一種變壓器油位監測配套裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種變壓器油位監測配套裝置，包括：油位電氣量測試裝置、微處理器、藍牙模塊、移動終端、后臺監控主機，油位電氣量測試裝置通過通信電纜連接后臺監控主機，油位電氣量測試裝置、微處理器、藍牙模塊、移動終端依次連接；本實用新型將變壓器油位的物理量直接轉變為變壓器油位的電氣量，省去了中間的模數轉換等環節，提高了測量精度與準確度。實現了就地觀測、移動終端監測與后臺監控主機監測三種手段，既能彌補了現有監控主機信息采集量的不足，增加了變壓器油位信息量；又能使用移動終端，通過藍牙模塊配對連接后，就可以達到在變電站附近只需一名電氣工作人員操作就可以遙信對位，校驗就地與遠方信息是否一致。
【專利說明】
一種變壓器油位監測配套裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種變壓器油位監測配套裝置，屬于電力應用技術領域。
【背景技術】
[0002]在變電站中，油浸變壓器應用較為廣泛，變壓器油是變壓器的絕緣和散熱介質，35kV及以上電壓等級或者容量較大的1kV油浸變壓器中，油位計顯示的油枕(既儲油柜)中變壓器油的油面高低，稱為變壓器油位，受溫度、滲漏油等因素影響，變壓器油位會發生變化。
[0003]油位計的刻度顯示油位高于油枕容量的90%和低于油枕容量的10%時，定義為變壓器的油位異常。目前，油位的監測完全取決于運行人員，由運行人員根據巡視周期定期觀察油位計刻度。此法存在以下缺陷:1、定期巡視，不能實時監測油位。2、定期巡視，不能及時發現油位異常。3、當發現油位偏高或偏低時，運行人員必須縮短巡視周期，增加了人力、財力投入。
[0004]在變壓器運行過程中，油溫的變化導致油位的變化，為此，大型油浸變壓器需要提供儲油柜油箱來實現油位隨油溫的補償。由于儲油柜油箱是不透明的金屬制品，現有的油位的顯示指示需要通過油位計來實現，為準確判斷變壓器油位的真實情況，主變出廠時一般都附有一個油溫油位關系對照表，即平常所說的油溫油位關系線。它為我們現場設備安裝、運行巡視、油位觀測提供了重要的參考依據。
[0005]目前，從現有的巡視表中可以得知，巡視任務繁重，而如果巡視過程中，運行人員發現油位偏高或者偏低，為避免油位異常發生，則必須根據設備情況適當縮短巡視周期，工作量成倍增加，人、財、物投入加大，電網維護成本大大增加。當前的油位監測方式被動、滯后，不能實時反映變壓器油位狀況，而信息的滯后容易釀成事故，對電網的安全構成隱患，因此，已漸漸難以滿足要求。
[0006]電力設備長期運行時，為了監測設備運行可靠性，需要對設備進行校驗，遙測、遙信等信息量核對，但是在實際工作中，至少由兩人進行，其中一人在設備處調試，一人在后臺監控主機查看，兩人通過電話聯系，這種工作造成了人力、物力的資源浪費。
[0007]隨著新技術的層出不窮和新設備的不斷投入，電網開始進入數字化、信息化、互動化、智能化時代。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種變壓器油位監測配套裝置。
[0009]本實用新型的技術方案為:
[0010]一種變壓器油位監測配套裝置，包括:油位電氣量測試裝置、微處理器、藍牙模塊、移動終端、后臺監控主機，所述油位電氣量測試裝置通過通信電纜連接所述后臺監控主機，所述油位電氣量測試裝置、所述微處理器、所述藍牙模塊、所述移動終端依次連接；
[0011]所述油位電氣量測試裝置用于測量變壓器油位的物理量，并將變壓器油位的物理量直接轉化成變壓器油位的電氣量，并分別發送至所述微處理器及所述后臺監控主機；
[0012]所述后臺監控主機用于顯示變壓器油位的電氣量；
[0013]所述微處理器處理變壓器油位的電氣量，并通過所述藍牙模塊將變壓器油位的電氣量發送至所述移動終端；
[0014]所述移動終端用于顯示變壓器油位的電氣量。
