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變壓器智能監測與溫度控制保護裝置的制作方法

文檔序號:42292281發布日期:2025-06-27 18:25閱讀:6來源:國知局

本發明屬于變壓器智能設備,具體的說是變壓器智能監測與溫度控制保護裝置。


背景技術:

1、變壓器在輸配電領域有著至關重要的作用,是利用電磁感應原理來改變交流電的裝置,主要是由線圈和鐵芯構成,隨著對電力需求的持續快速增長,變壓器作為輸變電的核心設備,需對其進行有效監控,及時發生故障,提高電力系統效率,降低電力系統成本。

2、目前現有技術中變壓器運行狀態監測存在以下缺點:目前變壓器運行狀態監測存在諸多問題,傳統溫控器功能有限,無法全面監測變壓器本體、電氣和環境參數,導致難以掌握完整運行數據,故障預判能力弱,影響電力系統穩定,通信方面單一無法滿足移動化、分布式場景需求,在復雜工業環境下通信效率低、兼容性差,且故障時無備用傳輸模式,限制了系統的靈活性與擴展性,設備智能化程度低,數據處理能力差風機控制簡單告警不清晰,通信或供電異常時缺乏本地保護策略安全性不足;因此,針對上述問題提出變壓器智能監測與溫度控制保護裝置。


技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種變壓器多項參數的監測,實現環境信息監測、電力信息監測、變壓器溫度監測,根據參數進行自動化控制與無源信號輸出的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置。

2、本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:本發明所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,包括:

3、多參數感知模塊:集成pt100溫度探頭、電流互感器、電壓互感器、溫濕度傳感器及氣壓傳感器和噪音傳感器,用于同步采集變壓器本體的繞組溫度、鐵芯溫度或油浸式變壓器的內外溫度,并采集包括電流、電壓、頻率及相位角的電氣參數,以及包括溫濕度及氣壓和噪音的環境參數;

4、多模通信模塊:支持4g、藍牙、rs485三模并行傳輸,采用json格式封裝數據,實現遠程、近場及工業現場的多場景通信;

5、本地智能決策模塊:包含,

6、數據校驗單元:通過溫度數據平滑性分析、電氣數據交叉校驗結合互感器比例與變壓器型號進行,及環境數據異常屏蔽(如氣壓異常時重新采樣濕度),剔除無效數據并觸發故障報警;

7、動態閾值調整單元:根據環境濕度動態修正溫度保護閾值,當相對濕度在60%-70%時下調1℃,70%-80%時下調3℃,>80%時下調5℃,并同步觸發濕度告警;

8、離線保護單元:存儲基準閾值t0=80℃,t1=100℃,t2=120℃,t3=130℃,在通信中斷或斷電后自動啟用本地保護策略;

9、人機交互模塊:通過tft彩屏輪播顯示參數,故障信息優先顯示,并通過蜂鳴器短鳴與長鳴組合區分故障類型;

10、主控mcu:與所述多參數感知模塊、多模通信模塊、本地智能決策模塊及人機交互模塊電性連接,用于接收并處理所述多參數感知模塊采集的數據,執行所述本地智能決策模塊的算法邏輯,并控制所述多模通信模塊和人機交互模塊的運行。

11、優選的,所述多參數感知模塊中,干式變壓器的pt100探頭分別安裝于三相線包預置測溫孔與鐵芯外部,且引線由磁屏蔽套管保護,油浸式變壓器的探頭分別置于導熱銅管內的溫度計座中,以及油箱散熱鰭片內側,所述探頭采集的信號通過模數轉換電路輸入至所述主控mcu。

12、優選的,所述多模通信模塊包含北斗定位單元,通過sma接口與4g模塊連接,所述北斗定位單元采集的位置信息由4g模塊遠程上報。

13、優選的,所述多模通信模塊默認三模并行傳輸,當4g網絡異常時所述主控mcu自動切換至藍牙或rs485傳輸,并通過所述多模通信模塊重新上傳未傳輸的數據。

14、優選的,所述動態閾值調整單元在濕度>80%時,所述主控mcu同步降低風機啟動溫度(默認t1=100℃),并通過所述人機交互模塊顯示調整后的閾值。

15、優選的,所述離線保護單元在斷電后,所述主控mcu將基準閾值存儲于內置eeprom中,上電后自動恢復預設保護策略。

16、優選的,所述數據校驗單元對電流持續超過設定值兩倍且溫度無顯著升高時,所述主控mcu通過所述人機交互模塊提示變壓器型號設置錯誤;對電壓相位角偏離120°時,所述主控mcu通過所述人機交互模塊提示接線錯誤。

