專利名稱：變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
變壓器是電カ輸送和電カ應(yīng)用中的重要設(shè)備，運(yùn)行中的變壓器一旦故障就可能影響大面積的用戶用電，造成重大生產(chǎn)事故和難以預(yù)料的經(jīng)濟(jì)損失，目前主要采用值班人員的感官判斷、運(yùn)行時(shí)間及單一 條件的檢測(cè)來(lái)確定變壓器是否正常，這種方法不能及時(shí)和全面地發(fā)現(xiàn)變壓器的異常。關(guān)于變壓器的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)有ー些研究。發(fā)明專利ZL200810102885. 0公開(kāi)了ー種受直流偏磁影響交流電カ變壓器振動(dòng)與噪聲在線監(jiān)測(cè)方法，主要是涉及變壓器振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，也涉及噪聲在線監(jiān)測(cè)，但只針對(duì)直流偏磁形成的振動(dòng)與噪聲；實(shí)用新型專利ZL201020274477. 6公開(kāi)了ー種利用超聲波傳感器的抗干擾能力強(qiáng)的變壓器局部放電信號(hào)在線監(jiān)測(cè)裝置，只是針對(duì)局部放電。上述兩種方法都是采用単一特征進(jìn)行檢測(cè)，不能全面反映變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的的問(wèn)題，提供一種變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及在線監(jiān)測(cè)方法，把變壓器運(yùn)行異常作為診斷變壓器是否有故障前兆的依據(jù)，可預(yù)測(cè)變壓器由于各種內(nèi)部放電、部件松動(dòng)、負(fù)載異常等多種情況造成的故障，為變壓器的安全運(yùn)行提供可靠數(shù)據(jù)，可應(yīng)用于各級(jí)變電所，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電カ變壓器的運(yùn)行，一旦有變壓器運(yùn)行異常即可提示值班人員及時(shí)處理，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄異常的時(shí)間、強(qiáng)弱等相關(guān)信息。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)線與此監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接的變壓器異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀和分別與此變壓器異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀相連接的安裝在被檢測(cè)變壓器的異常放電檢測(cè)傳感器組、設(shè)置在被檢測(cè)變壓器的噪音檢測(cè)傳感器組、設(shè)置在被檢測(cè)變壓器的溫度檢測(cè)傳感器組所組成，所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀由分別與所述的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組、溫度檢測(cè)傳感器組相連接的信號(hào)多路選擇単元，與此信號(hào)多路選擇単元相連接的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器，與此動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器相連接的網(wǎng)絡(luò)接ロ，分別與所述的信號(hào)多路選擇單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器、網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接的穩(wěn)壓電源所組成，所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ通過(guò)網(wǎng)線與所述的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接。所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器由大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA設(shè)計(jì)而成，分別與此控制器相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、環(huán)境溫度檢測(cè)器和存儲(chǔ)器，與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D相連接的參考電源，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB和控制總線AB與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接?？刂菩盘?hào)經(jīng)控制器分析處理后的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)單元傳送到監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D設(shè)有兩個(gè)的輸入信號(hào)接ロ Al、A2，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸出信號(hào)接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)總線DBl和控制總線ABl與所述的控制器相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB2和控制總線AB2與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB3和控制總線AB3與所述的存儲(chǔ)器。環(huán)境溫度檢測(cè)傳感器可以檢測(cè)環(huán)境溫度的變化，用于分析變壓器的實(shí)際溫度變化情況，存儲(chǔ)器単元用于存儲(chǔ)參數(shù)，并記錄和報(bào)警。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪聲檢測(cè)傳感器組和溫度檢測(cè)傳感器安裝于被檢測(cè)變壓器的不同部位，傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)入信號(hào)采集板，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大、濾波和數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，用可編程大規(guī)模邏輯器件FPGA設(shè)計(jì)的專用信號(hào)處理器并發(fā)地對(duì) 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理，處理結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂剖冶O(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)上顯示曲線和故障信息，并輸出報(bào)警信號(hào)，提示值班人員變壓器是否有異常情況，并把實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)庫(kù)記錄，便于查詢和分析。本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)異常放電信號(hào)，監(jiān)測(cè)異常噪音變化，監(jiān)測(cè)變壓器的溫度變化，信號(hào)多路選擇單元實(shí)現(xiàn)多路傳感器信號(hào)的動(dòng)態(tài)掃描檢測(cè)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模數(shù)變換、智能分析、異常判斷，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)顯示各傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線。