[0015]此處設計的優勢在于，本實用新型將變壓器油位的物理量直接轉變為變壓器油位的電氣量，省去了中間的模數轉換等環節，提高了測量精度與準確度。實現了就地觀測、移動終端監測與后臺監控主機監測三種手段，既能彌補了現有監控主機信息采集量的不足，增加了變壓器油位信息量;又能使用移動終端，通過藍牙模塊配對連接后，就可以達到在變電站附近只需一名電氣工作人員操作就可以遙信對位，校驗就地與遠方信息是否一致。
[0016]根據本實用新型優選的，所述油位電氣量測試裝置包括:U型連通管一、浮球裝置、U型連通管二，所述U型連通管一的一端與儲油柜油箱底部的開口連通，所述U型連通管一的另一端連通所述浮球裝置的底部，所述浮球裝置的上部連通所述U型連通管二的一端，所述浮球裝置的高度大于或等于所述儲油柜油箱的高度；
[0017]所述浮球裝置包括:浮球、連桿、可變電阻器，所述浮球裝置內豎直設置有連桿，所述浮球上設有一個貫穿的孔，所述浮球通過所述孔平滑套裝在所述連桿上，所述浮球的一側通過滑片連接可變電阻器的動片引腳，所述可變電阻器的定片引腳連接所述微處理器，所述浮球的另一側連接所述微處理器。
[0018]所述油位電氣量測試裝置的工作原理為:浮球密度小于油密度，浮于油面處，浮球上下浮動時帶動滑片，進而改變接入可變電阻器部分的電阻，滑片滑動滿足運行中變壓器最高油位與最低油位的限制，因此，接入可變電阻器部分的電阻值在測定的最大值與最小值之間變化，施加一額定電壓，電流值也隨之變化，并滿足線性曲線關系，可實現油位物理量轉換至電氣量，作為信號輸出，路徑一輸出至浮球裝置中的微處理器，路徑二通過通信電纜輸出至后臺監控主機。
[0019]根據本實用新型優選的，所述油位電氣量測試裝置還包括:U型連通管三、呼吸器一、呼吸器二，所述U型連通管二的另一端連接呼吸器一，所述U型連通管三的一端與儲油柜油箱上部的開口連通，所述U型連通管三的另一端連接呼吸器二。
[0020]此處設計的優勢在于，變壓器油中微水的含量是確定變壓器絕緣質量的參數，水分會破壞變壓器油的絕緣性能，對變壓器的安全穩定運行構成隱患，呼吸器一及呼吸器二的設置減少了空氣中的水分進入變壓器油中，另外，變壓器油在溫度低或負荷少的情況下，油冷縮時吸收空氣中的水分，通過浮球的浮動監測所述呼吸器一及呼吸器二是否暢通。
[0021]應用連通器的原理，S卩:底部互相連通的容器，注入同一種液體，連通器內各容器的液面總是保持在同一水平面上。因此，浮球即能顯示儲油柜油箱內的油位。
[0022]根據本實用新型優選的，所述U型連通管一上設置有閥門。
[0023]此處設計的優勢在于，閥門的設置用于隔離浮球裝置中的油與儲油柜油箱中的油，滿足了浮球裝置檢驗、試驗的準確性要求。
[0024]根據本實用新型優選的，所述后臺監控主機上設有數字顯示模塊。
[0025]數字顯示模塊用于顯示變壓器油位的電氣量。
[0026]根據本實用新型優選的，所述浮球裝置的外表面設置有刻度。
[0027]此處設計的優勢在于，通過刻度即可讀出油面的高度。
[0028]根據本實用新型優選的，所述微處理器的型號為Arduino。
[0029]Arduino是一款便捷靈活的開源電子原型平臺，構建于開源simple I/O介面版，并且具有使用Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。Arduino包含兩個主要的部分:硬件部分是可以用來做電路連接的Arduino電路板；另外一個則是Arduino IDE，即計算機中的程序開發環境。在計算機的IDE環境中利用數據庫中的代碼，編寫、調試本實用新型油位監測裝置的程序代碼，將程序燒錄到Arduino電路板后，即可實現移動終端中監測變壓器油位的電氣量信號的功能。
[0030]根據本實用新型優選的，所述藍牙模塊為HC-05主從一體模塊，藍牙模塊上的VCC、GND、TXD、RXD四個引腳分別連接至所述微處理器的VCC、GND、RXD、TXD四個引腳，VCC為電源引腳、GND為接地引腳、TXD為發送引腳、RXD為接收引腳。
[0031]HC-05主從一體模塊是一款高性能的藍牙串口模塊，可用于各種帶藍牙功能的電腦、手機等其他設備。
[0032]本實用新型利用藍牙這種無線技術標準，使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波，與變電站內50Hz交流電設備干擾小，通訊距離可實現本實用新型裝置與平板、手機等移動設備的數據交換，從而快捷、精準、有效地實現了檢測變壓器油位狀態的目的。
