一种基于物联网的变压器监控装置及方法
阅读说明：本技术 一种基于物联网的变压器监控装置及方法 (Transformer monitoring device and method based on Internet of things ) 是由 方铭 余腾龙 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于物联网的变压器监控装置及方法,属于电力设备技术领域,其中,基于物联网的变压器监控装置包括设置在油浸式变压器本体顶部的第一油箱和设置在油浸式变压器本体底部的第二油箱,第一油箱和第二油箱均通过油孔与油浸式变压器本体的内部相连通,第一油箱的内部设置隔板,隔板将第一油箱的内腔分隔为上部的存油区和下部的补油区,隔板的底部连通设置有第一阀门,存油区内装有绝缘油,油浸式变压器本体的侧面设置有进口与第二油箱相连通且出口与补油区相连通的循环蠕动式降温机构；本发明不仅能够通过物联网对变压器进行在线自动补油,而且能够对变压器内的绝缘油进行连续循环的降温,以保证变压器的性能稳定。(The invention provides a transformer monitoring device and a method based on the Internet of things, and belongs to the technical field of power equipment, wherein the transformer monitoring device based on the Internet of things comprises a first oil tank arranged at the top of an oil-immersed transformer body and a second oil tank arranged at the bottom of the oil-immersed transformer body, the first oil tank and the second oil tank are both communicated with the inside of the oil-immersed transformer body through oil holes, a partition plate is arranged inside the first oil tank and divides an inner cavity of the first oil tank into an upper oil storage area and a lower oil supplement area, a first valve is communicated and arranged at the bottom of the partition plate, insulating oil is filled in the oil storage area, and a circulating peristaltic cooling mechanism with an inlet communicated with the second oil tank and an outlet communicated with the oil supplement area is arranged on the side surface of the oil-immersed transformer body; the invention can not only automatically supplement oil to the transformer on line through the Internet of things, but also continuously and circularly cool the insulating oil in the transformer so as to ensure the stable performance of the transformer.)
技术领域
本发明涉及电力设备
技术领域
，具体涉及一种基于物联网的变压器监控装置及方法。背景技术
物联网，顾名思义，即物物相连的网络。这也表明了物联网也是互联网，它也是由互联网发展而来的。物联网技术是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。而将物联网应用于电力变压器监控，构建电力变压器实时运行数据中心，将使智能电网的发展迈上新的台阶。
