智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，包括中央處理單元（1）、油壓采集單元（2）、供電單元（4）、存儲(chǔ)單元（6），所述油壓采集單元（1）與油壓傳感器相連，所述油壓采集單元（2）、供電單元（4）和存儲(chǔ)單元（6）均與中央處理單元（1）相連，還包括與中央處理單元（1）相連的通訊單元（3）。本實(shí)用新型可以與遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)通信進(jìn)行人機(jī)交互，及時(shí)上傳監(jiān)測(cè)信息，同時(shí)接受其他系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)，保證變壓器在安全、可靠、經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行，具有實(shí)施容易、使用方便、成本低、智能化水平高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及ー種智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]油浸式變壓器是電カ系統(tǒng)中常用的重要設(shè)備。為了保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行，油浸式變壓器通常會(huì)配備油壓力釋放閥，用以當(dāng)變壓器內(nèi)部壓カ突升后油壓カ的泄放。隨著電力系統(tǒng)對(duì)智能化水平和運(yùn)行可靠性要求的提高，發(fā)展智能化變壓器已經(jīng)成為ー種趨勢(shì)。而智能化變壓器對(duì)變壓器油壓カ監(jiān)測(cè)設(shè)備提出了新的需求:能夠在智能系統(tǒng)環(huán)境下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互，即設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可以利用壓カ傳感器實(shí)時(shí)收集油壓信息，自動(dòng)分析油壓監(jiān)測(cè)裝置目前的工作狀態(tài)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)與其他系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互信息，同時(shí)接受其他系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)，保證變壓器在安全、可靠、經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互的智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置，包括中央處理單元、油壓采集単元、供電單元、存儲(chǔ)單元，上述油壓采集単元與油壓傳感器相連，上述油壓采集単元、供電單元和存儲(chǔ)單元均與中央處理單元相連，還包括與中央處理單元相連的通訊單元。在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的油壓監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)水平、油壓智能化程度普遍較低，其一般包括微處理器、油壓采集単元、跳閘接點(diǎn)、供電單元等，僅可以基本滿足本地監(jiān)測(cè)功能，但是難以與智能化變壓器的標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成，不能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互，無(wú)法滿足智能化變壓器的上述要求?；谏鲜鰡?wèn)題，本方案中，智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置有通訊單元，可以與遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)通信進(jìn)行人機(jī)交互，及時(shí)上傳監(jiān)測(cè)信息，同時(shí)接受系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令，調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)，保證變壓器在安全、可靠、經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行，具有較高的智能化水平。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)ー步改進(jìn)，上述智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置還包括與中央處理單元相連的跳閘接點(diǎn)。本方案中，智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置可以工作在遠(yuǎn)程模式和本地模式兩種模式下，一般情況下其工作在遠(yuǎn)程模式下，油壓采集單元采集安裝在變壓器油箱上的油壓傳感器傳送來(lái)的油壓カ信號(hào)并發(fā)送給中央處理單元，中央處理單元處理后經(jīng)通訊單元發(fā)送給遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)，智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行判斷，如果滿足跳閘條件則向智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送跳閘指令，跳閘指令由通訊單元接收后轉(zhuǎn)發(fā)給中央處理單元，中央控制單元根據(jù)跳閘指令控制跳閘接點(diǎn)的接通和斷開(kāi)，進(jìn)而控制變壓器的跳閘。遠(yuǎn)程模式下，智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通訊單元與遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)通信進(jìn)行人機(jī)交互，便于遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控，具有較高的智能化水平。智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置可以自動(dòng)檢測(cè)通訊狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)行在本地模式下，其作為常規(guī)油壓監(jiān)測(cè)裝置使用，油壓采集單元采集安裝在變壓器油箱上的油壓傳感器傳送來(lái)的油壓力信號(hào)并發(fā)送給中央處理單元，中央處理單元通對(duì)比采集到的油壓力信號(hào)和設(shè)定的油壓力閾值，從而控制跳閘接點(diǎn)的接通和斷開(kāi)，進(jìn)而控制變壓器的跳閘。變壓器的安全運(yùn)行非常重要，僅靠本地控制變壓器的跳閘與合閘一方面存在一些安全隱患，另一方面也不能及時(shí)反饋信息到系統(tǒng)或相關(guān)人員。本方案中，變壓器的跳閘和合閘可以通過(guò)遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)控制，其運(yùn)行狀態(tài)可以被遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大提高了變壓器運(yùn)行的安全性以及管控的便利性。
