韓剛+張坤+靳華秋+呂曉萌+唐奇

摘要：設(shè)計一套能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進行監(jiān)測的智能裝置。介紹變壓器油枕智能監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)與原理，闡述裝置中各主要模塊的設(shè)計與功能。該裝置的應(yīng)用可對智能電網(wǎng)的在線監(jiān)測起到一定的促進作用。

關(guān)鍵詞：變壓器；油枕；監(jiān)測；傳感器

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）12-0034-02

目前我國生產(chǎn)的高電壓等級電力變壓器里面都配有呼吸氣囊，呼吸氣囊是用來隔離變壓器油和外環(huán)境的，它會根據(jù)變壓器油液位的上升和下降發(fā)生形變。隨著變壓器運行時間的增長，雖然干燥劑會對外環(huán)境中的水分進行干燥處理，但還是會在氣囊中產(chǎn)生水分的污染；再加上變壓器油長期和氣囊接觸可能會有一定的微小滲透，微少油質(zhì)和水分不斷在氣囊底面堆積。長此以往，一定會對氣囊造成化學破壞和對變壓器油造成污染，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)新項目設(shè)計一套能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進行監(jiān)測的智能裝置。

1 變壓器油枕智能監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)與原理

該裝置主要由電阻傳感器部分、信號傳輸部分、信號放大處理部分、信號處理輸出部分、降壓直流電源部分、現(xiàn)場操作柜中的220 V交流電源部分、監(jiān)測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)測裝置顯示為良好狀態(tài)。當變壓器氣囊中有污染產(chǎn)生時，便會引起電阻傳感器阻值的變化，變化的阻值產(chǎn)生微小信號，此信號通過封閉的屏蔽通道輸送到放大單元進行放大處理，經(jīng)過放大處理的信號繼續(xù)通過輸出端口輸出，放大后的輸出端接有監(jiān)測繼電器，繼電器動作，激發(fā)污染預(yù)警，此時紅色指示燈亮起，并同時發(fā)出蜂鳴聲，監(jiān)測裝置顯示為污染狀態(tài)。

2 監(jiān)測裝置的模塊構(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，2塊電阻傳感器安裝在變壓器油枕氣囊內(nèi)部兩側(cè)。當油枕內(nèi)部產(chǎn)生污染時，水分、油污會在柵極間產(chǎn)生電阻信號，流通信號電流，再由屏蔽導(dǎo)線將此微弱電信號傳輸?shù)椒糯髥卧M行放大監(jiān)測。

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裝置提供電能。

2.3 信號處理模塊

信號處理模塊（如圖4所示）為裝置的核心部分。被監(jiān)測模塊監(jiān)測到的微弱信號，經(jīng)屏蔽傳輸導(dǎo)線傳輸?shù)叫盘柗糯蟊O(jiān)測處理模塊，通過放大監(jiān)測模塊內(nèi)部運放電路、比較電路進行放大比較，做出是否受污染的判斷，再把經(jīng)過放大處理的信號輸出到動作單元。

2.4 內(nèi)部接線實物圖及裝置成品

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)測裝置顯示為良好狀態(tài)。

3 結(jié)語

變壓器油枕智能監(jiān)測裝置能夠?qū)ψ儔浩饔驼韮?nèi)氣囊中油狀態(tài)進行監(jiān)測，在監(jiān)測到氣囊中變壓器油出現(xiàn)水分、雜質(zhì)時發(fā)出警報，提醒運行人員進行維護或檢修。該裝置的設(shè)計與應(yīng)用可對智能電網(wǎng)的在線監(jiān)測起到一定的促進作用。

參考文獻

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