变压器油枕智能监测装置的研究与设计

韩刚+张坤+靳华秋+吕晓萌+唐奇

摘要：设计一套能够对变压器油枕内气囊中油状态进行监测的智能装置。介绍变压器油枕智能监测装置的结构与原理，阐述装置中各主要模块的设计与功能。该装置的应用可对智能电网的在线监测起到一定的促进作用。

关键词：变压器；油枕；监测；传感器

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）12-0034-02

目前我国生产的高电压等级电力变压器里面都配有呼吸气囊，呼吸气囊是用来隔离变压器油和外环境的，它会根据变压器油液位的上升和下降发生形变。随着变压器运行时间的增长，虽然干燥剂会对外环境中的水分进行干燥处理，但还是会在气囊中产生水分的污染；再加上变压器油长期和气囊接触可能会有一定的微小渗透，微少油质和水分不断在气囊底面堆积。长此以往，一定会对气囊造成化学破坏和对变压器油造成污染，而最终可能导致变压器油电气性能下降，埋下事故隐患。为此，本创新项目设计一套能够对变压器油枕内气囊中油状态进行监测的智能装置。

1 变压器油枕智能监测装置的结构与原理

该装置主要由电阻传感器部分、信号传输部分、信号放大处理部分、信号处理输出部分、降压直流电源部分、现场操作柜中的220 V交流电源部分、监测继电器部分和终端污染预警部分所组成。该装置原理如图1所示。正常工作状态下，绿色指示灯亮起，监测装置显示为良好状态。当变压器气囊中有污染产生时，便会引起电阻传感器阻值的变化，变化的阻值产生微小信号，此信号通过封闭的屏蔽通道输送到放大單元进行放大处理，经过放大处理的信号继续通过输出端口输出，放大后的输出端接有监测继电器，继电器动作，激发污染预警，此时红色指示灯亮起，并同时发出蜂鸣声，监测装置显示为污染状态。

2 监测装置的模块构成

2.1 电阻传感器探头模块

电阻传感器探头模块（如图2所示）是此装置的外接器件，一共安装有2块传感器，传感器由空心的绝缘树脂材料和2块栅极镀锌覆铜板组成，传感器的镀锌栅极裸露在外侧构成传感面。安装时，2块电阻传感器安装在变压器油枕气囊内部两侧。当油枕内部产生污染时，水分、油污会在栅极间产生电阻信号，流通信号电流，再由屏蔽导线将此微弱电信号传输到放大单元进行放大监测。

2.2 降压电源模块

降压电源模块（如图3所示）内部采用全波整流，输入电压为普通交流220 V相电压，输出电压为直流12.0 V和4.5 V，最大输出电流为5 A。降压电源模块为整个装置提供电能。

2.3 信号处理模块

信号处理模块（如图4所示）为装置的核心部分。被监测模块监测到的微弱信号，经屏蔽传输导线传输到信号放大监测处理模块，通过放大监测模块内部运放电路、比较电路进行放大比较，做出是否受污染的判断，再把经过放大处理的信号输出到动作单元。

2.4 内部接线实物图及装置成品

该装置内部结构如图5所示。

该装置成品如图6所示，正常工作状态下，绿色指示灯亮起，监测装置显示为良好状态。

3 结语

变压器油枕智能监测装置能够对变压器油枕内气囊中油状态进行监测，在监测到气囊中变压器油出现水分、杂质时发出警报，提醒运行人员进行维护或检修。该装置的设计与应用可对智能电网的在线监测起到一定的促进作用。

参考文献

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