專利名稱：變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于變電站監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種變壓器運(yùn)行聲音、局部放電在 線監(jiān)測(cè)和分析裝置。
背景技術(shù)：
聲音是反映變壓器運(yùn)行正常與否的一個(gè)主要表現(xiàn)。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)發(fā)出均 勻的“嗡嗡“聲，這是由于交流電通過(guò)變壓器線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁力吸引硅鋼片及變壓器自 身的振動(dòng)而發(fā)出的響聲.如果產(chǎn)生不均勻或其它異音，都屬不正常的。變壓器局部放電是反映高壓電氣設(shè)備狀態(tài)的一個(gè)重要標(biāo)志。因?yàn)楹芏喙收暇a(chǎn)生 局部放電。一般情況下，如果變壓器油中發(fā)現(xiàn)了特征氣體，則表明其內(nèi)部已經(jīng)存在比較嚴(yán)重 的局部放電。例如，鐵心絕緣不良可以導(dǎo)致產(chǎn)生放電，在故障較嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鐵心兩點(diǎn)接 地，甚至出現(xiàn)工頻短路電流。因此，局部放電最能有效反映變壓器內(nèi)部的絕緣狀況，對(duì)高壓 系統(tǒng)及特高壓系統(tǒng)的大型電力變壓器可靠性監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，局部放電在線監(jiān)測(cè)非常有效。變壓器聲音比平時(shí)增大，聲音異常，可能有以下原因1.電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓.電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過(guò)電壓時(shí)，都會(huì)使變壓器的聲
音增大。2.變壓器過(guò)負(fù)荷時(shí)，將會(huì)使變壓器發(fā)出沉重的“嗡嗡“聲。3.變壓器有雜音，有可能是由于變壓器上的某些零部件松動(dòng)而引起的振動(dòng).如果 伴有變壓器聲音明顯增大，且電流電壓無(wú)明顯異常時(shí)，則可能是內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺 釘松動(dòng)，使硅鋼片振動(dòng)增大所造成的。4.變壓器有放電聲，變壓器有“劈啪“的放電聲，若在夜間或陰雨天氣下，看到 變壓器套管附近有藍(lán)色的電暈或火花，則說(shuō)明瓷件污穢嚴(yán)重或設(shè)備線卡接觸不良.若是變 壓器內(nèi)部放電則是不接地的部件靜電放電或線圈匝間放電，或由于分接開(kāi)關(guān)接觸不良放 H1^ ο5.變壓器有爆裂聲，說(shuō)明變壓器內(nèi)部或表面絕緣擊穿，應(yīng)立即將變壓器停用檢查。6.變壓器有水沸騰聲，且溫度急劇變化，油位升高，則應(yīng)判斷為變壓器繞組發(fā)生 短路或分接開(kāi)關(guān)接觸不良引起的嚴(yán)重過(guò)熱，應(yīng)立即將變壓器停用檢查。通過(guò)對(duì)以上現(xiàn)象的分析可以看出變壓器的很多異常工況都可以致使變壓器的聲 音變大，所以我們可以實(shí)時(shí)采集變壓器的聲音信號(hào)進(jìn)行變壓器的狀態(tài)進(jìn)行判斷，以此來(lái)判 斷變壓器的內(nèi)部故障或潛伏性故障。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝 置，可以實(shí)時(shí)顯示變壓器運(yùn)行中的聲音數(shù)值和局部放電的超聲波圖形，并能夠?qū)ψ儔浩鞯?異常狀態(tài)給出指示和記錄。[0013]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，其特征在于 由計(jì)算機(jī)，與此計(jì)算機(jī)相連接的中央處理單元，分別與此中央處理單元相連接的設(shè)在變壓 器中的變壓器聲音傳感器采集單元、設(shè)在變壓器外的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元和設(shè)在變壓 器油箱外的高頻聲學(xué)傳感器所組成，所述的計(jì)算機(jī)中設(shè)有圖形顯示功能模塊、趨勢(shì)分析功 能模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表功能模塊和報(bào)警功能模塊，所述的中央處理單元由一種精簡(jiǎn)指令集RISC 架構(gòu)的中央處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)構(gòu)成。所述的變壓器聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采 集單元，所述的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單兀。所述的高頻聲學(xué)傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉(zhuǎn)換型傳感器。本實(shí)用新型的工作原理所述的變壓器聲音傳感器采集單元實(shí)時(shí)采集變壓器的 運(yùn)行狀態(tài)的聲音信號(hào)，所述的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元采集變壓器現(xiàn)場(chǎng)附近的聲音信號(hào)， 采集到的變壓器的運(yùn)行狀態(tài)的聲音信號(hào)和變壓器現(xiàn)場(chǎng)附近的聲音信號(hào)同時(shí)傳到所述的中 央處理單元，此中央處理單元的精簡(jiǎn)指令集RISC通過(guò)對(duì)兩種信號(hào)的分析，濾掉現(xiàn)場(chǎng)的背景 音，由此得到變壓器運(yùn)行狀態(tài)的聲音。