收控制单元输出的信号，并根据接收到的信号发出报警声提醒巡检人员换流变铁芯及夹件因电流过大或温度过高存在异常，巡检人员听到报警声后前往现场查看，避免换流变铁芯及夹件损坏导致设备故障，影响电网业务的正常运行；供电单元用于给控制单元供电。
29.使用时，通过将电流监测模块与铁芯及夹件接地侧连接，监测铁芯及夹件的电流值，同时将温度监测模块设置在铁芯及夹件上，用于监测铁芯及夹件的温度，并将监测到的电流值或温度值输出至控制单元，控制单元将接收到的电流值和温度值与对应的电流阈值和温度阈值进行比较，若比较得到接收到的电流值或温度值其中的任一项数值大于对应的阈值，则控制单元发送报警信号至报警单元，报警单元发出报警声提醒巡检人员换流变铁芯及夹件因电流过大或温度过高存在异常，使巡检人员前往现场查看，避免换流变铁芯损坏导致设备故障，影响电网业务的正常运行，从而无需人工对换流变铁芯的故障进行监测，降低了故障监测的成本，提高了故障监测的效率。
30.综上本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过设置监测单元监测铁芯及夹件的电流值和温度值，并将监测到的电流值和温度值输出至控制单元进行比较，若控制单元接收到的电流值或温度值大于对应的电流值或温度值，则控制单元输出信号至报警单元，报警单元发出报警声提醒巡检人员前往现场查看，便于及时的对换流变铁芯及夹件进行故障监测，避免换流变铁芯损坏导致设备故障，影响电网业务的正常运行，提高了巡检人员的工作效率。
31.可根据实际需要，对上述换流变铁芯及夹件综合监测装置作进一步优化或/和改进：
32.如附图2所示，通信模块包括晶体振荡器和依次连接在一起的串行总线、数据处理单元、射频单元、滤波单元和天线，晶体振荡器和射频单元连接，数据处理单元和控制单元通过串行总线连接。
33.上述数据处理单元可为现有公知的stm32l151c8单片机，用于接收控制单元输出的信号，并将接收到的信号转变为电信号输出至射频单元；上述晶体振荡器为现有公知技术，用于给射频单元提供频率源；上述射频单元可为现有公知的使用lora调制方式且最远传输距离为3km的sx1276射频芯片，用于将接收到的电信号转变为射频信号，并将射频信号输出至滤波器；上述滤波器为现有公知技术，用于接收射频信号并滤除其他波段信号的干扰，将射频信号输出至天线；上述天线用于将射频信号转变为电磁波信号发送至远端。
34.如附图1所示，还包括存储单元，存储单元与控制单元连接。
35.上述存储单元可为现有公知的at45db321d，用于保存控制单元的数据。
36.如附图1所示，还包括显示单元，显示单元与控制单元连接。
37.上述显示单元可为现有公知的led显示屏，用于将控制单元发送的电流和温度的数值显示出来，便于巡检人员直接查看。
38.如附图1所示，还包括壳体，报警单元、显示单元、存储单元、控制单元、供电单元和
通信模块均设置在壳体上。
39.通过设置壳体，便于报警单元、显示单元、存储单元、控制单元、供电单元和通信模块的安装。
40.以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。