變壓器故障預(yù)警裝置及其運(yùn)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及SF6變壓器的故障預(yù)警檢測(cè)方法領(lǐng)域，特別是一種SF/變壓器故障預(yù)警裝置及其運(yùn)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]SF6變壓器在運(yùn)行中由于電流和磁場(chǎng)作用，其內(nèi)部繞組和鐵芯會(huì)產(chǎn)生大量熱量，需通過(guò)其內(nèi)部充注的sf6氣體來(lái)冷卻，以保持溫度平衡，當(dāng)變壓器過(guò)負(fù)荷或變壓器繞組、鐵芯發(fā)生電路和磁路上故障時(shí)，變壓器內(nèi)的繞組和鐵芯都會(huì)發(fā)生異常升溫現(xiàn)象，過(guò)負(fù)荷越多，或故障越嚴(yán)重，則異常升溫越厲害。由于變壓器內(nèi)部存在高電壓，一般直接接觸的測(cè)溫探頭難以直接與繞組和鐵芯接觸進(jìn)行在線的準(zhǔn)確測(cè)溫，傳統(tǒng)變壓器繞組、鐵芯測(cè)溫只能通過(guò)間接測(cè)溫，如測(cè)量變壓器內(nèi)部的油溫、測(cè)量SF6氣體溫度來(lái)估算繞組溫度，這些都存在嚴(yán)重的滯后和不準(zhǔn)確情況，傳統(tǒng)變壓器當(dāng)檢測(cè)到油溫或3匕氣體溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)，再發(fā)出預(yù)警信號(hào)，警示工作人員采取措施，有時(shí)由于變壓器繞組、鐵芯發(fā)生突發(fā)性嚴(yán)重過(guò)熱故障，急劇升溫，但溫度傳導(dǎo)到變壓器油或3匕氣體介質(zhì)中被檢測(cè)的時(shí)間嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致變壓器事故擴(kuò)大，甚至造成變壓器燒毀、爆炸的惡性電網(wǎng)事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置及其運(yùn)用方法，通過(guò)紅外測(cè)溫探頭采用非接觸方式完成連續(xù)準(zhǔn)確的測(cè)溫工作，對(duì)SF6變壓器內(nèi)部的過(guò)熱故障進(jìn)行準(zhǔn)確的在線自動(dòng)預(yù)警，并全程跟蹤，嚴(yán)密監(jiān)視故障發(fā)展，保證變壓器安全運(yùn)行的目的，與傳統(tǒng)SF6變壓器測(cè)溫預(yù)警裝置相比，有著保障安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的巨大優(yōu)勢(shì)。
[0004]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置，包括一 SF6變壓器本體、一測(cè)溫傳感系統(tǒng)以及安裝于遠(yuǎn)方控制室內(nèi)的一控制模塊與一報(bào)警器；所述SF6變壓器本體內(nèi)包括變壓器繞組與變壓器鐵芯；所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)安裝于所述SF/變壓器本體上，用以對(duì)所述SF/變壓器本體內(nèi)的變壓器繞組與變壓器鐵芯進(jìn)行非接觸式的連續(xù)掃描測(cè)溫；所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)還與所述控制模塊的輸入端相連，用以將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳輸至所述控制模塊；所述控制模塊的輸出端與所述報(bào)警器相連。
[0005]進(jìn)一步地，所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)包括安裝在所述SF/變壓器本體外壁上的測(cè)溫傳感器、伸入所述SF6變壓器本體內(nèi)并安裝在所述SF 6變壓器本體內(nèi)壁上的紅外測(cè)溫探頭以及傳輸信號(hào)的光纖電纜；所述紅外測(cè)溫探頭的發(fā)射端發(fā)出的紅外射線對(duì)所述SF6變壓器本體內(nèi)的變壓器繞組和變壓器鐵芯進(jìn)行非接觸的連續(xù)掃描測(cè)溫，所述紅外測(cè)溫探頭的另一端電性連接于所述測(cè)溫傳感器的輸入端，用以將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳輸至所述測(cè)溫傳感器；所述測(cè)溫傳感器用以將所述紅外測(cè)溫探頭傳輸來(lái)的溫度信號(hào)放大，所述測(cè)溫傳感器的輸出端通過(guò)所述光纖電纜連接連接至所述控制模塊的輸入端，用以將放大的溫度信號(hào)傳輸至所述控制豐旲塊。
[0006]進(jìn)一步地，所述的紅外測(cè)溫探頭還連接有一探頭轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，用以驅(qū)動(dòng)所述紅外測(cè)溫探頭按固定速率轉(zhuǎn)動(dòng)，在有效范圍對(duì)所述SF/變壓器本體內(nèi)的繞組和鐵芯進(jìn)行紅外掃描測(cè)溫。
