本發(fā)明屬于變壓器監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯，變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。隨著中國經(jīng)濟持續(xù)健康高速發(fā)展，電力需求持續(xù)快速增長，促進中國變壓器制造行業(yè)的發(fā)展，但是變壓器使用過程還存在一些故障，因此，對變壓器進行有效監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)故障，提高電力系統(tǒng)效率,降低電力系統(tǒng)成本,經(jīng)濟高效。目前，變壓器主要存在以下問題：首先，變壓器的損壞較多是由于變壓器內(nèi)器件溫度過高引起絕緣材料的耐壓能力和機械強度的降低，變壓器內(nèi)部容易過熱包括初級線圈或者次級線圈中繞組過熱、鐵芯過熱和油溫過熱等；其次，變壓器中某些器件松動或者變壓器中發(fā)生鐵磁諧振時，變壓器內(nèi)都會產(chǎn)生振動而出現(xiàn)不同程度的噪音；另外，變壓器中存在漏油故障，變壓器中油位一般在規(guī)定的范圍內(nèi)，當變壓器漏油時，會是變壓器內(nèi)油位低，造成變壓器內(nèi)套管陰險和分解開關(guān)暴露于空氣中，絕緣水平降低，容易引起擊穿放電，造成事故；最后，變壓器一般工作的額定電壓和額定電流中，當變壓器的工作電流或者工作電壓超過額定值，也會造成變壓器的損害。然而變壓器主要采用人工對變壓器進行監(jiān)控，受人為因素干擾，檢測不準確，不能及時獲取變壓器工作狀態(tài)，減少故障?，F(xiàn)如今變壓器監(jiān)控系統(tǒng)所采用的各個檢測模塊相互獨立，不能實現(xiàn)信息融合和綜合判斷，因此研究一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，集變壓器溫度、電流、電壓、油位和噪音監(jiān)測于一體，保證變壓器高效、安全運行，減少故障，對電力系統(tǒng)具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、功能全面、使用效果好，能對溫度、電流、電壓、油位和噪音進行及時、準確監(jiān)測，保證變壓器高效、安全運行，減少故障。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括用于檢測變壓器工作狀態(tài)的變壓器工況檢測裝置和對所述變壓器工況檢測裝置所檢測信息進行分析處理的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括微處理器、與微處理器相接的數(shù)據(jù)存儲器和通信模塊，所述微處理器的輸入端接有數(shù)據(jù)采集模塊和用于參數(shù)設(shè)定的參數(shù)輸入模塊，所述微處理器的輸出端接有液晶顯示屏、預(yù)警模塊和冷卻模塊；

所述變壓器工況檢測裝置包括溫度檢測模塊、對變壓器工作電流進行檢測的電流傳感器和對變壓器工作電壓進行檢測的電壓傳感器，以及對變壓器內(nèi)油位進行檢測的油位傳感器和對變壓器內(nèi)所產(chǎn)生噪音強度進行檢測的噪音傳感器，所述溫度檢測模塊包括對變壓器內(nèi)繞組溫度進行檢測的第一溫度傳感器、對變壓器內(nèi)鐵芯溫度進行檢測的第二溫度傳感器和對變壓器油溫進行檢測的第三溫度傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、噪音傳感器和油位傳感器的輸出端均與與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端相接。

上述的一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述微處理器包括單片機、arm微處理器或dsp微處理器。

上述的一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器均為非接觸式溫度傳感器。

上述的一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述通信模塊為串口通信模塊或無線通信模塊。

同時，本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、設(shè)計合理且操作方便、使用效果好的變壓器監(jiān)控方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、變壓器工況實時檢測及檢測信息同步上傳，具體過程如下：采用所述變壓器工況檢測裝置對變壓器的工作狀況進行實時檢測，具體為：第一溫度傳感器對變壓器內(nèi)繞組溫度進行檢測，并將檢測到的繞組溫度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，第二溫度傳感器對變壓器內(nèi)鐵芯溫度進行檢測，并將檢測到的鐵芯溫度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，第三溫度傳感器對變壓器油溫進行檢測，并將檢測到的油溫發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊；油位傳感器對變壓器內(nèi)油位進行檢測，并將檢測到的油位發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，噪音傳感器對變壓器內(nèi)所產(chǎn)生噪音強度進行檢測，并將檢測到的噪音強度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，同時，電流傳感器對變壓器工作電流進行檢測，并將檢測到的工作電流發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，電壓傳感器對變壓器工作電壓進行檢測，并將檢測到的工作電壓發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊，獲取變壓器的工作狀態(tài)信息；

