一种基于无线通讯的变压器油位运行安全的监测装置
技术领域
本发明涉及变压器油位监测领域。
背景技术
目前，越来越多的变电站实现无人值守，对于变压器运行非常重要的油位若显示不准确或缺少提前的预警机制，将导致核心变电设备状态感知可靠性较低，随着智能电网和泛在电力物联网建设中“防患于未然”概念的清晰，变压器油位的预警监测机制备受关注。
油位计是变压器等油浸式电气设备重要的监视装置，常用的有管式和指针式油位计。两种油位计在长时间运行后都会出现油位计显示不准确甚至失效的现象，俗称“假油位”，给变压器等油浸式电气设备的运行带来巨大危害。针对油枕油位的探测一般采用水平玻璃管指示或者金属浮球式油位表两种方式，前者原理为U型液位计压力平衡原理，后者原理为浮球连杆引发磁力变化并最终引发表针变化，由于两者均属于纯机械式结构，必须与变压器油直接接触方可进行探测，如此，当发生油枕内胶囊破裂、压力异常或浮球破裂、连杆弯曲、表针卡死等故障时，大都需要对油枕进行解体式维修，维修完毕后还需要对油枕进行密封性实验、抽真空、灌装油等一系列周期长、受天气制约、耗资高等作业。因此，对现有的油枕油位探测装置提出改进方案，是目前行业内待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线通讯的变压器油位运行安全的监测装置，实现对变压器油枕油位的非接触式测量，并给出油位余量使用寿命的判断。
实现上述目的的技术方案是：
一种基于无线通讯的变压器油位运行安全的监测装置，包括：后台管理系统、通讯模组、主控制器、信息采集器和超声波油位传感器，其中，
所述超声波油位传感器发出调制后的超声波在变压器油与气体、真空环境或固体的分界面发生反射所产生的回波又被所述超声波油位传感器接收，产生数据信号；
所述信息采集器从所述超声波油位传感器采集数据信号并放大后传输给所述主控制器；
所述主控制器对数据信号进行算法处理，得到检测数据并通过所述通讯模组传输给所述后台管理系统；
所述后台管理系统将检测数据与预存数据进行对比后判断油位状态是否存在风险，并根据检测数据运算得出剩余使用时长。
优选的，还包括：连接所述主控制器和信息采集器，用于供电的供电系统；以及电连接所述供电系统的便携电池。
优选的，还包括：连接所述主控制器的告警设备；
所述后台管理系统通过所述通信模组将剩余使用时长和油位状态发送给所述主控制器；
所述主控制器在油位状态存在风险时，通过所述告警设备发送警报。
优选的，预存数据包括前期测量值、预设告警阈值和升/时间用量比值。
优选的，所述通讯模组包括NB-IOT、LORA、WIFI、Bluetooth、ZigBee、2G、3G或4G无线通信方式。
优选的，后台管理系统定时接收到油位的检测数据H后，根据本次测量与上次测量的时间差T，计算T时间内正常消耗油位H2，对比H与H2的差异值是否符合升/时间用量比值；如果对比值不符合，需要重新与前期测量值比对3次，3次检测结果一致的话，提示检测异常；比对结束后判断是否达到告警的阈值，低于预设告警阈值的数据，输出油位耗尽告警信息；符合预设告警阈值的数据，通过H/T的计算出剩余使用时间，并将检测数据H更新至系统用于下次比对工作。
本发明的有益效果是：本发明基于超声波在声阻抗率不同的媒介分界面上产生反射的特性，实现对变压器油枕油位的非接触式测量。既能实现定点探测，也可进行不同点连续探测。既能进行定位固定安装并进行遥控控制，也可进行移动式临时探测。本发明能够系统性地维护记录所监测的变压器油位，并作出油位余量使用寿命的判断。
附图说明
图1是本发明的基于无线通讯的变压器油位运行安全的监测装置的结构图；
图2是本发明中后台管理系统进行数据处理的过程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的基于无线通讯的变压器油位运行安全的监测装置，包括：后台管理系统1、通讯模组2、主控制器3、信息采集器4、超声波油位传感器5、供电系统6、便携电池7和告警设备8。
超声波油位传感器5发出调制后的超声波在变压器油与气体、真空环境或固体(如油枕的胶囊)的分界面发生反射所产生的回波又被超声波油位传感器3接收，产生数据信号。
信息采集器4从所述超声波油位传感器5采集数据信号并放大后传输给主控制器3。主控制器3对数据信号进行算法处理(在数据大于0的情况下，对数据信号进行去噪处理)，得到检测数据并通过通讯模组2传输给后台管理系统1。后台管理系统1将检测数据与预存数据进行对比后判断油位状态是否存在风险，并根据检测数据运算得出剩余使用时长。具体如图2所示，后台管理系统1定时接收到油位的检测数据H后，根据本次测量与上次测量的时间差T，计算T时间内正常消耗油位H2，对比H与H2的差异值小于误差值3.8％是符合升/时间用量比值的；如果对比值不符合，为防止误报的情况出现，需要重新与库数据(前期测量值)比对3次，3次检测结果一致的话，提示检测异常。比对结束后判断是否达到告警的阈值，低于预设告警阈值的数据，输出油位耗尽告警信息；符合预设告警阈值的数据，通过H/T的计算出剩余使用时间，并将检测数据H更新至系统用于下次比对工作。
预存数据包括前期测量值、预设告警阈值和升/时间用量比值。以便对变压器的油枕油量进行实时监控。剩余使用时长等于总共时长减去实际使用时长。当24小时内测试的实际使用时长抖动异常时，及时提示用户注意是否曾在漏油、环境温度变化剧烈等不确定因素。
供电系统6连接主控制器3和信息采集器4，用于供电。便携电池7电连接供电系统6。通讯模组2包括NB-IOT、LORA、WIFI、Bluetooth、ZigBee、2G、3G或4G无线通信方式。
后台管理系统1通过通信模组2将剩余使用时长和油位状态发送给主控制器3；主控制器3在油位状态存在风险时，通过告警设备8发送警报。本实施例的各个电路或者元器件可根据实际情况采用现有的任何具有类似功能的电路或元器件，在实现整个探测器的系统结构及功能的基础上，降低整个探测器的成本并保证探测器的安全性、精确性。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
