[实用新型]一种运行中变压器实时损耗和负荷监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于通用的电力变压器参数监测装置，涉及一种运行中变压器实时损耗和负荷监测装置，可以在不停止变压器正常运行、无需采集变压器高压侧工作参数的条件下实现运行中变压器实时损耗和负荷监测。

背景技术

电力变压器是借助于电磁感应，以相同的频率、在两个或多个绕组之间变换、交换电压和电流的一种电气设备，变压器的损耗分为空载损耗和负载损耗。空载损耗是变压器在额定电压下，铁心内由励磁电流引起磁通周期性变化时产生的损耗，仅与变压器的自身特性和运行电压有关，不随负载的高低而变化；负载损耗是变压器在额定负载运行时，一次、二次绕组流过额定电流，在绕组中产生的损耗，包括基本损耗和附加损耗两部分，基本损耗是绕组直流电阻引起的损耗，等于电流的平方与直流电阻的乘积，附加损耗包括由于漏磁场引起的集肤效应使导线的有效电阻变大而增加的损耗，多根导线并绕时的内部环流损耗，漏磁场在金属夹件、油箱壁处产生的涡流损耗等；负载损耗不仅与电力变压器自身特性有关，而且随电力变压器负载的变化而变化。

在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是导致电力系统事故最多的设备之一。随着电力系统朝着超高压、大容量方向发展，以及社会和生活对供电可靠性要求的提高，迫切需要对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测(运行中监测)，及时发现电气设备早期绝缘缺陷，防止突发事故发生，同时可以减少不必要的停电检修，避免传统试验对电气设备由于“过度检修”所造成的巨大损失，有效地延长设备的使用寿命，使设备检修达到优化配置。

变压器是输、变、配用电系统中最重要的设备，也是能量损耗最大的电器设备，为提高变压器的工作效率，降耗节能，国务院及有关部门曾先后下发文件要求对高能耗变压器进行改造，测试变压器的相关参数指标是监测和改造的前提。但是在现场进行耗能测试是十分烦琐的工作，工作量大，效率低。

变压器的空载损耗和负载损耗以往都是在非运行状态下进行测试，早期大多利用多表法来测量变压器的损耗和容量，目前主要是采用变压器测试台进行测试。

新出厂的变压器和大修后的变压器一般都要做空载损耗测试和负载试验，空载损耗测试和负载试验必须在额定频率(正弦波形)和线圈额定电流下进行，一般选择变压器一次侧绕组侧为试验绕组，二次侧(大电流侧)人工短路，测试必须在变压器非运行状态下进行，并且测试步骤比较繁琐。另外由于现场的实际情况，受条件的限制，无法对被试变压器施加以额定频率的额定电压，特别是对大中型变压器的试验，在现场更难以做到，因此往往是利用低电压法先进行测试，再通过推算得出额定值的空载和负载损耗值，因而测试结果的可信度就打了一定的折扣。

电力变压器是电力系统中重要的高压电气设备，担负着电压、电流的转换以及功率传输的任务，其性能的好坏直接影响着电力系统的安全稳定运行，如果能够在线检测出变压器功率损耗的变化，就基本上能够确定出变压器绕组是否正常以及故障的严重程度，这对电力变压器绕组状态监测和故障诊断提供了一个非常有效的方法，对提高变压器故障诊断的准确率非常有意义。

由于电力变压器在线检测的需要，目前也开始有一些在线检测三相变压器空载损耗、负载损耗的方法研究，主要是通过对变压器原副边电压电流实时量进行采集运算来实现(参见图1)。该方法通过数字处理技术分析和记录三相变压器的工作状况，要求同时采集变压器原边(输入侧，一般为高压)和副边(输出侧)的电压和电流，必须特别注意十二路信号(原边、副边的三相电压、电流)的同步性，需要保证十二个通道的同时采样，技术实现和安全保障要求较高。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种不需要停止变压器正常运行、无需采集变压器高压侧工作参数的运行中变压器实时损耗和负荷监测装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本实用新型的运行中变压器实时损耗和负荷监测装置，其特殊之处在于：由通过RS232串行总线连接的监控电路板和人机交互板组成，监控电路板还设有能够与后台监控软件联网的RS485串行总线和CAN工业现场总线接口；其中，监控电路板上设有通过RS232串行总线相互连接的变压器运行参数检测模块和变压器温度监控模块，变压器运行参数检测模块的输入端通过低压侧参数采集电路连接变压器低压侧，变压器温度监控模块的输入端通过温度采集电路连接变压器，变压器温度监控模块的输出端通过风机控制电路连接风机；人机交互板上设有操作键盘和液晶显示器。