高頻聲學(xué)傳感器實(shí)時(shí)采集變壓器局部放電或電弧放 電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲音信號(hào)傳到所述的中央處理單元。中央處理單元將所得到變壓器運(yùn)行 狀態(tài)的聲音及變壓器局部放電或電弧放電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲音信號(hào)傳到所述的計(jì)算機(jī)，經(jīng) 計(jì)算機(jī)中的圖形顯示功能模塊、趨勢(shì)分析功能模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表功能模塊和報(bào)警功能模塊分 別處理后，分別進(jìn)行圖形顯示、趨勢(shì)分析、編制數(shù)據(jù)報(bào)表，發(fā)現(xiàn)報(bào)警狀況時(shí)及時(shí)發(fā)送報(bào)警信 號(hào)。本實(shí)用新型的局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)借助先進(jìn)的傳感技術(shù)和電子技術(shù)，根據(jù)超聲 波原理將高頻聲學(xué)傳感器放在油箱外部，以便測(cè)取局部放電或電弧放電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲 音信號(hào)。局部放電在線監(jiān)測(cè)要采用高性能傳感器，傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電 流/電壓轉(zhuǎn)換型傳感器，因?yàn)檫@種傳感器既可以將傳感信號(hào)與一次側(cè)有效隔離，又可以非 常靈敏的采集到超聲波信號(hào)。本系統(tǒng)通過(guò)超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集變壓器正常 運(yùn)行時(shí)發(fā)出的“嗡嗡“聲，和通過(guò)輔助超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集變壓器附近的 聲音。利用輔助超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集到的變壓器附近的聲音可以濾掉雷電 等外界背景音。通過(guò)光纖將兩種聲音信號(hào)傳送到中央處理單元，中央處理單元將此信號(hào)進(jìn) 行儲(chǔ)存，并由計(jì)算機(jī)分析和存儲(chǔ)，同時(shí)能畫出實(shí)時(shí)曲線。當(dāng)變壓器投入運(yùn)行時(shí)，首先記錄一段正常運(yùn)行時(shí)的聲音信號(hào)并進(jìn)行存儲(chǔ)，把此段 聲音信號(hào)認(rèn)為是正常的聲音信號(hào)，之后對(duì)實(shí)時(shí)采集到的聲音信號(hào)和此前儲(chǔ)存的信息進(jìn)行比 較和模糊處理，以此判斷變壓器的運(yùn)行工況。對(duì)變壓器的局部放電監(jiān)測(cè)采用超聲定位，由于 超聲波可以向所有方向傳遞和輻射，聲音會(huì)通過(guò)大多數(shù)絕緣材料進(jìn)行傳遞，所以聲能的衰 減程度將與頻率呈近似指數(shù)的關(guān)系?？蓪⒔^緣材料看成是聲能的低級(jí)濾波器。聲波的初始 頻率和幅度主要取決于放電源的性質(zhì)。因此，聲頻率和聲能幅度必然隨著放電源的距離增 大而降低。局部放電監(jiān)測(cè)便是基于這一原理。局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)借助先進(jìn)的傳感技術(shù) 和電子技術(shù)，根據(jù)超聲波原理將高頻聲學(xué)傳感器放在油箱外部以便測(cè)取局部放電或電弧放 電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲音信號(hào)。局部放電的聲音通過(guò)高頻聲學(xué)傳感器傳給中央處理單元進(jìn)行分析處理。由于變壓器若出現(xiàn)幾千PC的局部放電量，仍然可以繼續(xù)運(yùn)行。但如果局部放電 量達(dá)到lOOOOpC以上時(shí)，則表明變壓器絕緣的缺陷已經(jīng)十分嚴(yán)重。但從變壓器內(nèi)部出現(xiàn)局 部放電到絕緣擊穿仍有一定時(shí)間的演變過(guò)程。根據(jù)這種演變，通過(guò)局部放電監(jiān)測(cè)的閾值報(bào) 警和視在放電量的歷史數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以判斷變壓器內(nèi)部的絕緣狀況。閾值報(bào)警就是 當(dāng)高頻信號(hào)的幅值和每周期脈沖個(gè)數(shù)達(dá)到設(shè)定的閾值，以及脈沖波形達(dá)到脈沖寬度和頻度 時(shí)，由中央處理單元自動(dòng)發(fā)出的閾值報(bào)警信號(hào)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)綜合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果， 可以估算出變壓器的運(yùn)行特性和壽命損失。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和 分析，使有關(guān)管理人員能在自己的辦公電腦中隨時(shí)掌握各站主變的運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)作 出決策，預(yù)防事故的發(fā)生。