[0033]根據本實用新型優選的，所述移動終端為手機。
[0034]上述變壓器油位監測配套裝置的工作方法，具體步驟包括:
[0035](I)當變壓器油熱脹冷縮時，所述浮球隨油面上下浮動，所述浮球的浮動帶動所述滑片上下滑動，改變所述可變電阻器的接入電阻部分的電阻，油位物理量轉換至電氣量，并產生油位信號；
[0036](2)所述步驟(I)產生的油位信號發送至所述微處理器，所述微處理器通過所述藍牙模塊將油位信號發送至所述移動終端;與此同時，所述步驟(I)產生的油位信號還發送至所述后臺監控主機；
[0037](3)所述移動終端顯示變壓器油位的電氣量，所述后臺監控主機顯示變壓器油位的電氣量。
[0038]首先，油位信號是連續的十進制電氣量，將此電氣量信號接線至Arduino電路板的選定的輸入接口上，利用Arduino程序庫編寫此輸入接口的相關程序代碼，在計算機的Arduino IDE環境中下載到Arduino里，以實現信號的輸入及處理。完成變壓器油位信號的采集回路連線;然后，設置藍牙模塊，利用Arduino程序庫編寫藍牙模塊通信的程序代碼，在計算機的ArduinoIDE環境中下載到Arduino里，將藍牙模塊上的VCC、GND、TXD、RXD四個引腳分別連接至所述微處理器Arduino的VCC、GND、RXD、TXD四個引腳，實現了藍牙模塊與微處理器的數據傳輸，可以實現將變壓器油位信號通過藍牙信號傳輸出去;第三，在移動終端上安裝并打開現已應用較為廣泛的藍牙串口軟件，如“Bluetoothspp”軟件，連接HC-05主從一體模塊，配對連接成功后，刷新藍牙串口軟件，即可實現油位信息的接收、查看。在此基礎上，可以編寫程序，自定義藍牙串口軟件的用戶界面，使得變壓器油位信息的顯示更加直觀、方便;變電站電力工作人員校驗油位電氣量測試裝置長期運行的可靠性，以及核對、校驗就地信息與遠方信息是否一致時，手持所述移動終端，攜帶至變壓器處，即可實現一人就能完成變壓器油位電氣量測試裝置的校驗，解決了以往需要一人現場設備調試、一人后臺遙信檢查的弊端;另外，產生油位信號的另一路徑通過通信電纜發送至所述后臺監控主機，在后臺監控主機上安裝及運行數字顯示軟件，將此變壓器油位的電氣量信息數字顯示于后臺監控主機屏幕上。變電站電力工作人員巡視時，通過查看后臺監控主機上的信息即可實現變壓器油位的監測。
[0039]本實用新型的有益效果為:
[0040]1、本實用新型將變壓器油位的物理量直接轉變為變壓器油位的電氣量，省去了中間的模數轉換等環節，提高了測量精度與準確度。實現了就地觀測、移動終端監測與后臺監控主機監測三種手段，既能彌補了現有監控主機信息采集量的不足，補充增加了變壓器油位信息監測量;又能使用移動終端，通過藍牙模塊配對連接后，就可以達到在變電站附近只需一名電氣工作人員操作就可以遙信對位，校驗就地與遠方信息是否一致的目的。
[0041]2、本實用新型所述呼吸器一及呼吸機二的設置減少了空氣中的水分進入變壓器油中，另外，變壓器油在冷縮時或者膨脹時，通過觀測浮球的上下浮動，來間接監測所述呼吸器一及呼吸機二是否存在不暢通的情況。
【附圖說明】
[0042]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0043]圖2為本實用新型所述油位電氣量測試裝置的結構連接圖；
[0044]圖3為本實用新型所述浮球裝置的結構示意圖；
[0045]其中，1、油位電氣量測試裝置，2、微處理器，3、藍牙模塊，4、移動終端，5、后臺監控主機，6、U型連通管一，7、浮球裝置，8、U型連通管二，9、浮球，10、連桿，11、可變電阻器，12、呼吸器一，13、U型連通管三，14、呼吸器二，15、閥門。
【具體實施方式】
[0046]下面結合說明書附圖和實施例對本實用新型作進一步限定，但不限于此。
[0047]實施例
[0048]一種變壓器油位監測配套裝置，包括:油位電氣量測試裝置1、微處理器2、藍牙模塊3、移動終端4、后臺監控主機5，所述油位電氣量測試裝置I通過通信電纜連接所述后臺監控主機5，所述油位電氣量測試裝置1、所述微處理器2、所述藍牙模塊3、所述移動終端4依次連接;本實用新型的結構框圖如圖1所示。
