CN102183697A - 一种电力变压器声音和振动监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力变压器声音和振动监测方法，该方法可以由分布在一个区域内的若干个监测单元和着干个监测中心组成。监测单元包括采用一个或多个感知0.01Hz到10kHz的电力变压器声音和振动的共聚物压电传感单元、一个信号处理单元。信号处理单元对接收的传感单元的感知信号或数据进行预处理然后发送出去。监测中心负责接收区域内的多个监测单元发来的数据，并进行分析处理，监测中心之间同样可以交换数据，以获得区域内所有电力变压器声音和振动信息，从而进行电力变压器故障预报。本发明具有成本低、安装易和组网灵活的特点，能够实现对电力变压器群的实时健康监测和故障预警。
Description
【技术领域】
本发明涉及电力设备监测仪器仪表和传感器及电路设计领域，具体涉及一种低成本、可以灵活布局监测点、全面监控区域内电力变压器声音和振动，从而获得电力变压器健康状况并预警的监测方法。
【背景技术】
大型电力变压器是电力系统设备中的关键部件之一，其安全运行对保障电网正常工作意义重大。大型电力变压器在运行时一旦发生事故，检修期长，费用高，还可能导致大面积停电，从而造成巨大的经济损失。如果对运行中的电力变压器进行在线的健康监测和故障预警，及时发现变压器异常、故障和损伤，不仅可以预防变压器突发事故，而且能够改变定期停工维修的模式，从而延长变压器寿命，大大降低运行成本。
目前变压器在线状态监测和故障诊断的方法主要是油样色谱法，但是该方法对可能诱发变压器更大故障的机械结构缺陷无能为力，而且由于分析过程长，难以及时诊断瞬时突发故障的来源和程度。
振动和声音分析法对整个电力系统没有电力连接，对整个电力系统的正常运行无任何影响，从而可快速、安全地实现实时监测。
专利申请200910156952.1给出了一种电力变压器振动在线监测及故障诊断方法，该方法通过分析安装在变压器上的传感器来感知变压器的声音和振动，从而获得变压器的工作状况。但是该方法结构复杂、实施困难、信号路数太多，难以大规模应用和灵活扩展。
【发明内容】
本发明的主要目的就是解决现有电力变压器健康监测中难以有效实现的低成本、高灵敏度、高可靠性监测点问题，提供一种电力变压器健康监测方法，具有低成本、可以多点布局监测点，实时监测区域内所有电力变压器的声音和振动异常情况，从而进行电力变压器的健康分析和故障预报。
为实现上述目的，提供一种区域内电力变压器声音和振动监测系统，其特征在于：包括至少一个监测单元和至少一个监测中心，所述每个监测单元包含至少一个共聚物压电声音和振动传感单元，一个处理单元，并与至少一个监测中心联结。监测单元相比当前使用的其他监测技术具有极低 的成本。每个电力变压器可以在关键部位安装一个或多个共聚物压电声音和振动传感器，多个传感器可以连接到一个或多个处理单元，一个或多个处理单元可以连接到一个监控中心，多个监测中心可以互联。监测单元包含一个或多个共聚物压电声音和振动传感单元、一个处理单元。传感单元能够获得0.01Hz到10kHz的声音和振动。处理单元对传感单元的数据进行预处理之后，通过有线或无线方式发送到监测中心。监测中心通过对区域内电力变压器声音和振动信息监测，作为电力变压器健康状况分析和故障预报的依据。传感音元的共聚物压电传感器，感知电力变压器声音和振动的变化并记录电力变压器的声音和振动信息，感知信号经过无源电缆传输到处理单元，连接到处理单元后再进行采样量化。
本发明的有益效果是：
低成本实时监测电力变压器声音和振动变化，能够在被监测的一个或多个电力变压器的关键部位布局，从而掌握整个监测区域内的所有电力变压器的声音和振动变化。解决长期以来没有实现的电力变压器的大规模健康监测，为电力设备可靠、健康工作提供保障。
【附图说明】
图1是监测单元和监测中心一一对应连接。
图2是一个监测中心连接两个监测单元。
图3是连接三个监测单元的监测中心互联。
图4是一种监测单元的实施例。(为表述方便，我们将监测单元称为SP)
【具体实施方式】
本申请的特征及优点将通过实施例，结合附图进行说明。
为表述方便，我们将监测单元称为SP，将监测中心称为SC。通过一系列SP和SC的互联就可以实现监测区域内多个电力变压器监控信息的采集，从而可靠地将电力变压器声音和振动信息传送到监控中心，获得所有被监测机组的健康状况。整个结构中包括至少一个SP和至少一个SC，SP与SC中的至少一个互联，SC与SC的互联，如图1至3所示。
SP和SC，SC和SC的互联均可以采用无线或有线方式。
图4是一种SP的实施例，SP中包括两个共聚物压电声音传感单元和一个共聚物压电振动传感单元(分别用SA和SS表示)、一个处理单元。SA传感单元能够获得0.01Hz到1kHz的振动信号，SS传感单元能够获得100Hz到10KHz的声音信号；处理单元包括一个对传感单元的信号进行数字化等预处理的模块，一个GPRS或3G模块，一个电源管理模块提供电源管理，预处理后的数据通过GPRS或3G无线方式发送到监测中心。
SP发送的数据至少包括：
SP的标识(每个SP具有唯一标识)；
监测时间精度；
电力变压器实时声音信号；
电力变压器实时振动信号；
监测时间精度、监测或发送数据的时间间隔，等等，均可以设置。
以上内容是结合一种实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种电力变压器声音和振动监测系统组成结构，其特征在于：包括至少一个监测单元和至少一个监测中心，所述每个监测单元包含至少一个共聚物压电声音传感单元和至少一个共聚物压电振动传感单元，一个处理单元，并与至少一个监测中心联结。监测单元相比当前使用的其他监测技术具有极低的成本。
2.如权利要求1所述的特定系统结构，其特征在于：每个电力变压器可以在关键部位安装一个或多个共聚物压电声音和振动传感器，多个传感器可以连接到一个或多个处理单元，一个或多个处理单元可以连接到一个监控中心，多个监测中心可以互联。
3.如权利要求1所述的特定监测单元结构，其特征在于：所述监测单元包含一个或多个共聚物压电声音和振动传感单元、一个处理单元。传感单元能够获得0.01Hz到10k Hz的声音和振动。处理单元对传感单元的数据进行预处理之后，通过有线或无线方式发送到监测中心。监测中心通过对区域内电力变压器声音和振动信息监测，作为电力变压器健康状况分析和故障预报的依据。
4.如权利要求2所述的特定传感单元结构，其特征在于：所述传感单元的共聚物压电传感器，感知电力变压器声音和振动的变化并记录电力变压器的声音和振动信息，感知信号经过无源电缆传输到处理单元，连接到处理单元后再进行采样量化。
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