[0007]進(jìn)一步地，所述控制模塊將檢測(cè)到的變壓器繞組和變壓器鐵芯的不同的溫度值判斷變壓器的故障嚴(yán)重程度并進(jìn)行控制報(bào)警器發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)，所述不同的溫度值包括正常工作溫度范圍值、輕微過(guò)熱溫度值、中度過(guò)熱溫度值以及嚴(yán)重過(guò)熱溫度值；所述控制模塊還根據(jù)紅外射線在穿透3匕氣體與穿透空氣之間不同的反射率和衰減進(jìn)行修正，用以確保檢測(cè)到的溫度值準(zhǔn)確。
[0008]進(jìn)一步地，所述控制模塊為PLC或微機(jī)控制芯片。
[0009]進(jìn)一步地，所述報(bào)警器電性連接于所述控制模塊的輸出端，所述報(bào)警器根據(jù)所述控制模塊發(fā)出的指令，發(fā)出不同形式的預(yù)警，預(yù)警形式包括聲光報(bào)警與預(yù)警警示聲。
[0010]進(jìn)一步地，所述3?6變壓器本體內(nèi)部充注有SF6氣體，用以冷卻所述3?6變壓器本體內(nèi)的變壓器繞組和變壓器鐵芯。
[0011]本發(fā)明還采用以下方法實(shí)現(xiàn):一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置的運(yùn)用方法，包括以下步驟:
步驟S1 ^匕變壓器正常運(yùn)行，其內(nèi)部的變壓器繞組和變壓器鐵芯發(fā)熱，充注SF6氣體進(jìn)行冷卻，用以保持SF6變壓器本體內(nèi)部的溫度平衡；
步驟S2:開(kāi)啟測(cè)溫傳感系統(tǒng)、控制模塊和報(bào)警器；
步驟S3:所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)中的紅外測(cè)溫探頭開(kāi)始按固定速率對(duì)變壓器繞組和變壓器鐵芯在有效范圍進(jìn)行連續(xù)紅外掃描測(cè)溫；
步驟S4:所述紅外測(cè)溫探頭將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳輸至測(cè)溫傳感器，所述測(cè)溫傳感器將溫度信號(hào)放大后傳輸至控制模塊；
步驟S5:所述控制模塊根據(jù)溫度信息對(duì)SF6變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，若所述SF 6變壓器正常運(yùn)行，則控制模塊不動(dòng)作；若所述SF/變壓器運(yùn)行情況異常，則控制模塊控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟S5中，當(dāng)SF6變壓器運(yùn)行正常時(shí)，其變壓器繞組和變壓器鐵芯的溫度值在正常工作溫度范圍值內(nèi)，所述控制模塊不動(dòng)作；當(dāng)sf6變壓器的輕微過(guò)負(fù)荷運(yùn)行且運(yùn)行一段時(shí)間后或發(fā)生輕微過(guò)熱故障時(shí)，其變壓器繞組和變壓器鐵芯的溫度值超過(guò)輕微過(guò)熱溫度值時(shí)，所述控制模塊發(fā)出指令控制報(bào)警器發(fā)出輕微過(guò)熱的報(bào)警信號(hào)；當(dāng)sf6變壓器內(nèi)部繞組過(guò)熱故障繼續(xù)發(fā)展，其變壓器繞組和變壓器鐵芯的溫度值達(dá)到中度過(guò)熱溫度值時(shí)，所述控制模塊發(fā)出指令控制報(bào)警器發(fā)出中度過(guò)熱的報(bào)警信號(hào)；當(dāng)sf6變壓器內(nèi)部繼續(xù)溫升，其變壓器繞組和變壓器鐵芯的溫度值達(dá)到嚴(yán)重過(guò)熱溫度值時(shí)，所述控制模塊發(fā)出指令控制報(bào)警器發(fā)出高溫過(guò)熱的報(bào)警信號(hào)；當(dāng)SF/變壓器內(nèi)的變壓器繞組和變壓器鐵芯的溫度值降至正常工作溫度范圍值內(nèi)時(shí)，所述控制模塊自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警器，停止報(bào)警。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:1、通過(guò)紅外測(cè)溫探頭與變壓器內(nèi)帶有高壓電的繞組、鐵芯部分保持非接觸的安全距離，又由于紅外射線在SF6氣體介質(zhì)內(nèi)有很好的穿透率和很小的衰減，因此通過(guò)紅外測(cè)溫探頭發(fā)射和接受紅外感溫信號(hào)，就能完成連續(xù)準(zhǔn)確的測(cè)溫工作。2、本發(fā)明設(shè)計(jì)的控制模塊，是分別根據(jù)變壓器繞組的正常工作溫度范圍值、輕微過(guò)熱溫度值、中度過(guò)熱溫度值以及嚴(yán)重過(guò)熱溫度值等進(jìn)行設(shè)計(jì)編制程序，控制模塊還根據(jù)紅外射線在穿透SF6氣體與穿透空氣之間不同的反射率和衰減進(jìn)行修正。