一种用于变压器绝缘的老化检测系统

摘要

本发明公开了一种用于变压器绝缘的老化检测系统，属于变压器老化检测领域，一种用于变压器绝缘的老化检测系统，包括设置在变压器内部的传感器检测模块、第一无线通信单元，还包括设置在变压器外壳体上的第二无线通信单元、处理控制模块和无线通讯模块，以及设置在远程控制终端的上位机和报警模块，可以实现监控采集变压器内绝缘纸的老化产物含量，并能够通过与第二无线通信单元连接的第一无线通信单元，将检测到的老化参数数据传输到处理控制模块，再通过与处理控制模块连接的无线通讯模块将数据传输到上位机，供用户实时查看，进行老化监控，一旦发现老化程度影响变压器正常工作，能够第一时间维修。

权利要求

1.一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：包括设置在变压器内部的传感器检测模块、第一无线通信单元，还包括设置在变压器外壳体上的第二无线通信单元、处理控制模块和无线通讯模块，以及设置在远程控制终端的上位机和报警模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述传感器检测模块与第一无线通信单元通信连接，所述传感器检测模块用于对变压器各项参数进行检测，所述第一无线通信单元与第二无线通信单元通信连接，所述第二无线通信单元与所述处理控制模块通信连接，所述处理控制模块通过无线通讯模块与所述上位机通信连接，所述上位机与所述报警模块电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述传感器检测模块包括水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器，所述水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器均与第一无线通信单元通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述水分传感器用于对水分参数进行检测；

所述温度传感器用于对温度参数进行检测；

所述一氧化碳传感器用于对一氧化碳含量进行检测；

所述二氧化碳传感器用于对二氧化碳含量进行检测；

所述氢气传感器用于对氢气含量进行检测；

所述频率传感器用于对频率参数进行检测；

所述糠醛传感器用于对糠醛含量进行检测。

5.根据权利要求1所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元都为zigbee无线通讯模块，所述无线通讯模块为GPRS通信模块，所述报警器为声光报警器。

6.根据权利要求1所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述变压器的外壳体上还设有增强电流功率装置，所述增强电流功率装置与所述传感器检测模块可拆卸连接，所述增强电流功率装置包括第一变压器模块、第二变压器模块以及电源电路模块，其中，所述增强电流功率装置与所述传感器检测模块连接时，所述第一变压器模块，用于获取原始电流电压信号，并在接收到传感器检测模块发送的高电平信号时，将所述原始电流电压信号做功率增大处理，得到输出电流电压信号；所述第二变压器模块与所述第一变压器模块电连接，用于将所述输出电流电压信号进行电流增大变换处理，得到变换电流电压信号，所述变换电流电压信号的功率与所述输出电流电压信号的功率相等；所述电源电路模块与所述第二变压器模块电连接，用于接收并输出所述变换电流电压信号。

7.根据权利要求6所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述第一变压器模块包括第一级联端、第一正调节端、第一负调节端、第一电源输入端、第一电源输出端、第一正传感端以及第一负传感端；

所述第二变压器模块包括第二级联端、第二正调节端、第二负调节端、第二电源输入端、第二电源输出端、第二正传感端以及第二负传感端；

所述电源电路模块包括负载电阻、第一负载输出端以及第二负载输出端；其中，所述负载电阻包括第一电阻端和第二电阻端；

其中，所述第一级联端与所述第二级联端电连接，所述第一正调节端与所述第一负调节端电连接，所述第一电源输入端与所述第二电源输入端电连接，所述第一电源输出端、第二电源输出端、第一正传感端、第二正传感端以及所述第一负载输出端皆与所述第一电阻端电连接，所述第一负传感端、所述第二负传感端、所述第二负载输出端以及所述第二电阻端皆与接地端电连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述增强电流功率装置还包括逻辑运算器，所述逻辑运算器与所述第二变压器模块连接，用于对所述变换电流电压信号和所述原始电流电压信号作逻辑与处理，得到逻辑与结果信号。

9.根据权利要求6所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述增强电流功率装置还包括重置端口，所述重置端口分别与所述第一变压器模块、所述第二变压器模块连接，用于接收所述传感器检测模块发送的重置信号，以使所述第一变压器模块和所述第二变压器模块重置。