其中，油浸式变压器作为电力设备中的重要电气设备，由于相对于干式变压器具有良好的冷却性能，应用较广。然而，由于油浸式变压器运行过程中会产生温升变化，进而导致其内部的油液出现油位过低问题，就需要及时的进行补油，常用的补油方式主要通过人工的方式，对其进行定期的补油，不仅工作效率低，而且补油过程中需要停机，影响其正常工作。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于物联网的变压器监控装置及方法，不仅能够通过物联网对变压器进行在线自动补油，而且能够对变压器内的绝缘油进行连续循环的降温，以保证变压器的性能稳定。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于物联网的变压器监控装置，包括设置在油浸式变压器本体顶部的第一油箱和设置在油浸式变压器本体底部的第二油箱，所述第一油箱和所述第二油箱均通过油孔与所述油浸式变压器本体的内部相连通，所述第一油箱的内部设置隔板，所述隔板将所述第一油箱的内腔分隔为上部的存油区和下部的补油区，所述隔板的底部连通设置有第一阀门，所述存油区内装有绝缘油，所述油浸式变压器本体的侧面设置有进口与所述第二油箱相连通且出口与所述补油区相连通的循环蠕动式降温机构，所述循环蠕动式降温机构用于连续循环地将所述油浸式变压器本体内的绝缘油进行体外蠕动式的降温并将降温后的绝缘油再次注入所述油浸式变压器本体内。
进一步地，所述循环蠕动式降温机构的数量为一个或两个，且每个循环蠕动式降温机构分别设置在所属油浸式变压器本体的一个侧面上。
进一步地，所述循环蠕动式降温机构包括排油管、工业型蠕动泵、螺旋冷却管和回油管，所述排油管设置在所述第二油箱的侧面，所述回油管设置在所述补油区的侧面，所述工业型蠕动泵的出口端与所述回油管相连通，所述工业型蠕动泵的入口端与所述螺旋冷却管的上端相连通，所述螺旋冷却管的下端与所述排油管相连通。
进一步地，所述排油管上设置有第二阀门。
进一步地，所述回油管上设置有第三阀门。
进一步地，所述油浸式变压器本体的内侧顶部设置有第一油温传感器，所述油浸式变压器本体的内侧底部设置有第二油温传感器。
进一步地，所述油浸式变压器本体的内部设置有油位传感器用于监测内部绝缘油的油位。
进一步地，所述螺旋冷却管的上端和下端分别通过一个旋转接头与所述工业型蠕动泵的入口端和所述排油管相连通。
进一步地，所述螺旋冷却管的圆周面上设置有翅片，所述翅片的外端设置有风杯。
进一步地，所述排油管与所述第二油箱之间设置有加强板。
进一步地，所述工业型蠕动泵通过安装架安装在所述油浸式变压器本体上。
进一步地，所述油浸式变压器本体的外表面设置有第一散热片。
进一步地，所述第二油箱的外表面设置有第二散热片。
进一步地，所述油浸式变压器本体的底部设置有安装座。
另外，本发明还提供一种基于物联网的变压器监控方法，包括以下步骤：
步骤S1、当第一油温传感器监测到油浸式变压器本体的内侧顶部的绝缘油的温度高于油温报警值时，通过物联网系统控制第一阀门打开，存油区内的绝缘油向补油区注入与螺旋冷却管的容量相等量的绝缘油，补油区的绝缘油通过连通第一油箱与油浸式变压器本体的油孔注入油浸式变压器本体内；
步骤S2、通过物联网系统控制第二阀门和第三阀门打开，油浸式变压器本体内的绝缘油逐渐进入螺旋冷却管内进行冷却降温，并保证油浸式变压器本体内的绝缘油的量与初始量相同；
步骤S3、通过物联网系统控制循环蠕动式降温机构的工业型蠕动泵启动，工业型蠕动泵脉冲式地将螺旋冷却管内的绝缘油由回油管进入补油区，再由第一油箱与油浸式变压器本体之间的油孔回注至油浸式变压器本体内；
步骤S4、当第二油温传感器监测到油浸式变压器本体的内侧底部的绝缘油的油温低于油温报警值时，物联网系统控制工业型蠕动泵、第二阀门和第三阀门关闭，完成对油浸式变压器本体内的绝缘油的冷却；
步骤S5、当油位传感器监测到油浸式变压器本体内的绝缘油的油位低于油位报警值时，物联网系统控制第一阀门打开，存油区内的绝缘油向补油区注入，并通过连通第一油箱与油浸式变压器本体的油孔向油浸式变压器本体内补充绝缘油；
步骤S6、当油位传感器监测到油浸式变压器本体内的绝缘油的油位处于正常油位时，物联网系统控制第一阀门关闭，完成对油浸式变压器本体的补油。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
1、能够利用物联网对油浸式变压器进行实时油位监测，并进行在线自动补油。
2、能够利用物联网对油浸式变压器的绝缘油进行实时油温监测，并进行不停机绝缘油冷却。
3、本发明的补油过程与冷却过程共用一个第一油箱，用于补油的绝缘油位于第一油箱内侧上部的存油区内，补油过程和冷却过程中的回油共用第一油箱内侧下部的补油区对油浸式变压器本体进行绝缘油注入。