本實(shí)用新型用放電監(jiān)測(cè)傳感器、噪音監(jiān)測(cè)傳感器、溫度監(jiān)測(cè)傳感器三種高可靠傳感器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變壓器的內(nèi)部異常放電、噪音異常和溫度異常，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂剖矣?jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)顯示異常放電曲線、噪音曲線和溫度曲線，并采用人工智能算法，綜合分析異常情況，并給出報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的全天候?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和故障自動(dòng)診斷，為電カ系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠保障。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型改進(jìn)了現(xiàn)有變壓器故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中單一信息的檢測(cè)和處理，通過(guò)多傳感器信息融合和人工智能算法，綜合判斷和預(yù)測(cè)變壓器的故障前兆，提高了變壓器故障預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度和及時(shí)性，為電カ系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供了保障。

圖I為本實(shí)用新型的變壓器異常放電及噪音動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖I所示，本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)線與此監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀和分別與此變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀相連接的安裝在被檢測(cè)變壓器上的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組和溫度檢測(cè)傳感器組所組成，如圖2所示，所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀由分別與所述的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組、溫度檢測(cè)傳感器組相連接的信號(hào)多路選擇単元，與此信號(hào)多路選擇單元相連接的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器，與此動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器相連接的網(wǎng)絡(luò)接ロ，分別與所述的信號(hào)多路選擇単元、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器、網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接的穩(wěn)壓電源所組成，所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ通過(guò)網(wǎng)線與所述的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接。如圖3所示，所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器由可編程大規(guī)模邏輯器件FPGA開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)而成，分別與此控制器相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、環(huán)境溫度檢測(cè)器和存儲(chǔ)器，與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D相連接的參考電源，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB和控制總線AB與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接?？刂菩盘?hào)經(jīng)控制器分析處理后的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)單元傳送到監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)。環(huán)境溫度檢測(cè)傳感器可以檢測(cè)環(huán)境溫度的變化，用于分析變壓器的實(shí)際溫度變化情況，存儲(chǔ)器単元用于存儲(chǔ)參數(shù)，并記錄和報(bào)警。如圖3所示，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D設(shè)有兩個(gè)的輸入信號(hào)接ロ A1、A2，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸出信號(hào)接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)總線DBl和控制總線ABl與所述的控制器相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB2和控制總線AB2與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB3和控制總線AB3與所述的存儲(chǔ)器。如圖I、圖2所示，所述的異常放電檢測(cè)傳感器組由五個(gè)放電檢測(cè)傳感器1、2、3、4、 5所組成，所述的噪音傳感器組由兩個(gè)噪音傳感器6、7所組成，所述的溫度傳感器組由兩個(gè)溫度傳感器8、9所組成。本實(shí)用新型5路異常放電檢測(cè)傳感器、2路噪聲檢測(cè)傳感器和2路溫度檢測(cè)傳感器安裝于被檢測(cè)變壓器的不同部位，傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)入信號(hào)采集板，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大、濾波和數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，用可編程大規(guī)模邏輯器件設(shè)計(jì)的專用信號(hào)處理器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和處理，處理結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂剖冶O(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)上顯示曲線和故障信息，并輸出報(bào)警信號(hào)，提示值班人員變壓器有異常情況，并把實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)庫(kù)記錄，便于查詢和分析。本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)異常放電信號(hào)，監(jiān)測(cè)異常噪音變化，監(jiān)測(cè)變壓器的溫度變化，信號(hào)多路選擇單元實(shí)現(xiàn)多路傳感器信號(hào)的動(dòng)態(tài)掃描檢測(cè)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模數(shù)變換、智能分析、異常判斷，監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)顯示各傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線。