步驟二、變壓器工作狀況信息的存儲：采用所述數(shù)據(jù)采集模塊按照預(yù)先設(shè)定的采樣時間對變壓器工作狀況信息進行采集，并將采集到的變壓器工作狀態(tài)信息發(fā)送至微處理器，并同步存儲至數(shù)據(jù)存儲器中；

步驟三、變壓器工作狀態(tài)信息分析處理并輸出故障診斷結(jié)果：采用所述微處理器按照采樣時間先后順序分別對存儲至數(shù)據(jù)存儲器中的各個采樣時間的變壓器工作狀態(tài)信息進行處理，得出各個采樣時間變壓器的故障診斷結(jié)果；

所述故障診斷結(jié)果包括變壓器是否存在故障和變壓器故障的類型，所述變壓器故障類型包括繞組過熱故障、鐵芯過熱故障、油溫過熱、油位低、過載故障、過壓故障、器件松動故障和鐵磁諧振故障；

所述微處理器對存儲至數(shù)據(jù)存儲器中的任一采樣時間采集到的變壓器工作狀態(tài)信息進行處理時，過程如下：

步驟201、采用所述微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器中存儲的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器所檢測信息，判斷此時刻變壓器是否存在繞組過熱故障、鐵芯過熱故障和油溫過熱：當?shù)谝粶囟葌鞲衅魉鶛z測到的繞組溫度大于繞組溫度閾值時，說明此時刻變壓器存在繞組過熱故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對繞組溫度值進行顯示；當?shù)诙囟葌鞲衅魉鶛z測到的鐵芯溫度大于鐵芯溫度閾值時，說明此時刻變壓器存在鐵芯過熱故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對鐵芯溫度值進行顯示；當?shù)谌郎囟葌鞲衅魉鶛z測到的第三溫度大于油溫閾值時，說明此時刻變壓器存在油溫過熱，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對油溫進行顯示；

步驟202、采用所述微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器中存儲的油位傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在油位低故障：當油位傳感器所檢測到的油位小于油位閾值時，說明此時刻變壓器存在油位低故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對油位進行顯示；

步驟203、采用所述微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器中存儲的電流傳感器和電壓傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在過載故障和過壓故障：當電流傳感器所檢測到的電流大于額定電流時，說明此時刻變壓器存在過載故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對電流進行顯示；當電壓傳感器所檢測到的電壓大于額定電壓時，說明此時刻變壓器存在過壓故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對電壓進行顯示；

步驟204、采用所述微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器中存儲的噪音傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在器件松動故障或者鐵磁諧振故障：當噪音傳感器所檢測到的噪音強度大于噪音設(shè)定值時，說明此時刻變壓器存在器件松動故障或者鐵磁諧振故障，微控制器控制預(yù)警模塊預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏對噪音強度進行顯示；

步驟205、返回步驟201，采用所述微控制器對存儲至數(shù)據(jù)存儲器中的下一個采樣時刻的變壓器工作狀態(tài)信息進行分析處理。

上述的變壓器監(jiān)控方法，其特征在于：步驟201中繞組溫度閾值為50℃～65℃，鐵芯溫度閾值為70℃～80℃，油溫閾值為50℃～55℃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、所采用的變壓器監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且投入成本較低。

2、所采用的變壓器監(jiān)控系統(tǒng)功能全面，通過第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器分別對變壓器內(nèi)繞組、鐵芯和油溫進行檢測，根據(jù)第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器所檢測信息判斷，變壓器是否存在繞組過熱故障、鐵芯過熱故障和油溫過熱；油位傳感器對變壓器的油位進行檢測，根據(jù)油位傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在油位低故障；電流傳感器和電壓傳感器分別對變壓器的電流和電壓進行檢測，根據(jù)電流傳感器和電壓傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在過載故障和過壓故障；噪音傳感器對變壓器內(nèi)噪音強度進行檢測，根據(jù)；噪音傳感器所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在器件松動故障或者鐵磁諧振故障，集變壓器溫度、電流、電壓、油位和噪音監(jiān)測于一體，保證變壓器高效、安全運行，減少故障，對電力系統(tǒng)生產(chǎn)具有重要意義。

3、所采用的變壓器監(jiān)控系統(tǒng)使用操作簡便，通過數(shù)據(jù)采集單元對各個傳感器檢測模塊所檢測到信息進行采集并發(fā)送至微處理器，微處理器對所接收的變壓器工作狀態(tài)信息進行分析處理，無需工作人員對變壓器的工作狀態(tài)進行人為監(jiān)測，省工省時，且人員安全。