4、本发明在进行绝缘油的冷却之前，先通过物联网系统控制第一阀门打开，存油区内的绝缘油向补油区注入与螺旋冷却管的容量相等量的绝缘油，补油区的绝缘油通过连通第一油箱与油浸式变压器本体的油孔注入油浸式变压器本体内，从而保证在冷却过程中油浸式变压器本体内的绝缘油的油位处于正常油位。
5、本发明中的绝缘油冷却结构采用循环蠕动式降温机构，工作时启动工业型蠕动泵，能够将螺旋冷却管内的绝缘油脉冲式地向上送入第一油箱的补油区内，并由补油区回注至油浸式变压器本体的内部，由于工业型蠕动泵是间歇式的，因此能够使得绝缘油能够在螺旋冷却管内停留较长的时间，使得对绝缘油的冷却效果更佳。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的变压器监控装置的一种结构示意图；
图2为本发明中螺旋冷却管的一种结构示意图；
图3为本发明一种基于物联网的变压器监控装置的另一种结构示意图；
图4为本发明中螺旋冷却管的另一种结构示意图；
附图标记：
油浸式变压器本体1；第一油箱2；第二油箱3；油孔4；隔板5；存油区6；补油区7；第一阀门8；循环蠕动式降温机构9；排油管10；工业型蠕动泵11；螺旋冷却管12；回油管13；第二阀门14；第三阀门15；第一油温传感器16；第二油温传感器17；油位传感器18；旋转接头19；翅片20；风杯21；加强板22；安装架23；第一散热片24；第二散热片25；安装座26。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体而言，如图1和图2所示，一种基于物联网的变压器监控装置，包括设置在油浸式变压器本体1顶部的第一油箱2和设置在油浸式变压器本体1底部的第二油箱3，所述第一油箱2和所述第二油箱3均通过油孔4与所述油浸式变压器本体1的内部相连通，所述第一油箱2的内部设置隔板5，所述隔板5将所述第一油箱2的内腔分隔为上部的存油区6和下部的补油区7，所述隔板5的底部连通设置有第一阀门8，所述存油区6内装有绝缘油，所述油浸式变压器本体1的侧面设置有进口与所述第二油箱3相连通且出口与所述补油区7相连通的循环蠕动式降温机构9，所述循环蠕动式降温机构9用于连续循环地将所述油浸式变压器本体1内的绝缘油进行体外蠕动式的降温并将降温后的绝缘油再次注入所述油浸式变压器本体1内。
更特别的是，如图1所示，所述循环蠕动式降温机构9的数量为一个。该实施例中，循环蠕动式降温机构9的作用是连续循环地将所述油浸式变压器本体1内的绝缘油进行体外蠕动式的降温并将降温后的绝缘油再次注入所述油浸式变压器本体1内，循环蠕动式降温机构9的数量可以根据变压器安装地区的气候进行设置，比如在炎热地区可以设置两个，在四季温度适宜的地区可以只设置一个。
更特别的是，如图3所示，所述循环蠕动式降温机构9的数量为两个，且每个循环蠕动式降温机构9分别设置在所属油浸式变压器本体1的一个侧面上。
更特别的是，如图1和图2所示，所述循环蠕动式降温机构9包括排油管10、工业型蠕动泵11、螺旋冷却管12和回油管13，所述排油管10设置在所述第二油箱3的侧面，所述回油管13设置在所述补油区7的侧面，所述工业型蠕动泵11的出口端与所述回油管13相连通，所述工业型蠕动泵11的入口端与所述螺旋冷却管12的上端相连通，所述螺旋冷却管12的下端与所述排油管10相连通。该实施例中，循环蠕动式降温机构9采用上述结构后，启动工业型蠕动泵11，能够将螺旋冷却管12内的绝缘油脉冲式地向上送入第一油箱2的补油区7内，并由补油区7回注至油浸式变压器本体1的内部，由于工业型蠕动泵11是间歇式的，因此能够使得绝缘油能够在螺旋冷却管12内停留较长的时间，使得对绝缘油的冷却效果更佳。
更特别的是，如图1所示，所述排油管10上设置有第二阀门14。该实施例中，在排油管10上设置第二阀门14，能够更加便于控制绝缘油能否通过排油管。
更特别的是，如图1所示，所述回油管13上设置有第三阀门15。该实施例中，在回油管13上设置第三阀门15，能够更加便于控制绝缘油能够通过回油管13。
更特别的是，如图1所示，为了便于监控油浸式变压器本体1内的温度，在所述油浸式变压器本体1的内侧顶部设置有第一油温传感器16，在所述油浸式变压器本体1的内侧底部设置有第二油温传感器17。
更特别的是，如图1所示，为了便于监测油浸式变压器本体1内绝缘油的油位，在所述油浸式变压器本体1的内部设置有油位传感器18用于监测内部绝缘油的油位。