10.根据权利要求6所述的一种用于变压器绝缘的老化检测系统，其特征在于：所述增强电流功率装置还包括启动端口，所述启动端口分别与所述第一变压器模块、所述第二变压器模块连接，用于接收所述传感器检测模块发送的启动信号，以使所述第一变压器模块和所述第二变压器模块启动。

说明书

一种用于变压器绝缘的老化检测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及变压器老化检测领域，更具体地说，涉及一种用于变压器绝缘的老化检测系统。

背景技术

[0002] 油浸式电力变压器是核电站电力输出的重大、关键设备之一，油浸式电力变压器的一般设计寿命为30年，实际运行寿命一般为20～40年，在实际工作中，油浸式变压器的安
全运行以及使用寿命都是由变压器的绝缘老化程度所直接影响并决定的。在变压器运行一
段时间后，在运行过程中由于电场，水分，温度以及机械力等诸多的外界作用会加速变压器
绝缘体的老化速度，一般的，变压器油在变压器正常工作运行中可以进行再生或更换，所以
油浸式变压器的老化以及使用寿命主要是取决于绝缘纸板以及实际的使用状况。一旦大型
的电力变压器在正常运行时发生事故，可能会导致大面积停电，其检修期一般也需要半年
左右。因此，由于电力变压器自身的昂贵造价以及其在电力系统中的重要地位，其发生事故
所带来的直接间接损失将是非常巨大的。

发明内容

[0003] 1.要解决的技术问题

[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于变压器绝缘的老化检测系统，可以实现监控采集变压器内绝缘纸的老化产物含量，并能够通过与第二无线通
信单元连接的第一无线通信单元，将检测到的老化参数数据传输到处理控制模块，再通过
与处理控制模块连接的无线通讯模块将数据传输到上位机，供用户实时查看，进行老化监
控，一旦发现老化程度影响变压器正常工作，能够第一时间维修。

[0005] 2.技术方案

[0006] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

[0007] 一种用于变压器绝缘的老化检测系统，包括设置在变压器内部的传感器检测模块、第一无线通信单元，还包括设置在变压器外壳体上的第二无线通信单元、处理控制模块
和无线通讯模块，以及设置在远程控制终端的上位机和报警模块。

[0008] 进一步的，所述传感器检测模块与第一无线通信单元通信连接，所述传感器检测模块用于对变压器各项参数进行检测，所述第一无线通信单元与第二无线通信单元通信连
接，所述第二无线通信单元与所述处理控制模块通信连接，所述处理控制模块通过无线通
讯模块与所述上位机通信连接，所述上位机与所述报警模块电性连接。

[0009] 进一步的，所述传感器检测模块包括水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器，所述水分传感器、温度传感器、一
氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器均与第一无线通信
单元通信连接。

[0010] 进一步的，所述水分传感器用于对水分参数进行检测；

[0011] 所述温度传感器用于对温度参数进行检测；

[0012] 所述一氧化碳传感器用于对一氧化碳含量进行检测；

[0013] 所述二氧化碳传感器用于对二氧化碳含量进行检测；

[0014] 所述氢气传感器用于对氢气含量进行检测；

[0015] 所述频率传感器用于对频率参数进行检测；

[0016] 所述糠醛传感器用于对糠醛含量进行检测。

[0017] 进一步的，所述第一无线通信单元和所述第二无线通信单元都为zigbee无线通讯模块，所述无线通讯模块为GPRS通信模块，所述报警器为声光报警器。

[0018] 进一步的，所述变压器的外壳体上还设有增强电流功率装置，所述增强电流功率装置与所述传感器检测模块可拆卸连接，所述增强电流功率装置包括第一变压器模块、第
二变压器模块以及电源电路模块，其中，所述增强电流功率装置与所述传感器检测模块连
接时，所述第一变压器模块，用于获取原始电流电压信号，并在接收到传感器检测模块发送
的高电平信号时，将所述原始电流电压信号做功率增大处理，得到输出电流电压信号；所述
第二变压器模块与所述第一变压器模块电连接，用于将所述输出电流电压信号进行电流增
大变换处理，得到变换电流电压信号，所述变换电流电压信号的功率与所述输出电流电压
信号的功率相等；所述电源电路模块与所述第二变压器模块电连接，用于接收并输出所述
变换电流电压信号。