[0049]所述油位電氣量測試裝置I用于測量變壓器油位的物理量，并將變壓器油位的物理量直接轉化成變壓器油位的電氣量，并分別發送至所述微處理器2及所述后臺監控主機5；
[0050]所述后臺監控主機5用于顯示變壓器油位的電氣量；
[0051]所述微處理器2處理變壓器油位的電氣量，并通過所述藍牙模塊將變壓器油位的電氣量發送至所述移動終端4;
[0052]所述移動終端4用于顯示變壓器油位的電氣量。
[0053]此處設計的優勢在于，本實用新型將變壓器油位的物理量直接轉變為變壓器油位的電氣量，省去了中間的模數轉換等環節，提高了測量精度與準確度。實現了就地觀測、移動終端監測與后臺監控主機監測三種手段，既能彌補了現有監控主機信息采集量的不足，增加了變壓器油位信息量;又能使用移動終端4，通過藍牙模塊配對連接后，就可以達到在變電站附近只需一名電氣工作人員操作就可以遙信對位，校驗就地與遠方信息是否一致。
[0054]所述油位電氣量測試裝置I包括:U型連通管一 6、浮球裝置7、U型連通管二 8，所述U型連通管一 6的一端與儲油柜油箱底部的開口連通，所述U型連通管一 6的另一端連通所述浮球裝置7的底部，所述浮球裝置7的上部連通所述U型連通管二 8的一端，所述浮球裝置7的高度大于或等于所述儲油柜油箱的高度;本實用新型所述油位電氣量測試裝置的結構連接圖如圖2所示。
[0055]所述浮球裝置7包括:浮球9、連桿10、可變電阻器11，所述浮球裝置7內豎直設置有連桿10，所述浮球9上設有一個貫穿的孔，所述浮球9通過所述孔平滑套裝在所述連桿10上，所述浮球9的一側通過滑片連接可變電阻器11的動片引腳，所述可變電阻器11的定片引腳連接所述微處理器2，所述浮球9的另一側連接所述微處理器2。本實用新型所述浮球裝置7的結構示意圖如圖3所示。
[0056]所述油位電氣量測試裝置的工作原理為:浮球9密度小于油密度，浮于油面處，浮球9上下浮動時帶動滑片，進而改變接入可變電阻器11部分的電阻，滑片滑動滿足運行中變壓器最高油位與最低油位的限制，因此，接入可變電阻器11部分的電阻值在測定的最大值與最小值之間變化，施加一額定電壓，電流值也隨之變化，并滿足線性曲線關系，可實現油位物理量轉換至電氣量，作為信號輸出，路徑一輸出至浮球裝置7中的微處理器2，路徑二通過通信電纜輸出至后臺監控主機5。
[0057]所述油位電氣量測試裝置還包括:U型連通管三13、呼吸器一 12、呼吸器二 14，所述U型連通管二 8的另一端連接呼吸器一 12，所述U型連通管三13的一端與儲油柜油箱上部的開口連通，所述U型連通管三13的另一端連接呼吸器二 14。
[0058]此處設計的優勢在于，變壓器油中微水的含量是確定變壓器絕緣質量的參數，水分會破壞變壓器油的絕緣性能，對變壓器的安全穩定運行構成隱患，呼吸器一 12及呼吸器二 14的設置減少了空氣中的水分進入變壓器油中，另外，變壓器油在溫度低或負荷少的情況下，油冷縮時吸收空氣中的水分，通過浮球9的浮動監測所述呼吸器一 12及呼吸器二 14是否暢通。
[0059]應用連通器的原理，S卩:底部互相連通的容器，注入同一種液體，連通器內各容器的液面總是保持在同一水平面上。因此，浮球9即能顯示儲油柜油箱內的油位。
[0060]所述U型連通管一 6上設置有閥門15。
[0061]此處設計的優勢在于，閥門15的設置用于隔離浮球裝置中的油與儲油柜油箱中的油，滿足了浮球裝置檢驗、試驗的準確性要求。
[0062]所述后臺監控主機5上設有數字顯示模塊。
[0063]數字顯示模塊用于顯示變壓器油位的電氣量。
[0064]所述浮球裝置7的外表面設置有刻度。
[0065]此處設計的優勢在于，通過刻度即可讀出油面的高度。
[0066]所述微處理器2的型號為Arduino。