更特别的是，如图3所示，所述螺旋冷却管12的上端和下端分别通过一个旋转接头19与所述工业型蠕动泵11的入口端和所述排油管10相连通。该实施例中，螺旋冷却管12的上端和下端分别通过一个旋转接头19与工业型蠕动泵11的入口端和排油管10相连通，这样，当风吹动螺旋冷却管12时，能够使得螺旋冷却管12发生旋转，以利于冷却。
更特别的是，如图4所示，其与上一个实施例的区别在于：所述螺旋冷却管12的圆周面上设置有翅片20，所述翅片20的外端设置有风杯21。该实施例中，在螺旋冷却管12的圆周面上通过翅片设置有风杯，这样，能够最大限度地增加螺旋冷却管12受到的风力，使得螺旋冷却管12更容易旋转，冷却效果更好。
更特别的是，如图1所示，为了增加排油管与第二油箱的连接强度，在所述排油管10与所述第二油箱3之间设置有加强板22。
更特别的是，如图3所示，所述工业型蠕动泵11通过安装架23安装在所述油浸式变压器本体1上。
更特别的是，如图3所示，为了增加油浸式变压器本体1的散热性能，在所述油浸式变压器本体1的外表面设置有第一散热片24。
更特别的是，如图3所示，为了增加第二油箱的散热性能，在所述第二油箱3的外表面设置有第二散热片25。
更特别的是，如图3所示，为了便于将油浸式变压器本体1安装在电力杆上，所述油浸式变压器本体1的底部设置有安装座26。
另外，本发明还提供一种基于物联网的变压器监控方法，包括以下步骤：
步骤S1、当第一油温传感器16监测到油浸式变压器本体1的内侧顶部的绝缘油的温度高于油温报警值时，通过物联网系统控制第一阀门8打开，存油区6内的绝缘油向补油区7注入与螺旋冷却管12的容量相等量的绝缘油，补油区7的绝缘油通过连通第一油箱2与油浸式变压器本体1的油孔4注入油浸式变压器本体1内；
步骤S2、通过物联网系统控制第二阀门14和第三阀门15打开，油浸式变压器本体1内的绝缘油逐渐进入螺旋冷却管12内进行冷却降温，并保证油浸式变压器本体1内的绝缘油的量与初始量相同；
步骤S3、通过物联网系统控制循环蠕动式降温机构9的工业型蠕动泵11启动，工业型蠕动泵11脉冲式地将螺旋冷却管12内的绝缘油由回油管13进入补油区7，再由第一油箱2与油浸式变压器本体1之间的油孔4回注至油浸式变压器本体1内；
步骤S4、当第二油温传感器17监测到油浸式变压器本体1的内侧底部的绝缘油的油温低于油温报警值时，物联网系统控制工业型蠕动泵11、第二阀门14和第三阀门15关闭，完成对油浸式变压器本体1内的绝缘油的冷却；
步骤S5、当油位传感器18监测到油浸式变压器本体1内的绝缘油的油位低于油位报警值时，物联网系统控制第一阀门8打开，存油区6内的绝缘油向补油区7注入，并通过连通第一油箱2与油浸式变压器本体1的油孔4向油浸式变压器本体1内补充绝缘油；
步骤S6、当油位传感器18监测到油浸式变压器本体1内的绝缘油的油位处于正常油位时，物联网系统控制第一阀门8关闭，完成对油浸式变压器本体1的补油。
本发明的工作方法（或工作原理）：
补油过程：当油位传感器18监测到油浸式变压器本体内的绝缘油的油位低于油位报警值时，物联网系统控制第一阀门8打开，存油区6内的绝缘油向补油区7注入，并通过连通第一油箱2与油浸式变压器本体1的油孔4向油浸式变压器本体1内补充绝缘油；当油位传感器18监测到油浸式变压器本体1内的绝缘油的油位处于正常油位时，物联网系统控制第一阀门8关闭，完成对油浸式变压器本体1的补油。
变压器绝缘油冷却过程：当第一油温传感器16监测到油浸式变压器本体1的内侧顶部的绝缘油的温度高于油温报警值时，通过物联网系统控制第一阀门8打开，存油区6内的绝缘油向补油区7注入与螺旋冷却管12的容量相等量的绝缘油，补油区7的绝缘油通过连通第一油箱2与油浸式变压器本体1的油孔4注入油浸式变压器本体1内；之后，通过物联网系统控制第二阀门14和第三阀门15打开，油浸式变压器本体1内的绝缘油逐渐进入螺旋冷却管12内进行冷却降温，并保证油浸式变压器本体1内的绝缘油的量与初始量相同；之后，通过物联网系统控制循环蠕动式降温机构9的工业型蠕动泵11启动，工业型蠕动泵11脉冲式地将螺旋冷却管12内的绝缘油由回油管13进入补油区7，再由第一油箱2与油浸式变压器本体1之间的油孔4回注至油浸式变压器本体1内；之后，当第二油温传感器17监测到油浸式变压器本体1的内侧底部的绝缘油的油温低于油温报警值时，物联网系统控制工业型蠕动泵11、第二阀门14和第三阀门15关闭，完成对油浸式变压器本体1内的绝缘油的冷却。
本发明不仅能够通过物联网对变压器进行在线自动补油，而且能够对变压器内的绝缘油进行连续循环的降温，以保证变压器的性能稳定。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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