4、所采用的變壓器監(jiān)控方法步驟簡單、設(shè)計合理且實現(xiàn)方便，投入成本較低。

5、所采用的變壓器監(jiān)控方法通過對變壓器工作狀態(tài)信息進行分析處理，得到變壓器故障診斷結(jié)果，同時發(fā)出報警提示，實時性強，。

6、所采用的變壓器監(jiān)控方法步驟簡單、設(shè)計合理且實現(xiàn)方便、使用效果好，首先對變壓器是否存在故障進行診斷，并判斷出故障類型，同時通過預(yù)警模塊提示，且通過液晶顯示器同步顯示檢測信息，提供直觀、準確且實時有效的故障診斷結(jié)果，因而能對變壓器的故障進行及時、準確監(jiān)測，從而便于工作人員根據(jù)監(jiān)測結(jié)果采取對應(yīng)的有效處理措施，保證變壓器高效和安全運行。

綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且使用操作簡便、功能全面、使用效果好，能對溫度、電流、電壓、油位和噪音進行及時、準確監(jiān)測，保證變壓器高效、安全運行，減少故障。

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明變壓器監(jiān)控方法的流程框圖。

附圖標記說明:

1—微處理器；2—第一溫度傳感器；3—第二溫度傳感器；

4—第三溫度傳感器；5—電壓傳感器；6—電流傳感器；

7—噪音傳感器；8—油位傳感器；9—參數(shù)輸入模塊；

10—數(shù)據(jù)存儲器；11—液晶顯示屏；12—冷卻模塊；

13—預(yù)警模塊；14—通信模塊；15—數(shù)據(jù)采集模塊。

具體實施方式

如圖1所示的一種變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于檢測變壓器工作狀態(tài)的變壓器工況檢測裝置和對所述變壓器工況檢測裝置所檢測信息進行分析處理的監(jiān)控裝置，所述監(jiān)控裝置包括微處理器1、與微處理器1相接的數(shù)據(jù)存儲器10和通信模塊14，所述微處理器1的輸入端接有數(shù)據(jù)采集模塊15和用于參數(shù)設(shè)定的參數(shù)輸入模塊9，所述微處理器1的輸出端接有液晶顯示屏11、預(yù)警模塊13和冷卻模塊12；

所述變壓器工況檢測裝置包括溫度檢測模塊、對變壓器工作電流進行檢測的電流傳感器6和對變壓器工作電壓進行檢測的電壓傳感器5，以及對變壓器內(nèi)油位進行檢測的油位傳感器8和對變壓器內(nèi)所產(chǎn)生噪音強度進行檢測的噪音傳感器7，所述溫度檢測模塊包括對變壓器內(nèi)繞組溫度進行檢測的第一溫度傳感器2、對變壓器內(nèi)鐵芯溫度進行檢測的第二溫度傳感器3和對變壓器油溫進行檢測的第三溫度傳感器4，所述第一溫度傳感器2、第二溫度傳感器3、第三溫度傳感器4、電壓傳感器5、電流傳感器6、噪音傳感器7和油位傳感器8的輸出端均與與數(shù)據(jù)采集模塊15的輸入端相接。

本實施例中，所述微處理器1包括單片機、arm微處理器或dsp微處理器。

本實施例中，所述第一溫度傳感器2、第二溫度傳感器3和第三溫度傳感器4均為非接觸式溫度傳感器。

本實施例中，所述通信模塊14為串口通信模塊或無線通信模塊。

本實施例中，通過通信模塊14，便于遠程能監(jiān)控變壓器，獲取變壓器工作狀態(tài)信息。

如圖2所示的一種變壓器監(jiān)控方法，包括以下步驟：

步驟一、變壓器工況實時檢測及檢測信息同步上傳，具體過程如下：采用所述變壓器工況檢測裝置對變壓器的工作狀況進行實時檢測，具體為：第一溫度傳感器2對變壓器內(nèi)繞組溫度進行檢測，并將檢測到的繞組溫度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，第二溫度傳感器3對變壓器內(nèi)鐵芯溫度進行檢測，并將檢測到的鐵芯溫度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，第三溫度傳感器4對變壓器油溫進行檢測，并將檢測到的油溫發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15；油位傳感器8對變壓器內(nèi)油位進行檢測，并將檢測到的油位發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，噪音傳感器7對變壓器內(nèi)所產(chǎn)生噪音強度進行檢測，并將檢測到的噪音強度發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，同時，電流傳感器6對變壓器工作電流進行檢測，并將檢測到的工作電流發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，電壓傳感器5對變壓器工作電壓進行檢測，并將檢測到的工作電壓發(fā)送至數(shù)據(jù)采集模塊15，獲取變壓器的工作狀態(tài)信息；