利用本實(shí)用新型的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，包括下列步驟I)在被檢測(cè)變壓器上安裝異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組和溫度檢測(cè)傳感器組，連接傳感器到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并把監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用網(wǎng)線與監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連，運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，采集變壓器正常工作狀態(tài)下的放電信息、噪聲信息和溫度信息，并將此信息保存在系統(tǒng)中，作為變壓器的正常狀態(tài)信息；2)工作過(guò)程中，動(dòng)態(tài)檢測(cè)儀中的監(jiān)測(cè)控制器采用并發(fā)模式監(jiān)測(cè)并記錄各放電傳感器、噪聲傳感器和溫度傳感器的信號(hào)，當(dāng)放電傳感器檢測(cè)的信號(hào)有異常出現(xiàn)，超過(guò)閾值的放電波重復(fù)出現(xiàn)設(shè)定的次數(shù)，則放電異常，馬上啟動(dòng)系統(tǒng)智能識(shí)別功能，從采集的噪聲信息、溫度信息以及正常狀態(tài)記錄信息進(jìn)行信號(hào)分析處理，當(dāng)噪聲信息或溫度信息在相應(yīng)時(shí)間段均有異常出現(xiàn)，則變壓器有潛在絕緣故障存在；當(dāng)放電傳感器檢測(cè)的信號(hào)正常，而噪聲傳感器和溫度傳感器信號(hào)相同階段有異常，則變壓器中有機(jī)械部件松動(dòng)潛在故障或超負(fù)荷現(xiàn)象存在；當(dāng)放電傳感器信號(hào)和噪聲傳感器信號(hào)均無(wú)異常，溫度傳感器采集的信號(hào)有明顯異常，則認(rèn)為變壓器油位或散熱有潛在故障因素；3)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)潛在故障后，經(jīng)工作人員對(duì)變壓器的檢查，確實(shí)有故障存在或不存在，在系統(tǒng)信息記錄中進(jìn)行確認(rèn)或否認(rèn)，系統(tǒng)通過(guò)信息的自動(dòng)識(shí)別和學(xué)習(xí)，參照歷史記錄積累，不斷提高故障識(shí)別的準(zhǔn)確度。根據(jù)圖1，把傳感器布設(shè)到變壓器各位置，連接傳感器到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并把監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用網(wǎng)線與監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連，運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即可開(kāi)始工作。工作人員可以根據(jù)變壓器的運(yùn)行情況，設(shè)定故障閾值、異常出現(xiàn)的頻率、曲線記錄時(shí)間、報(bào)警音量、報(bào)警音效等系統(tǒng)參數(shù)。本實(shí)用新型用放電監(jiān)測(cè)傳感器、噪音監(jiān)測(cè)傳感器、溫度監(jiān)測(cè)傳感器三種高可靠傳 感器實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變壓器的內(nèi)部異常放電、噪音異常和溫度異常，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂剖矣?jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)顯示異常放電曲線、噪音曲線和溫度曲線，并采用人工智能算法，綜合分析異常情況，并給出報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的全天候?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和故障自動(dòng)診斷，為電カ系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠保障。
權(quán)利要求1.一種變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)線與此監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀和分別與此變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀相連接的安裝在被檢測(cè)變壓器側(cè)面的異常放電檢測(cè)傳感器組、設(shè)置在被檢測(cè)變壓器側(cè)面的噪音檢測(cè)傳感器組、設(shè)置在被檢測(cè)變壓器內(nèi)部及表面的溫度檢測(cè)傳感器組所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀由分別與所述的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組、溫度檢測(cè)傳感器組相連接的信號(hào)多路選擇単元，與此信號(hào)多路選擇単元相連接的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器，與此動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器相連接的網(wǎng)絡(luò)接ロ，分別與所述的信號(hào)多路選擇単元、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器、網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接的穩(wěn)壓電源所組成，所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ通過(guò)網(wǎng)線與所述的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制器由大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA開(kāi)發(fā)而成，其分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、環(huán)境溫度處理電路和存儲(chǔ)器連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB和控制總線AB與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D設(shè)有兩個(gè)的輸入信號(hào)接ロ Al、A2，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸出信號(hào)接ロ通過(guò)數(shù)據(jù)總線DBl和控制總線ABl與所述的控制器相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB2和控制總線AB2與所述的網(wǎng)絡(luò)接ロ相連接，所述的控制器通過(guò)數(shù)據(jù)總線DB3和控制總線AB3與所述的存儲(chǔ)器連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其特征在于由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，通過(guò)網(wǎng)線與此監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)相連接的變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀和分別與此變壓器運(yùn)行異常動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀相連接的安裝在被檢測(cè)變壓器的異常放電檢測(cè)傳感器組、噪音檢測(cè)傳感器組和溫度檢測(cè)傳感器組所組成。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型改進(jìn)了現(xiàn)有變壓器故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中單一信息的檢測(cè)和處理，通過(guò)多傳感器信息融合和人工智能算法，綜合判斷和預(yù)測(cè)變壓器的故障前兆，提高了變壓器故障預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度和及時(shí)性，為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供了保障。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202433448SQ20112053859
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
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