混合機械和電氣變壓器監(jiān)視器的制造方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供一種混合機械和電氣變壓器溫度監(jiān)視器。機械感測機構(gòu)驅(qū)動機械開關(guān)、局部顯示器和到所述監(jiān)視器的電氣側(cè)的感測輸入。溫度監(jiān)視器的電氣部分具有計算繞組溫度（具有額外的電流傳感器）、數(shù)據(jù)記錄、致動電氣開關(guān)的能力并且具有用于繞組溫度的局部顯示器。
【專利說明】混合機械和電氣變壓器監(jiān)視器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于測量變壓器中的油溫和繞組溫度的設(shè)備，并且更特定而言涉及使 用機械器件來測量油溫和使用電氣器件來測量繞組溫度。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器為電網(wǎng)的整體的并且昂貴的部件。因為它們是如此昂貴的資產(chǎn)，為了 公共事業(yè)設(shè)備的利益最大化，使它們的變壓器的使用壽命長度最大化并且這樣做的一種方 式是通過監(jiān)視和控制變壓器的溫度。根據(jù)阿列紐斯（Arrhenius)反應理論的修改/調(diào)適， 變壓器絕緣材料隨著時間和溫度以一定速率劣化，因此測量變壓器的油溫和繞組溫度可以 用來1)控制冷卻速率，2)針對如何來加載變壓器給出指導；3)計算變壓器的消耗壽命。
[0003] 在歷史上，機械儀表已通過使用布爾頓管、波紋管或雙金屬來測量變壓器油溫，并 且然后通過向油溫加上熱阱和元件來計算繞組溫度。電儀表已通過使用RTD (電阻溫度檢 測器）或熱電偶來測量變壓器油溫并且然后通過測量負載電流來計算繞組溫度。機械油監(jiān) 視器的主要優(yōu)點在于其并不需要電來操作。其能僅使用從變壓器中的油所生成的熱來致動 冷卻或報警開關(guān)。其在該行業(yè)中具有較長歷史并且對于大多數(shù)操作/維護人員而言是最簡 單并且最熟悉的儀器。電氣監(jiān)視器的優(yōu)點包括易于校準，可編程，數(shù)字協(xié)議，數(shù)據(jù)記錄/錄 入，進行計算的能力、測量繞組溫度，和靈活性。發(fā)明人提出了組合機械和電氣計量系統(tǒng)為 一個混合裝置，從而允許最大化二者的特點并且最小化它們的局限性。通過利用機械元件 測量油溫并且控制機械開關(guān)，混合監(jiān)視器將會繼續(xù)起作用，即使在斷電的情況下，混合監(jiān)視 器的電氣部分將會能提供電子裝置所具有的全部特點和優(yōu)點，諸如(但不限于）數(shù)字協(xié)議、 數(shù)據(jù)記錄、測量繞組溫度、易于校準等。
[0004] 在電力工業(yè)中，存在使用布爾頓管或雙金屬來測量油溫的機械監(jiān)視器/控制器。 利用升高所述機械監(jiān)視器/控制器的油感測元件的溫度的熱阱或元件來模擬繞組溫度。
[0005] 電氣儀表使用RTD或熱電偶測量變壓器油溫。使用負載電流來添加到油溫來模擬 繞組溫度或者使用光纖探針直接測量繞組溫度。
[0006] 機械儀表具有僅能致動開關(guān)用于局部報警或控制冷卻的很有限的功能。
[0007] 電氣儀表具有電源中斷的固有問題。任何電源中斷意味著完全失去功能。能利用 電池或其它電路來備份電氣儀表，但這升高了產(chǎn)品成本和復雜性。將會有利的是提供具有 機械傳感器的變壓器監(jiān)視器，機械傳感器提供油溫輸入以致動機械開關(guān)和電氣開關(guān)。
[0008] 也將會有利的是提供一種變壓器監(jiān)視器，其在斷電的情況下仍會起作用。
[0009] 將會進一步有利的是，在變壓器監(jiān)視器中具有機械地和電氣地測量油溫的冗余 性。
[0010] 將會進一步有利的是，提供一種變壓器監(jiān)視器，其具有測量繞組溫度的能力。
[0011] 將會進一步有利的是，提供一種變壓器溫度監(jiān)視器，其具有用于油溫和繞組溫度 的局部顯不器。
[0012] 將會進一步有利的是，提供一種變壓器溫度監(jiān)視器，其具有擴展的能力，諸如數(shù)據(jù) 記錄、繞組模擬、壽命損失計算等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 簡單地陳述并且根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用來測量在變壓器中的油溫和繞組溫 度的混合機械和電氣變壓器監(jiān)視器，包括：機械平移器，其用于將油溫輸入轉(zhuǎn)換為機械位 移；一個或多個機電開關(guān)，其連接到機械平移器，用于響應于位移提供一個或多個機械致動 觸點；基于微處理器的控制器，其連接到機械致動觸點，用來對電子電路提供控制；至少一 個繼電器，其連接到基于微處理器的控制器，用于提供一個或多個電氣控制的致動輸出；連 接到機械平移器用于提供油溫測量的機械感測輸入或者機械器件；電氣溫度感測輸入，連 接到基于微處理器的控制器用于提供電氣輸入來測量繞組溫度；機械顯示器，其連接到機 械平移機構(gòu)用于提供油溫的局部顯示；以及，電氣顯示器，其連接到基于微處理器的控制器 用于提供繞組溫度的局部顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 雖然在所附權(quán)利要求中特定地陳述了本發(fā)明的新穎方面，結(jié)合附圖，通過參考實 施例的下文的詳細描述，本發(fā)明的各種實施例可以被更好地理解，在附圖中： 圖1為混合變壓器溫度監(jiān)視器的正視細節(jié)圖。