步驟二、變壓器工作狀況信息的存儲：采用所述數(shù)據(jù)采集模塊15按照預(yù)先設(shè)定的采樣時間對變壓器工作狀況信息進行采集，并將采集到的變壓器工作狀態(tài)信息發(fā)送至微處理器1，并同步存儲至數(shù)據(jù)存儲器10中；

步驟三、變壓器工作狀態(tài)信息分析處理并輸出故障診斷結(jié)果：采用所述微處理器1按照采樣時間先后順序分別對存儲至數(shù)據(jù)存儲器10中的各個采樣時間的變壓器工作狀態(tài)信息進行處理，得出各個采樣時間變壓器的故障診斷結(jié)果；

所述故障診斷結(jié)果包括變壓器是否存在故障和變壓器故障的類型，所述變壓器故障類型包括繞組過熱故障、鐵芯過熱故障、油溫過熱、油位低、過載故障、過壓故障、器件松動故障和鐵磁諧振故障；

所述微處理器1對存儲至數(shù)據(jù)存儲器10中的任一采樣時間采集到的變壓器工作狀態(tài)信息進行處理時，過程如下：

步驟201、采用所述微控制器1根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器10中存儲的第一溫度傳感器2、第二溫度傳感器3和第三溫度傳感器4所檢測信息，判斷此時刻變壓器是否存在繞組過熱故障、鐵芯過熱故障和油溫過熱：當?shù)谝粶囟葌鞲衅?所檢測到的繞組溫度大于繞組溫度閾值時，說明此時刻變壓器存在繞組過熱故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對繞組溫度值進行顯示；當?shù)诙囟葌鞲衅?所檢測到的鐵芯溫度大于鐵芯溫度閾值時，說明此時刻變壓器存在鐵芯過熱故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對鐵芯溫度值進行顯示；當?shù)谌郎囟葌鞲衅?所檢測到的第三溫度大于油溫閾值時，說明此時刻變壓器存在油溫過熱，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對油溫進行顯示；

步驟202、采用所述微控制器1根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器10中存儲的油位傳感器8所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在油位低故障：當油位傳感器8所檢測到的油位小于油位閾值時，說明此時刻變壓器存在油位低故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對油位進行顯示；

步驟203、采用所述微控制器1根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器10中存儲的電流傳感器6和電壓傳感器5所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在過載故障和過壓故障：當電流傳感器6所檢測到的電流大于額定電流時，說明此時刻變壓器存在過載故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對電流進行顯示；當電壓傳感器5所檢測到的電壓大于額定電壓時，說明此時刻變壓器存在過壓故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對電壓進行顯示；

步驟204、采用所述微控制器1根據(jù)數(shù)據(jù)存儲器10中存儲的噪音傳感器7所檢測信息，判斷時刻變壓器是否存在器件松動故障或者鐵磁諧振故障：當噪音傳感器7所檢測到的噪音強度大于噪音設(shè)定值時，說明此時刻變壓器存在器件松動故障或者鐵磁諧振故障，微控制器1控制預(yù)警模塊13預(yù)警提示，并同步通過液晶顯示屏11對噪音強度進行顯示；

步驟205、返回步驟201，采用所述微控制器對存儲至數(shù)據(jù)存儲器10中的下一個采樣時刻的變壓器工作狀態(tài)信息進行分析處理。

本實施例中，當變壓器存在繞組過熱故障、鐵芯過熱故障或者油溫過熱，微控制器1控制冷卻模塊12工作進行降溫，避免繞組過熱故障、鐵芯過熱故障或者油溫過熱加速變壓器的損壞。

本實施例中，通過參數(shù)輸入模塊9預(yù)先設(shè)定繞組溫度閾值、鐵芯溫度閾值、油溫閾值、額定電流、額定電壓和噪音設(shè)定值。

本實施例中，步驟201中繞組溫度閾值為50℃～65℃，鐵芯溫度閾值為70℃～80℃，油溫閾值為50℃～55℃。

本實施例中，步驟二中預(yù)先設(shè)定的采樣時間可而根據(jù)變壓器監(jiān)控需求進行設(shè)定。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。