[0019] 进一步的，所述第一变压器模块包括第一级联端、第一正调节端、第一负调节端、第一电源输入端、第一电源输出端、第一正传感端以及第一负传感端；

[0020] 所述第二变压器模块包括第二级联端、第二正调节端、第二负调节端、第二电源输入端、第二电源输出端、第二正传感端以及第二负传感端；

[0021] 所述电源电路模块包括负载电阻、第一负载输出端以及第二负载输出端；其中，所述负载电阻包括第一电阻端和第二电阻端；

[0022] 其中，所述第一级联端与所述第二级联端电连接，所述第一正调节端与所述第一负调节端电连接，所述第一电源输入端与所述第二电源输入端电连接，所述第一电源输出
端、第二电源输出端、第一正传感端、第二正传感端以及所述第一负载输出端皆与所述第一
电阻端电连接，所述第一负传感端、所述第二负传感端、所述第二负载输出端以及所述第二
电阻端皆与接地端电连接。

[0023] 进一步的，所述增强电流功率装置还包括逻辑运算器，所述逻辑运算器与所述第二变压器模块连接，用于对所述变换电流电压信号和所述原始电流电压信号作逻辑与处
理，得到逻辑与结果信号。

[0024] 进一步的，所述增强电流功率装置还包括重置端口，所述重置端口分别与所述第一变压器模块、所述第二变压器模块连接，用于接收所述传感器检测模块发送的重置信号，
以使所述第一变压器模块和所述第二变压器模块重置。

[0025] 进一步的，所述增强电流功率装置还包括启动端口，所述启动端口分别与所述第一变压器模块、所述第二变压器模块连接，用于接收所述传感器检测模块发送的启动信号，
以使所述第一变压器模块和所述第二变压器模块启动。

[0026] 3.有益效果

[0027] 相比于现有技术，本发明的优点在于：

[0028] (1)本发明设置有传感器检测模块，水分传感器、CO传感器、CO2传感器、H2传感器和糠醛传感器，传感器检测模块包括水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳
传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器，能够监控采集变压器内绝缘纸的老化产物
含量，如水分、CO、CO2、H2和糠醛含量，并能够通过与第二无线通信单元连接的第一无线通
信单元，将检测到的老化参数数据传输到处理控制模块，再通过与处理控制模块连接的无
线通讯模块将数据传输到上位机，供用户实时查看，进行老化监控，一旦发现老化程度影响
变压器正常工作，能够第一时间维修。

[0029] (2)增强电流功率装置包括第一变压器模块、第二变压器模块以及电源电路模块。其中：第一变压器模块用于获取原始电流电压信号，并在接收到传感器检测模块发送的高
电平信号时，将原始电流电压信号做功率增大处理得到输出电流电压信号；第二变压器模
块与第一变压器模块连接，用于将输出电流电压信号进行电流增大变换处理，得到变换电
流电压信号，其中，变换电流电压信号的功率与输出电流电压信号的功率相等；电源电路模
块与第二变压器模块连接，用于接收变换电流电压信号并输出。可见，增强电流功率装置能
够在不改装传统老化检测系统的前提下，解决传统老化检测系统无法提供高电流输出的问
题，有效节约老化检测成本。

附图说明

[0030] 图1为本发明的模块结构图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于
本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例；都属于本发明保护的范围。

[0032] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解
为指示或暗示相对重要性。

[0033] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆
卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中
间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体
情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0034] 实施例1：

[0035] 请参阅图1，一种用于变压器绝缘的老化检测系统，包括设置在变压器内部的传感器检测模块、第一无线通信单元，还包括设置在变压器外壳体上的第二无线通信单元、处理
控制模块和无线通讯模块，以及设置在远程控制终端的上位机和报警模块。

[0036] 传感器检测模块与第一无线通信单元通信连接，传感器检测模块用于对变压器各项参数进行检测，第一无线通信单元与第二无线通信单元通信连接，第二无线通信单元与
处理控制模块通信连接，处理控制模块通过无线通讯模块与上位机通信连接，上位机与报
警模块电性连接。

[0037] 传感器检测模块包括水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器，水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧
化碳传感器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器均与第一无线通信单元通信连接。

