[發明專利]一種基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓聯合監測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010891826.7
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112013983B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 周湶;歐陽希;陳偉根;廖瑞金;李劍;陳明浩;王有元;杜林;熊小伏;王建;王飛鵬;黃正勇;萬福;譚亞雄
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16;G01K7/36;G01L9/00;H01F27/40;G01D21/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：包括瞬態油壓-油溫傳感模塊、多路信號采集模塊、數據處理分析模塊、數據存儲模塊、裝置自身測控系統、通信系統及電源系統；

所述瞬態油壓-油溫傳感模塊用于采集并計算瞬時油壓數據和油溫數據；所述瞬態油壓-油溫傳感模塊包括補償線圈、測油壓彈性線圈、線圈推動結構、密閉腔體、連桿、彈簧元件、油壓探頭、測溫線圈、隔熱板和溫度敏感元件；

所述溫度敏感元件通過隔熱板連接測溫線圈，所述測溫線圈通入高頻激勵電流，在溫度敏感元件上形成電渦流，所述測溫線圈與補償線圈組成差分放大電路的輸入端；

所述油壓探頭依次連接彈性元件、連桿、線圈推動結構、測油壓彈性線圈，所述彈性元件和連桿設置在密閉腔體內；所述測油壓彈性線圈與補償線圈組成差分放大電路的輸入端；

所述多路信號采集模塊用于采集電壓差值信號及多通道電流信號；

所述數據處理分析模塊用于根據變壓器內多點的油溫、油壓數據，分析測量參量波動特征、運行工況信息；

所述數據存儲模塊用于存儲本地長周期原始數據、二次數據及分析結果數據；

所述裝置自身測控系統用于監測自身狀態，并進行高溫報警、電源異常報警、人機通信調控；

所述通信系統用于連接上位機，進行數據上傳和遠程操控；

所述電源系統用于為各模塊供電。

2.根據權利要求1所述的基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：所述多路信號采集模塊包括電壓信號采集模塊和多端電流信號采集模塊，通過信號引線將補償線圈、測油壓彈性線圈和測溫線圈的電流信號引出至多端電流信號采集模塊；

所述電壓信號采集模塊包括變頻電源、電壓測量裝置和多個測量電橋，所述變頻電源連接測溫線圈，為所述差分放大電路提供激勵；所述變頻電源包括正弦振蕩器電路及二級穩壓電路，電壓轉換電路將實際電壓幅值轉換至信號采集器有效區間內；

所述電壓測量裝置與補償線圈、測油壓彈性線圈和測溫線圈連接，并利用高分辨率A/D變換器與高速信號讀取模塊采集和存儲電壓差值信號；

所述多個測量電橋分別與補償線圈、測油壓彈性線圈和測溫線圈相對設置，用于根據所述差分放大電路的阻抗變化引起的測量電橋電流變化，利用電流-電壓轉換模塊實現電流信號轉換，再運用多通道高分辨率A/D變換器及高速信號讀取模塊實現多通道電流信號的同步采集、存儲；

還包括用于對原始信號濾波的固定頻率選通有源濾波電路和數字濾波電路，并通過FFT算法實現信號的時頻變換，以獲取不同參量的頻率特征。

3.根據權利要求2所述的基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：所述測溫線圈連接有油溫測量調零電阻，所述測油壓彈性線圈串聯有油壓測量調零電阻。

4.根據權利要求3所述的基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：所述測量電橋為渦流等效電路。

5.根據權利要求4所述的基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：所述數據處理分析模塊與所述多端電流信號采集模塊、電壓信號采集模塊連接，用于通過多通道特征識別、時域相關性計算、狀態評估算法挖掘測量參量波動特征、運行工況對變壓器工況的辨識、運維及保護提供實時性參考信息。

6.根據權利要求5所述的基于差動電感式傳感器的變壓器多點溫度與油壓監測裝置，其特征在于：所述數據存儲模塊通過外擴式SDRAM擴展內存，并通過外擴式NAND-FLASH擴展本地數據存儲容量，用于存儲本地長周期原始數據、二次數據及辨識結果。