3、在SF/變壓器在運(yùn)行中，控制模塊根據(jù)預(yù)先編制的程序?qū)囟戎颠M(jìn)行分析判斷，當(dāng)變壓器內(nèi)繞組發(fā)生過(guò)熱故障時(shí)，控制模塊能根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，控制報(bào)警器發(fā)出不同的預(yù)警警示聲，或不同的聲光效果警示，當(dāng)故障排除，溫度降低到設(shè)置值以下時(shí)，報(bào)警器停止報(bào)警，以達(dá)到對(duì)SF/變壓器內(nèi)部早期輕微過(guò)熱故障進(jìn)行準(zhǔn)確的在線自動(dòng)預(yù)警，并全程跟蹤，嚴(yán)密監(jiān)視故障發(fā)展，保證變壓器安全運(yùn)行的目的，與傳統(tǒng)SF6變壓器測(cè)溫預(yù)警裝置相比，有著保障安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的巨大優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置安裝立面圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置安裝平面及工作流程圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置的紅外測(cè)溫探頭對(duì)變壓器內(nèi)繞組進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)掃描測(cè)溫工作之一圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置的紅外測(cè)溫探頭對(duì)變壓器內(nèi)繞組進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)掃描測(cè)溫工作之二圖。
[0017]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的一種SF6變壓器故障預(yù)警裝置工作原理方框圖。
[0018]圖示標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
1_SF6變壓器本體；2_變壓器繞組；3_變壓器鐵芯；4_ 3?6氣體介質(zhì)；5_紅外測(cè)溫探頭；6_探頭轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；7_紅外線；8_測(cè)溫傳感器；9_光纖電纜；10_控制模塊；11_報(bào)警器；12-變壓器冷卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]本實(shí)施例提供一種SF/變壓器故障預(yù)警裝置，如圖1至圖5所示，該裝置包括一 SF6變壓器本體1、一測(cè)溫傳感系統(tǒng)以及安裝于遠(yuǎn)方控制室內(nèi)的一控制模塊10與一報(bào)警器11 ;所述SF/變壓器本體內(nèi)包括變壓器繞組2與變壓器鐵芯3 ;所述SF 6變壓器本體1還連接有變壓器冷卻器12 ;所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)安裝于所述SF/變壓器本體上，用以對(duì)所述SF 6變壓器本體內(nèi)的變壓器繞組2與變壓器鐵芯3進(jìn)行非接觸式的連續(xù)掃描測(cè)溫；所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)還與所述控制模塊10的輸入端相連，用以將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳輸至所述控制模塊10 ;所述控制模塊10的輸出端與所述報(bào)警器11相連。
[0021]在本實(shí)施例中，所述測(cè)溫傳感系統(tǒng)包括安裝在所述SF6變壓器本體外壁上的測(cè)溫傳感器8、伸入所述SF6變壓器本體內(nèi)并安裝在所述SF 6變壓器本體內(nèi)壁上的紅外測(cè)溫探頭5以及傳輸信號(hào)的光纖電纜9 ;所述紅外測(cè)溫探頭5的發(fā)射端發(fā)出的紅外射線7對(duì)所述SF6變壓器本體內(nèi)的變壓器繞組2和變壓器鐵芯3進(jìn)行非接觸的連續(xù)掃描測(cè)溫，所述紅外測(cè)溫探頭5的另一端電性連接于所述測(cè)溫傳感器8的輸入端，用以將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳輸至所述測(cè)溫傳感器8 ;所述測(cè)溫傳感器8用以將所述紅外測(cè)溫探頭5傳輸來(lái)的溫度信號(hào)放大，所述測(cè)溫傳感器5的輸出端通過(guò)所述光纖電纜9連接連接至所述控制模塊10的輸入端，用以將放大的溫度信號(hào)傳輸至所述控制模塊10。
[0022]在本實(shí)施例中，所述的紅外測(cè)溫探頭