[0038] 水分传感器用于对水分参数进行检测；

[0039] 温度传感器用于对温度参数进行检测；

[0040] 一氧化碳传感器用于对一氧化碳含量进行检测；

[0041] 二氧化碳传感器用于对二氧化碳含量进行检测；

[0042] 氢气传感器用于对氢气含量进行检测；

[0043] 频率传感器用于对频率参数进行检测；

[0044] 糠醛传感器用于对糠醛含量进行检测。

[0045] 第一无线通信单元和第二无线通信单元都为zigbee无线通讯模块，无线通讯模块为GPRS通信模块，报警器为声光报警器。

[0046] 绝缘纸化过程中，其聚合度和抗拉强度将逐渐降低，并生成水分、CO、CO2、H2、以及糠醛等特征老化产物，从而降低体积电阻率以及抗拉强度，导致介损增大。在实际工作中，
固体纸绝缘所发生老化是不可逆转的，会直接影响机械和以及电气强度的运行。

[0047] 本发明设置有传感器检测模块，水分传感器、CO传感器、CO2传感器、H2传感器和糠醛传感器，传感器检测模块包括水分传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感
器、氢气传感器、频率传感器、糠醛传感器，能够监控采集变压器内绝缘纸的老化产物含量，
如水分、CO、CO2、H2和糠醛含量，并能够通过与第二无线通信单元连接的第一无线通信单
元，将检测到的老化参数数据传输到处理控制模块，再通过与处理控制模块连接的无线通
讯模块将数据传输到上位机，供用户实时查看，进行老化监控，一旦发现老化程度影响变压
器正常工作，能够第一时间维修。

[0048] 变压器的外壳体上还设有增强电流功率装置，增强电流功率装置与传感器检测模块可拆卸连接，增强电流功率装置包括第一变压器模块、第二变压器模块以及电源电路模
块，其中，增强电流功率装置与传感器检测模块连接时，第一变压器模块，用于获取原始电
流电压信号，并在接收到传感器检测模块发送的高电平信号时，将原始电流电压信号做功
率增大处理，得到输出电流电压信号；第二变压器模块与第一变压器模块电连接，用于将输
出电流电压信号进行电流增大变换处理，得到变换电流电压信号，变换电流电压信号的功
率与输出电流电压信号的功率相等；电源电路模块与第二变压器模块电连接，用于接收并
输出变换电流电压信号。

[0049] 第一变压器模块包括第一级联端、第一正调节端、第一负调节端、第一电源输入端、第一电源输出端、第一正传感端以及第一负传感端；

[0050] 第二变压器模块包括第二级联端、第二正调节端、第二负调节端、第二电源输入端、第二电源输出端、第二正传感端以及第二负传感端；

[0051] 电源电路模块包括负载电阻、第一负载输出端以及第二负载输出端；其中，负载电阻包括第一电阻端和第二电阻端；

[0052] 其中，第一级联端与第二级联端电连接，第一正调节端与第一负调节端电连接，第一电源输入端与第二电源输入端电连接，第一电源输出端、第二电源输出端、第一正传感
端、第二正传感端以及第一负载输出端皆与第一电阻端电连接，第一负传感端、第二负传感
端、第二负载输出端以及第二电阻端皆与接地端电连接。

[0053] 增强电流功率装置还包括逻辑运算器，逻辑运算器与第二变压器模块连接，用于对变换电流电压信号和原始电流电压信号作逻辑与处理，得到逻辑与结果信号。

[0054] 增强电流功率装置还包括重置端口，重置端口分别与第一变压器模块、第二变压器模块连接，用于接收传感器检测模块发送的重置信号，以使第一变压器模块和第二变压
器模块重置。

[0055] 增强电流功率装置还包括启动端口，启动端口分别与第一变压器模块、第二变压器模块连接，用于接收传感器检测模块发送的启动信号，以使第一变压器模块和第二变压
器模块启动。

[0056] 增强电流功率装置包括第一变压器模块、第二变压器模块以及电源电路模块。其中：第一变压器模块用于获取原始电流电压信号，并在接收到传感器检测模块发送的高电
平信号时，将原始电流电压信号做功率增大处理得到输出电流电压信号；第二变压器模块
与第一变压器模块连接，用于将输出电流电压信号进行电流增大变换处理，得到变换电流
电压信号，其中，变换电流电压信号的功率与输出电流电压信号的功率相等；电源电路模块
与第二变压器模块连接，用于接收变换电流电压信号并输出。可见，增强电流功率装置能够
在不改装传统老化检测系统的前提下，解决传统老化检测系统无法提供高电流输出的问
题，有效节约老化检测成本。

[0057] 以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其
改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。