[0006]進(jìn)一步，上述智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置還包括顯示單元、控制單元，上述顯示單元和控制單元均連接到中央處理單元上，顯示單元用于本地顯示油壓力數(shù)值、設(shè)備參數(shù)，控制單元用于提供現(xiàn)場(chǎng)控制功能。
[0007]優(yōu)選的，上述顯示單元和控制單元為觸摸顯示屏。
[0008]進(jìn)一步，上述智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置還包括與中央處理單元相連的看門(mén)狗電路，以提高本裝置的可靠性，防止工作時(shí)出現(xiàn)死機(jī)情況。
[0009]優(yōu)選的，上述通訊單元為RS485接口單元。
[0010]優(yōu)選的，上述通訊單元為以太網(wǎng)通訊單元。
[0011]進(jìn)一步，上述智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置還包括屏蔽外殼，上述跳閘接點(diǎn)設(shè)置在屏蔽外殼上。
[0012]優(yōu)選的，上述屏蔽外殼采用不銹鋼材料制成，可以有效屏蔽變壓器周圍強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境的干擾。
[0013]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0014]1、本實(shí)用新型通過(guò)通訊單元與遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制變壓器的跳閘等人機(jī)交互，具有較高的智能化水平；
[0015]2、本實(shí)用新型提供遠(yuǎn)程模式和本地模式兩種運(yùn)行模式，兩種模式之間可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，通訊正常時(shí)，運(yùn)行在遠(yuǎn)程模式下，定時(shí)上傳油壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)給出判斷結(jié)果，供運(yùn)行人員參考；通訊異常時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)本地模式，作為常規(guī)油壓監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，通過(guò)設(shè)定的油壓力閾值控制跳閘接點(diǎn)的接通和斷開(kāi)，進(jìn)而控制變壓器的跳閘，通用性強(qiáng)、使用方便；
[0016]3、本實(shí)用新型采用全封閉結(jié)構(gòu)，防護(hù)性能按滿足IP65標(biāo)準(zhǔn)要求，屏蔽外殼材料為不銹鋼，且外殼上通訊接口的塑料將傳輸信號(hào)與屏蔽外殼隔離，可以有效屏蔽變壓器周圍強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾；
[0017]4、本實(shí)用新型具有信息轉(zhuǎn)換和通訊功能，支持IEC61850通訊方式，可以直接與智能化變壓器標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)連接；
[0018]5、本實(shí)用新型實(shí)施容易、使用方便、成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020]圖2為通訊單元的連接示意圖。
[0021]圖例說(shuō)明:1、中央處理單元；2、油壓采集単元；3、通訊單元；4、供電單元；5、跳閘接點(diǎn)；6、存儲(chǔ)單元；7、顯示單元；8、控制單元；9、看門(mén)狗電路。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不僅限于此。
[0023]【實(shí)施例1】
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例的智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置，具有包括用于隔絕電磁干擾、固定內(nèi)部器件的屏蔽外殼，屏蔽外殼上設(shè)置有用于變壓器跳閘、合閘的跳閘接點(diǎn)5，屏蔽外殼內(nèi)部設(shè)置有中央處理單元1、用于采集油壓的油壓采集単元2、用于與遠(yuǎn)程的智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)通信的通訊單元3、供電單元4、用于存儲(chǔ)歷史油壓數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元6，上述油壓采集単元I與油壓傳感器相連，上述油壓采集単元2、通訊單元3、供電單元4、跳閘接點(diǎn)5、存儲(chǔ)單元6均連接到中央處理單元I上。本實(shí)施例中，中央處理單元I主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的油壓信號(hào)的處理、判斷以及跳閘接點(diǎn)5的控制以及系統(tǒng)的總體控制，可以采用一般的微處理器、FPGA、CPLD等控制芯片；存儲(chǔ)單元6用于存儲(chǔ)歷史油壓數(shù)據(jù)，為變壓器跳閘事故原因提供連續(xù)跟蹤的油壓カ數(shù)據(jù)，可采用一般的內(nèi)存、硬盤(pán)等通用存儲(chǔ)器，也可采用ー些專用存儲(chǔ)裝置；通訊單元3可以為有線通信単元，如以太網(wǎng)通信単元、光纖通信単元，也可以為無(wú)線通信単元。跳閘接點(diǎn)5即為變壓器的跳閘接點(diǎn)/跳閘觸點(diǎn)，根據(jù)中央處理單元I的指令實(shí)施跳閘或合閘。本實(shí)施例中，油壓傳感器與油壓采集単元2可以有多種連接方式，如(I)可以通過(guò)增設(shè)zigbee通信模塊與油壓采集単元2無(wú)線相連，此時(shí)油壓采集単元2也同樣具有zigbee通信模塊；(2)直接通過(guò)RS485線路與油壓采集單元2相連，此時(shí)油壓采集單元2對(duì)應(yīng)為RS485通信電路；(3)直接與油壓采集單元2相連，油壓采集單元2還可以包括放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路等`信號(hào)調(diào)理電路。傳感器信號(hào)采集為自動(dòng)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域非常常見(jiàn)的技術(shù)，上述幾種為幾種常用的方式和電路，本實(shí)施例中不再贅述。
[0025]【實(shí)施例2】
[0026]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置，其中央處理單元I上還連接有顯示單元7、控制單元8。該顯示單元7和控制單元8為設(shè)置在屏蔽外売上的觸摸顯示屏，隨著觸摸顯示屏設(shè)備的普及，其成本不斷降低，且使用也非常方便，觸摸顯示屏同時(shí)具有顯示作用和提供控制功能，實(shí)現(xiàn)本地人機(jī)交互功能，可用于本地顯示油壓カ數(shù)值、設(shè)備參數(shù)查看，歷史記錄查詢等，并且可以將油壓數(shù)據(jù)、通訊記錄從本地拷貝出來(lái)。實(shí)際應(yīng)用中，上述顯示單元7和控制單元8也可以采用其他裝置實(shí)現(xiàn)，例如顯示單元7采用顯示器、控制單元8采用按鍵等。
