CN102495320A

CN102495320A - 变压器运行异常动态监测系统及在线监测方法

Info

Publication number: CN102495320A
Application number: CN2011104313834A
Authority: CN
Inventors: 吕钢
Original assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Current assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明涉及一种变压器运行异常动态监测系统及在线监测方法。其特征在于由监测计算机，通过网线与此监测计算机相连接的变压器运行异常动态监测仪和分别与此变压器运行异常动态监测仪相连接的安装在被检测变压器的异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组和温度检测传感器组所组成。本发明的有益效果是：本发明改进了现有变压器故障监测系统中单一信息的检测和处理，通过多传感器信息融合和人工智能算法，综合判断和预测变压器的故障前兆，提高了变压器故障预测准确度和及时性，为电力系统的可靠运行提供了保障。

Description

变压器运行异常动态监测系统及在线监测方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种变压器运行异常动态监测系统及在线监测方法。

背景技术

变压器是电力输送和电力应用中的重要设备，运行中的变压器一旦故障就可能影响大面积的用户用电，造成重大生产事故和难以预料的经济损失，目前主要采用值班人员的感官判断、运行时间及单一条件的检测来确定变压器是否正常，这种方法不能及时和全面地发现变压器的异常。关于变压器的动态监测系统已经有一些研究。发明专利ZL200810102885.0公开了一种受直流偏磁影响交流电力变压器振动与噪声在线监测方法，主要是涉及变压器振动在线监测，也涉及噪声在线监测，但只针对直流偏磁形成的振动与噪声；实用新型专利ZL201020274477.6公开了一种利用超声波传感器的抗干扰能力强的变压器局部放电信号在线监测装置，只是针对局部放电。上述两种方法都是采用单一特征进行检测，不能全面反映变压器的运行状态。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的的问题，提供一种变压器运行异常动态监测系统及在线监测方法，把变压器运行异常作为诊断变压器是否有故障前兆的依据，可预测变压器由于各种内部放电、部件松动、负载异常等多种情况造成的故障，为变压器的安全运行提供可靠数据，可应用于各级变电所，实时动态监测电力变压器的运行，一旦有变压器运行异常即可提示值班人员及时处理，并在数据库中记录异常的时间、强弱等相关信息。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

本发明的变压器运行异常动态监测系统，其特征在于由监测计算机，通过网线与此监测计算机相连接的变压器异常动态监测仪和分别与此变压器异常动态监测仪相连接的安装在被检测变压器的异常放电检测传感器组、设置在被检测变压器的噪音检测传感器组、设置在被检测变压器的温度检测传感器组所组成，

所述的变压器运行异常动态监测仪由分别与所述的异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组、温度检测传感器组相连接的信号多路选择单元，与此信号多路选择单元相连接的动态监测控制器，与此动态监测控制器相连接的网络接口，分别与所述的信号多路选择单元、动态监测控制器、网络接口相连接的稳压电源所组成，所述的网络接口通过网线与所述的监测计算机相连接。

所述的动态监测控制器由大规模可编程逻辑器件FPGA设计而成，分别与此控制器相连接的模数转换器A/D、环境温度检测器和存储器，与所述的模数转换器A/D相连接的参考电源，所述的控制器通过数据总线DB和控制总线AB与所述的网络接口相连接。控制信号经控制器分析处理后的信息通过网络单元传送到监测计算机。

所述的模数转换器A/D设有两个的输入信号接口A1、A2，所述的模数转换器A/D的输出信号接口通过数据总线DB1和控制总线AB1与所述的控制器相连接，所述的控制器通过数据总线DB2和控制总线AB2与所述的网络接口相连接，所述的控制器通过数据总线DB3和控制总线AB3与所述的存储器。

环境温度检测传感器可以检测环境温度的变化，用于分析变压器的实际温度变化情况，存储器单元用于存储参数，并记录和报警。

本发明是这样实现的：异常放电检测传感器组、噪声检测传感器组和温度检测传感器安装于被检测变压器的不同部位，传感器的输出信号进入信号采集板，经过信号放大、滤波和数模转换，转换为数字信号，用可编程大规模逻辑器件FPGA设计的专用信号处理器并发地对数字信号进行分析和处理，处理结果通过网络传输到控制室监测计算机中，在计算机上显示曲线和故障信息，并输出报警信号，提示值班人员变压器是否有异常情况，并把实时检测数据用数据库记录，便于查询和分析。

本发明的变压器运行异常动态监测系统监测异常放电信号，监测异常噪音变化，监测变压器的温度变化，信号多路选择单元实现多路传感器信号的动态扫描检测，动态监测仪实现信号的模数变换、智能分析、异常判断，监测计算机显示各传感器的实时监测曲线。

一种利用本发明所述的变压器运行异常动态监测系统对变压器运行异常动态在线监测方法，其特征在于包括下列步骤：

1）在被检测变压器上安装异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组和温度检测传感器组，连接传感器到监测系统，并把监测系统用网线与监测计算机相连，运行监测系统软件，监测系统即开始工作，在设定的时间内，采集变压器正常工作状态下的放电信息、噪声信息和温度信息，并将信息保存在系统中，作为变压器正常状态信息；

