[發明專利]一種基于無線充能的干式變壓器無線振動監測裝置

在審

• 申請號: 201410436336.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104198033A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 孫醒濤;高圣偉;張牧;張奇云
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及干式變壓器振動監測。

背景技術

1964年，德國AEG變壓器廠研制出了第一臺20kV級、400kVA銅線繞組環氧樹脂澆注變壓器。在此之后，荷蘭司密特變壓器廠、日本東芝、三菱、富士、大阪等變壓器廠相繼批量生產這種產品，其絕緣等級從B級提高到F級和H級。由于環氧樹脂澆注變壓器具有一系列優點，目前在歐洲環氧澆注變壓器占干式變壓器產量的70％左右。在美國、德國、日本等發達國家，干式變壓器產量已占配電變壓器產量20％以上。在成套變電站中，干式變壓器已占80-90％。有些國家已明確規定，戶內一律采用防火型變壓器，不準使用油浸變壓器。

我國國內許多變壓器廠在20世紀80年代投入大量資金，引進了國外干式變壓器先進技術和裝備，使我國干式變壓器得到了迅速發展，改變了我國干式變壓器生產技術落后的面貌。目前我國環氧澆注干式變壓器的容量和電壓等級從10kV級的30～2500kVA擴展到35kV級50～20000kVA整個系列，110kV、31500kVA的產品也已經研發成功并掛網運行。隨著自主研發能力的提高，目前我國干式變壓器的品種、技術水平都有了較大的發展和提高，整個行業正在穩步有序地向前發展。隨著干式變壓器的應用越來越廣泛，干式變壓器的狀態監測也變的越來越重要。目前，我國干式變壓器的狀態監測技術主要還是集中在繞組溫度監測，一些大型干式變壓器同時也對鐵芯溫度進行監測，對干式變壓器的其他狀態參數監測的還很少。干式變壓器在工作期間，不僅繞組會發熱同時變壓器還會產生振動。變壓器器身的振動是由于變壓器本體(鐵芯、繞組等的統稱)的振動及冷卻裝置的振動產生的。本體的振動主要來源于：

1)變壓器本體振動主要由鐵芯振動引起的。造成鐵芯振動有兩個因素：

一是由硅鋼片磁致伸縮而引起的鐵芯振動；

二是鐵芯接縫處磁力線發生畸變產生的縱牽力和鐵芯中磁通分布不均在硅鋼片間產生的側推力；

2)負載電流產生的漏磁場，在繞組導體之間、繞組之間、繞組和鐵芯之間、繞組之間產生電磁力，引起繞組、鐵芯的振動；

3)變壓器冷卻風扇、緊固件和各種連接件的振動；

從物理角度來看，電力變壓器器身表面的振動與變壓器繞組及鐵芯的壓緊狀況、繞組的位移及變形密切相關。因變壓器器身各位置處的振動特征與距離最近的振源關系最緊密，根據變壓器器身各處測取振動信號改變的程度可方便地判斷出是哪一部分繞組或鐵芯發生了故障，即利用振動法監測電力變壓器可有助于實現故障定位。

目前市場常見的振動傳感器大多都是需要電源線和數據線，也有公司研制出無線振動傳感器，依靠無線收發裝置來傳輸數據，但是需要在振動傳感器上安裝電池來提供能源。這種無線振動傳感器省去了數據線，簡化了現場布置，但是需要定期更換電池，特別是需要振動傳感器不間斷工作的場合，更換電池的周期會更短。對于電力變壓器來說，振動傳感器安裝在變壓器器身上，工作期間是不允許人員靠近的，人員距離變壓器要保持一定的安全距離以防發生觸電事故，按照規范要求：10千伏0.7米，35千伏1.0米，66-110千伏1.5米，因此在變壓器工作期間帶電更換電池的方式是很困難的。

發明內容

針對目前樹脂澆注干式變壓器振動監測的問題，本發明提出了一種基于無線充能的干式變壓器無線振動監測裝置，通過安裝在干式變壓器器身上對變壓器的振動狀態進行監測。這種振動監測裝置具有精度高、安裝方便、不需要額外提供供電電源線和數據線、安裝方便靈活，依靠無線充能裝置在安全距離外給振動監測裝置充電，可以實現振動信號監測和發送的功能，非常適合于干式變壓器的振動監測。

本發明采用以下技術方案實現：

一種基于無線充能的干式變壓器無線振動監測裝置，包括：加速度振動傳感器、充電控制與保護電路、可充電鋰電池、電能接收裝置、微處理器單元、無線數據發送單元；其中，所述電能接收裝置包括接收線圈、整流濾波模塊及穩壓模塊。本發明采用無線充電方式對可充電鋰電池進行充電，振動傳感裝置不需要外接電源線，從而解決了電力變壓器監測裝置的供電問題；同時采用無線數據發送單元將采集到的變壓器振動信息發送給接收裝置，避免了高壓現場的數據線布置問題。

為使本發明的目的、技術方案更加清楚明白，以下將通過相關附圖對本發明進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖；

圖2是本發明的電能接收裝置原理圖；

圖3是本發明的外形示意圖；

其中：

1：金屬底座????2：金屬殼體