17、優選的,所述人機交互模塊支持觸控調節參數,異常狀態下所述主控mcu自動切換至故障信息界面。

18、優選的,所述pt100探頭采用classa級精度,三線制接線,輸出信號通過模數轉換電路輸入至所述主控mcu,確保溫度采集誤差≤±0.15℃。

19、優選的,所述保護策略由所述主控mcu執行,當任意相溫度>t1時所述主控mcu通過pwm信號啟動風機,<t0時主控mcu控制風機關閉;溫度>t2時主控mcu觸發聲光報警并連通報警繼電器;溫度>t3時主控mcu連通跳閘繼電器并持續告警。

20、本發明的有益效果:

21、1、監測全面,預判精準:多參數感知模塊集成多種傳感器,全面采集變壓器多方面運行參數,突破傳統監測局限,為判斷運行狀況提供豐富數據,顯著提升故障預判能力,保障電力系統穩定;

22、2、通信靈活,適應性強:多模通信模塊支持4g、藍牙、rs485三模并行傳輸,采用json格式封裝數據,滿足多樣通信需求,傳輸高效兼容,網絡異常時自動切換傳輸模式,降低部署維護成本,提高系統靈活性與可擴展性,適應復雜工業環境;

23、3、智能決策,安全可靠:本地智能決策模塊包含多個單元,數據校驗確保數據可靠,動態閾值調整讓保護策略更適配環境變化,離線保護在通信或供電異常時及時啟用,提升設備智能化水平和運行安全性;

24、4、交互便捷,運維高效:人機交互模塊通過tft彩屏輪播顯示、故障優先展示、蜂鳴器差異化告警和觸控調節參數,方便運維人員快速獲取信息、判斷故障并操作,提高運維效率與便捷性。



技術特征:

1.變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于,包括:

2.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述多參數感知模塊中,干式變壓器的pt100探頭分別安裝于三相線包預置測溫孔與鐵芯外部,且引線由磁屏蔽套管保護,油浸式變壓器的探頭分別置于導熱銅管內的溫度計座中,以及油箱散熱鰭片內側,所述探頭采集的信號通過模數轉換電路輸入至所述主控mcu。

3.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述多模通信模塊包含北斗定位單元,通過sma接口與4g模塊連接,所述北斗定位單元采集的位置信息由4g模塊遠程上報。

4.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述多模通信模塊默認三模并行傳輸,當4g網絡異常時所述主控mcu自動切換至藍牙或rs485傳輸,并通過所述多模通信模塊重新上傳未傳輸的數據。

5.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述動態閾值調整單元在濕度>80%時,所述主控mcu同步降低風機啟動溫度(默認t1=100℃),并通過所述人機交互模塊顯示調整后的閾值。

6.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述離線保護單元在斷電后,所述主控mcu將基準閾值存儲于內置eeprom中,上電后自動恢復預設保護策略。

7.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述數據校驗單元對電流持續超過設定值兩倍且溫度無顯著升高時,所述主控mcu通過所述人機交互模塊提示變壓器型號設置錯誤;對電壓相位角偏離120°時,所述主控mcu通過所述人機交互模塊提示接線錯誤。

8.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述人機交互模塊支持觸控調節參數,異常狀態下所述主控mcu自動切換至故障信息界面。

9.根據權利要求2所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述pt100探頭采用classa級精度,三線制接線,輸出信號通過模數轉換電路輸入至所述主控mcu,確保溫度采集誤差≤±0.15℃。

10.根據權利要求1所述的變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,其特征在于:所述保護策略由所述主控mcu執行,當任意相溫度>t1時所述主控mcu通過pwm信號啟動風機,溫度<t0時主控mcu控制風機關閉;溫度>t2時主控mcu觸發聲光報警并連通報警繼電器;溫度>t3時主控mcu連通跳閘繼電器并持續告警。


技術總結
本發明屬于變壓器智能設備技術領域,具體的說是變壓器智能監測與溫度控制保護裝置,包括多參數感知模塊、多模通信模塊、本地智能決策模塊、人機交互模塊以及主控MCU,多參數感知模塊集成多種傳感器,全面采集變壓器本體、電氣和環境參數,多模通信模塊支持4G、藍牙、RS485三模并行傳輸滿足多場景通信需求,本地智能決策模塊實現數據校驗、動態閾值調整和離線保護,人機交互模塊方便運維人員操作,本發明通過多模塊協同工作,實現了對變壓器運行狀態的全方位監測與智能控制,其優勢在于提升故障預判能力,保障電力系統穩定適應復雜工業環境,提升設備智能化水平和運行安全性,提高運維效率與便捷性,為變壓器的穩定運行提供了有力保障。

技術研發人員:劉嘉誠
受保護的技術使用者:溫州固鏈科技有限責任公司
技術研發日:
技術公布日:2025/6/26
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