此裝置有助于電廠、變電站實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)人值守，可以減 少事故和維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，其特征在于 由計(jì)算機(jī)6，與此計(jì)算機(jī)6相連接的中央處理單元5，分別與此中央處理單元5相連接的設(shè) 在變壓器3中的變壓器聲音傳感器采集單元2、設(shè)在變壓器3外的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單 元1和設(shè)在變壓器油箱外的高頻聲學(xué)傳感器4所組成，所述的計(jì)算機(jī)6中設(shè)有圖形顯示功 能模塊、趨勢(shì)分析功能模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表功能模塊和報(bào)警功能模塊，所述的中央處理單元5由 一種精簡(jiǎn)指令集RISC架構(gòu)的中央處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)構(gòu)成，所述的變壓器聲音傳感器 采集單元2為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元，所述的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采 集單元1為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元。所述的高頻聲學(xué)傳感器4為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉(zhuǎn)換型傳感器。變壓器聲音傳感器采集單元2實(shí)時(shí)采集變壓器3的運(yùn)行狀態(tài)的聲音，所述的現(xiàn)場(chǎng) 聲音傳感器采集單元1采集變壓器3現(xiàn)場(chǎng)附近的聲音，采集到的變壓器3的運(yùn)行狀態(tài)的聲 音信號(hào)和變壓器現(xiàn)場(chǎng)附近的聲音信號(hào)同時(shí)傳到所述的中央處理單元5，此中央處理單元5 的精簡(jiǎn)指令集RISC通過(guò)對(duì)兩種信號(hào)的分析，濾掉現(xiàn)場(chǎng)的背景音，由此得到變壓器運(yùn)行狀態(tài) 的聲音。高頻聲學(xué)傳感器4實(shí)時(shí)采集變壓器局部放電或電弧放電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲音信號(hào) 傳到所述的中央處理單元5。中央處理單元5將所得到變壓器運(yùn)行狀態(tài)的聲音及變壓器局 部放電或電弧放電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲音信號(hào)傳到計(jì)算機(jī)6，經(jīng)計(jì)算機(jī)6中的圖形顯示功能 模塊、趨勢(shì)分析功能模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表功能模塊和報(bào)警功能模塊分別處理后分別進(jìn)行圖形顯 示、趨勢(shì)分析、編制數(shù)據(jù)報(bào)表，發(fā)現(xiàn)報(bào)警狀況時(shí)及時(shí)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，可以實(shí) 時(shí)顯示變壓器運(yùn)行中的聲音數(shù)值和局部放電的超聲波圖形，并能夠?qū)ψ儔浩鞯漠惓顟B(tài)給 出指示和記錄。
權(quán)利要求1.一種變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，其特征在于由計(jì)算機(jī)，與 此計(jì)算機(jī)相連接的中央處理單元，分別與此中央處理單元相連接的設(shè)在變壓器中的變壓器 聲音傳感器采集單元、設(shè)在變壓器外的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元和設(shè)在變壓器油箱外的高 頻聲學(xué)傳感器所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，其特 征在于所述的變壓器聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集 單元，所述的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器運(yùn)行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，其特 征在于所述的高頻聲學(xué)傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉(zhuǎn)換型傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變壓器運(yùn)行聲音、局部放電在線監(jiān)測(cè)和分析裝置，由計(jì)算機(jī)、中央處理單元、設(shè)在變壓器中的變壓器聲音傳感器采集單元、設(shè)在變壓器外的現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元和設(shè)在變壓器油箱外的高頻聲學(xué)傳感器所組成，計(jì)算機(jī)中設(shè)有圖形顯示功能模塊、趨勢(shì)分析功能模塊、數(shù)據(jù)報(bào)表功能模塊和報(bào)警功能模塊，中央處理單元由一種精簡(jiǎn)指令集RISC架構(gòu)的中央處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)構(gòu)成，變壓器聲音傳感器采集單元、現(xiàn)場(chǎng)聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)顯示變壓器運(yùn)行中的聲音數(shù)值和局部放電的超聲波圖形，并能夠?qū)ψ儔浩鞯漠惓顟B(tài)給出指示和記錄。
文檔編號(hào)G01R31/12GK201909667SQ20102064372
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者呂鋼 申請(qǐng)人:鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司