作为配电系统的核心设备，配电变压器的运行状态直接影响配电网运行的可靠性。对配电变压器油温、油位等非电量的监测，可以实现从不同维度评估其运行状态，这对延长变压器使用寿命、提高电网运行可靠性和经济性具有重要意义。因此，本文通过研制一种无源无线型配电变压器在线监测装置，对变压器的油温、油位、油压、桩头温度、环境温度等非电量进行实时监测，以有效反映其运行工况和健康状态；同时，利用其无源无线工作模式，实现安装使用的便利性。本文研制的在线监测装置集成油温、油位、压力、桩头温度、环境温度等非电量监测功能。其中，油温、油位、压力传感器集成在内部传感器板上。桩头温度测量包括传感器和接收模块两部分，传感器为捆绑式结构，可以绑扎在变压器高低压桩头位置，接收模块可以接入装置传感器板，二者通过无线通信方式进行数据传输。环境温度传感器探头通过天线引出。在线监测装置保留原有的压力释放阀功能、油位指示功能，可以实现与原有管状油位计的直接替换。在结构上，在线监测装置分为上、中、下三个舱体：顶部为电源通信舱，放置电池和通信板；中间为传感器舱，放置传感器板；底部舱体放置浮子和压力释放阀等机械结构。配电变压器在线监测装置结构设计如图1所示。装置的系统架构采用双微控制单元（micro- controller unit, MCU）系统设计，分为传感器板和通信板。传感器板负责各类非电量传感器的数据采集，通信板负责对内对外通信及电源管理。板间通信采用RS 485方式，对外数据传输通过4G/远距离无线电（long range radio, LoRa）/窄带物联网（narrow band internet of things, NB-IoT）等无线通信方式实现。MCU选用兆易创新GD32F330系列芯片，相比于同类型国外芯片，国产MCU具有成本低、技术自主可控等优势，并且该系列MCU还具备各类通用总线及丰富的模拟、数字外设。在线监测装置系统架构如图2所示，包含通信和传感器采集两部分。 |