[0027]【實(shí)施例3】
[0028]在實(shí)施例1或2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置還包括與中央處理單元I相連的看門(mén)狗電路9，防止智能化變壓器油壓カ在線監(jiān)測(cè)裝置工作時(shí)出現(xiàn)死機(jī)情況，提高裝置的可靠性?？撮T(mén)狗電路9可采用型號(hào)為MAX813L的芯片實(shí)現(xiàn)，該芯片內(nèi)有ー個(gè)1.25V掉電告警門(mén)限檢測(cè)器，可以實(shí)現(xiàn):上電、掉電狀態(tài)下的復(fù)位功能；WATCHDOG輸出功能；手動(dòng)復(fù)位輸入功能。[0029]【實(shí)施例4】
[0030]在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置的通訊單元3使用RS485通信，通訊單元3為RS485接口單元，具體可采用MAX485芯片實(shí)現(xiàn)，屏蔽外殼上對(duì)應(yīng)設(shè)置有rj45通訊接口，如圖2所示，MAX485芯片的兩個(gè)輸出引腳A、B與rj45通訊接口的上下兩個(gè)引腳相連，通訊單元3具有信息轉(zhuǎn)換和通訊功能，支持IEC61850通訊方式，支持該智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置直接與智能化變壓器標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)連接，按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)與智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)交互。本方案中，采用RJ45接口，RJ45接口的塑料將傳輸信號(hào)與屏蔽外殼隔離，可以有效屏蔽變壓器周圍強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾。
[0031]【實(shí)施例5】
[0032]本實(shí)施例與實(shí)施例4的區(qū)別在于，智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置的通訊單元3采用以太網(wǎng)通信單元，具體為一個(gè)PHY網(wǎng)絡(luò)芯片，可以采用Realtek 8201BL或Realtek8139C/D芯片實(shí)現(xiàn)，采用PHY網(wǎng)絡(luò)芯片時(shí)，其屏蔽外殼上對(duì)應(yīng)設(shè)置有r j45通訊接口，且中央處理單元I和通訊單元3相配合，具有信息轉(zhuǎn)換和通訊功能，支持IEC61850通訊方式，支持該智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置直接與智能化變壓器標(biāo)準(zhǔn)化通訊網(wǎng)絡(luò)連接，按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)與智能化變壓器監(jiān)控后臺(tái)交互。此外，本實(shí)施例中的油壓采集單元2可采用型號(hào)為CS5460的功率/電能計(jì)量芯片，其接收來(lái)自油壓傳感器的電信號(hào)，并將該信號(hào)傳送給中央處理單元I ;中央處理單元I可采用Philips公司P89V51RD2型號(hào)的80C51微控制器；供電單元4可采用型號(hào)為L(zhǎng)M2576的芯片實(shí)現(xiàn)，為其他電路提供電源，并接受一個(gè)7-36VDC的寬范圍電源輸入；存儲(chǔ)單元6可采用型號(hào)為AT25020的芯片實(shí)現(xiàn)。上述芯片的選擇僅為優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，芯片型號(hào)選擇、電路的簡(jiǎn)單變換來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的相同功能非常容易，因此實(shí)際應(yīng)用中，上述各個(gè)單元的芯片選擇、芯片的具體型號(hào)選擇、電路的簡(jiǎn)單替換可以根據(jù)實(shí)際需求選擇。
[0033]本實(shí)施例的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置還采用全封閉結(jié)構(gòu)，其屏蔽外殼上僅保留基本的接口，其屏蔽外`殼采用不銹鋼材料制成，可以有效屏蔽變壓器周圍強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境的干擾。
[0034]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，包括中央處理單元(I)、油壓采集單元(2)、供電單元(4)、存儲(chǔ)單元(6)，所述油壓采集單元(I)與油壓傳感器相連，所述油壓采集單元(2)、供電單元(4)和存儲(chǔ)單元(6)均與中央處理單元(I)相連，其特征在于，還包括與中央處理單元(I)相連的通訊單元(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括與中央處理單元(I)相連的跳閘接點(diǎn)(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括顯示單元(7)、控制單元(8)，所述顯示單元(7)和控制單元(8)均連接到中央處理單元(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述顯示單元(7)和控制單元(8)為觸摸顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括與中央處理單元(I)相連的看門(mén)狗電路(9 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述通訊單元(3)為RS485接口單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述通訊單元(3)為以太網(wǎng)通訊單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括屏蔽外殼，所述跳閘接點(diǎn)(5)設(shè)置在屏蔽外殼上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能化變壓器油壓力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述屏蔽外殼采用不銹鋼材料制成。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203455690SQ201320561465
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】彭倩, 李旻, 劉凡, 劉睿, 賈建成, 徐麗媛, 孫文伯 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院, 保定天威新域科技發(fā)展有限公司