[0015] 出于清楚和簡要目的，在所有附圖中，相似的元件和構(gòu)件將具有相同的名稱和附 圖標記。

【具體實施方式】
[0016] 圖1為混合變壓器溫度監(jiān)視器10的框圖。出于本申請的目的，術(shù)語機械感測輸 入14指代著用于測量變壓器中的液體溫度并且響應于溫度變化而產(chǎn)生機械位移的任何機 械器件。這些將包括(但不限于）：進行感測的雙金屬、布爾頓管或波紋管，和響應于溫度變 化而產(chǎn)生位移的其它元件。電氣溫度感測輸入15將指代著用以測量變壓器中的繞組溫度 并且產(chǎn)生對應于繞組溫度的電信號的器件并且其將包括(但不限于）：電流測量裝置或光纖 探針。機械顯示器6將指代著對于由機械感測輸入做出響應的任何機械顯示器并且其將包 括(但不限于）：刻度盤，其具有響應于位移而移動的指針。電氣顯示器17將指代著對于電 氣溫度感測輸入所產(chǎn)生的信號做出響應的任何電氣顯示器并且其將包括(但不限于）：IXD、 LED或霓虹（neon)顯示器。
[0017] 混合變壓器溫度監(jiān)視器一體地充當兩個監(jiān)視器。監(jiān)視器通過機械感測輸入14測 量油溫并且然后通過機械平移器10在機械顯示器16上顯示油溫。機械感測輸入和機械平 移器也控制并且致動機電開關(guān)11用于生成報警并且控制冷卻。聯(lián)接到機械平移器或感測 輸入14的機械-電氣換能器18向基于微處理器的控制器12生成對應于油溫的相對應電 信號?；谖⑻幚砥鞯目刂破?2使用這個油溫信號來計算繞組溫度并且將它們作為電信 號通過數(shù)字協(xié)議傳輸?；谖⑻幚砥鞯目刂破?2也從溫度感測裝置接收電氣輸入來用于 繞組溫度計算中或者直接測量繞組溫度?；谖⑻幚砥鞯目刂破?2也可以使用油溫和繞 組溫度來控制并且致動繼電器13來用于控制冷卻和/或生成報警或者用于其它功能。
[0018] 混合變壓器溫度監(jiān)視器將包括(但不限于）：數(shù)據(jù)記錄繞組和油溫、計算變壓器的 壽命消耗，計算變壓器加載，執(zhí)行冷卻裝備運用和數(shù)字協(xié)議(例如，DNP 3.0、Modbus、IEC 60870、IEC 61 850)的能力。
[0019] 由于為了符合特定操作要求和環(huán)境而做出的其它修改和變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員顯然，本發(fā)明不應認為限于出于本公開目的而選擇的示例，而是涵蓋所有變化和修改，其 并不構(gòu)成偏離本發(fā)明的真實精神和范圍。
[0020] 已經(jīng)描述了本發(fā)明，希望受到專利法保護的內(nèi)容在所附權(quán)利要求中給出。由于為 了符合特定操作要求和環(huán)境而做出的其它修改和變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然，本發(fā)明不 應認為限于出于本公開目的而選擇的示例，而是涵蓋所有變化和修改，其并不構(gòu)成偏離本 發(fā)明的真實精神和范圍。
[0021] 已經(jīng)描述了本發(fā)明，希望受到專利法保護的內(nèi)容在所附權(quán)利要求中給出。
【權(quán)利要求】
1. 一種混合機械和電氣變壓器監(jiān)視器，其用來監(jiān)視在變壓器中的油溫和繞組溫度，包 括： 機械平移器，其用于將油溫輸入轉(zhuǎn)換為機械位移； 一個或多個機電開關(guān)，其連接到所述機械平移器，用于響應于所述機械位移來提供一 個或多個電氣輸出； 基于微處理器的控制器，其連接到所述機械平移器；用于控制電子電路； 至少一個繼電器，其連接到所述基于微處理器的控制器，用于提供一個或多個電氣控 制的致動觸點； 機械感測輸入，其連接到所述機械平移器，用于通過機械器件來提供油溫測量， 電氣溫度傳感器，其連接到所述基于微處理器的控制器，用于向所述控制器提供電氣 輸入以測量繞組溫度， 機械-電氣換能器，其連接到所述機械平移器并且向所述基于微處理器的控制器提供 與油溫成比例的電信號； 機械顯示器，其連接到所述機械平移器并且對于所述位移做出響應用于提供所述油溫 的局部顯示；以及 電氣顯示器，其連接到所述基于微處理器的控制器，用于提供所述繞組溫度的局部顯 /_J、i 〇
【文檔編號】G01K5/00GK104160461SQ201380004385
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】J.R.皮珀 申請人:品質(zhì)控制有限責任公司