[0067]Arduino是一款便捷靈活的開源電子原型平臺，構建于開源simple I/O介面版，并且具有使用Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。Arduino包含兩個主要的部分:硬件部分是可以用來做電路連接的Ar du i no電路板；另外一個則是Ar du ino IDE，即計算機中的程序開發環境。在計算機的IDE環境中利用數據庫中的代碼，編寫、調試本實用新型油位監測裝置的程序代碼，將程序燒錄到Arduino電路板后，即可實現移動終端4中監測變壓器油位的電氣量信號的功能。
[0068]所述藍牙模塊3為HC-05主從一體模塊，藍牙模塊3上的VCC、GND、TXD、RXD四個引腳分別連接至所述微處理器2的VCC、GND、RXD、TXD四個引腳，VCC為電源引腳、GND為接地引腳、TXD為發送引腳、RXD為接收引腳。
[0069]HC-05主從一體模塊是一款高性能的藍牙串口模塊，可用于各種帶藍牙功能的電腦、手機等其他設備。
[0070]本實用新型利用藍牙這種無線技術標準，使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波，與變電站內50Hz交流電設備干擾小，通訊距離可實現變電站本實用新型與平板、手機等移動設備的數據交換，從而快捷、精準、有效地實現了檢測變壓器油位狀態的目的。
[0071]所述移動終端4為手機。
【主權項】
1.一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，包括:油位電氣量測試裝置、微處理器、藍牙模塊、移動終端、后臺監控主機，所述油位電氣量測試裝置通過通信電纜連接所述后臺監控主機，所述油位電氣量測試裝置、所述微處理器、所述藍牙模塊、所述移動終端依次連接。2.根據權利要求1所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述油位電氣量測試裝置包括:U型連通管一、浮球裝置、U型連通管二，所述U型連通管一的一端與儲油柜油箱底部的開口連通，所述U型連通管一的另一端連通所述浮球裝置的底部，所述浮球裝置的上部連通所述U型連通管二的一端，所述浮球裝置的高度大于或等于儲油柜油箱的高度； 所述浮球裝置包括:浮球、連桿、可變電阻器，所述浮球裝置內豎直設置有連桿，所述浮球上設有一個貫穿的孔，所述浮球通過所述孔平滑套裝在所述連桿上，所述浮球的一側通過滑片連接所述可變電阻器的動片引腳，所述可變電阻器的定片引腳連接所述微處理器，所述浮球的另一側連接所述微處理器。3.根據權利要求2所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述油位電氣量測試裝置還包括:U型連通管三、呼吸器一、呼吸器二，所述U型連通管二的另一端連接所述呼吸器一，所述U型連通管三的一端與儲油柜油箱上部的開口連通，所述U型連通管三的另一端連接呼吸器二。4.根據權利要求2所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述U型連通管一上設置有閥門。5.根據權利要求1所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述后臺監控主機上設有數字顯示模塊。6.根據權利要求1所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述微處理器的型號為Arduino。7.根據權利要求1所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述藍牙模塊為HC-05主從一體模塊，藍牙模塊上的VCC、GND、TXD、RXD四個引腳分別連接至所述微處理器的VCC, GND、RXD、TXD四個引腳，VCC為電源引腳、GND為接地引腳、TXD為發送引腳、RXD為接收弓丨腳。8.根據權利要求1-7任一所述的一種變壓器油位監測配套裝置，其特征在于，所述移動終?而為手機。
【文檔編號】G05D9/12GK205670265SQ201620564163
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】郭亞峰, 劉現義, 烏大鵬, 王華璽, 李建國, 李偉, 周曉琴, 石巧莉, 鄭增輝, 陳偉玲
【申請人】國網山東省電力公司聊城供電公司, 國家電網公司