2）工作过程中，动态检测仪中的动态检测控制器采用并发模式监测并记录各放电传感器、噪声传感器和温度传感器的信号，当放电传感器检测的信号有异常出现，超过阈值的放电波重复出现设定的次数，则放电异常，马上启动系统智能识别功能，从采集的噪声信息、温度信息以及正常状态信息进行信号分析处理，当噪声信息或温度信息在相应时间段均有异常出现，则变压器有潜在绝缘故障存在；当放电传感器检测的信号正常，而噪声传感器和温度传感器信号相同阶段有异常，则变压器中有机械部件松动潜在故障或超负荷现象存在；当放电传感器信号和噪声传感器信号均无异常，温度传感器采集的信号有明显异常，则认为变压器油位或散热有潜在故障因素；

3）系统发现潜在故障后，经工作人员对变压器的检查，确实有故障存在或不存在，在系统信息记录中进行确认或否认，系统通过信息的自动识别和学习，参照历史记录积累，来断提高故障识别的准确度。

本发明用放电监测传感器、噪音监测传感器、温度监测传感器三种高可靠传感器实时动态监测变压器的内部异常放电、噪音异常和温度异常，通过网络传输到控制室计算机，实时显示异常放电曲线、噪音曲线和温度曲线，并采用人工智能算法，综合分析异常情况，并给出报警信息，实现对变压器的全天候实时动态监测和故障自动诊断，为电力系统的安全运行提供可靠保障。

本发明的有益效果是：

本发明改进了现有变压器故障监测系统中单一信息的检测和处理，通过多传感器信息融合和人工智能算法，综合判断和预测变压器的故障前兆，提高了变压器故障预测准确度和及时性，为电力系统的可靠运行提供了保障。

附图说明

图1为本发明的变压器异常放电及噪音动态监测系统结构框图。

图2 为本发明的动态监测仪结构框图。

图3为本发明的动态监测控制器结构框图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的变压器运行异常动态监测系统，其特征在于由监测计算机，通过网线与此监测计算机相连接的变压器运行异常动态监测仪和分别与此变压器运行异常动态监测仪相连接的安装在被检测变压器上的异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组和温度检测传感器组所组成，

如图2所示，所述的变压器运行异常动态监测仪由分别与所述的异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组、温度检测传感器组相连接的信号多路选择单元，与此信号多路选择单元相连接的动态监测控制器，与此动态监测控制器相连接的网络接口，分别与所述的信号多路选择单元、动态监测控制器、网络接口相连接的稳压电源所组成，所述的网络接口通过网线与所述的监测计算机相连接。

如图3所示，所述的动态监测控制器由可编程大规模逻辑器件FPGA开发设计而成，分别与此控制器相连接的模数转换器A/D、环境温度检测器和存储器，与所述的模数转换器A/D相连接的参考电源，所述的控制器通过数据总线DB和控制总线AB与所述的网络接口相连接。控制信号经控制器分析处理后的信息通过网络单元传送到监测计算机。环境温度检测传感器可以检测环境温度的变化，用于分析变压器的实际温度变化情况，存储器单元用于存储参数，并记录和报警。

如图3所示，所述的模数转换器A/D设有两个的输入信号接口A1、A2，所述的模数转换器A/D的输出信号接口通过数据总线DB1和控制总线AB1与所述的控制器相连接，所述的控制器通过数据总线DB2和控制总线AB2与所述的网络接口相连接，所述的控制器通过数据总线DB3和控制总线AB3与所述的存储器。

如图1所示，所述的异常放电检测传感器组由五个放电检测传感器1、2、3、4、5所组成，所述的噪音传感器组由两个噪音传感器6、7所组成，所述的温度传感器组由两个温度传感器8、9所组成。

本发明的5路异常放电检测传感器、2路噪声检测传感器和2路温度检测传感器安装于被检测变压器的不同部位，传感器的输出信号进入信号采集板，经过信号放大、滤波和数模转换，转换为数字信号，用可编程大规模逻辑器件设计的专用信号处理器对数字信号进行分析和处理，处理结果通过网络传输到控制室监测计算机中，在计算机上显示曲线和故障信息，并输出报警信号，提示值班人员变压器有异常情况，并把实时检测数据用数据库记录，便于查询和分析。

一种利用本发明的变压器运行异常动态监测系统对变压器运行异常动态在线监测方法，其特征在于包括下列步骤：

1）在被检测变压器上安装异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组和温度检测传感器组，连接传感器到监测系统，并把监测系统用网线与监测计算机相连，运行监测系统软件，在设定的时间内，采集变压器正常工作状态下的放电信息、噪声信息和温度信息，并将此信息保存在系统中，作为变压器的正常状态信息；

2）工作过程中，动态检测仪中的监测控制器采用并发模式监测并记录各放电传感器、噪声传感器和温度传感器的信号，当放电传感器检测的信号有异常出现，超过阈值的放电波重复出现设定的次数，则放电异常，马上启动系统智能识别功能，从采集的噪声信息、温度信息以及正常状态记录信息进行信号分析处理，当噪声信息或温度信息在相应时间段均有异常出现，则变压器有潜在绝缘故障存在；当放电传感器检测的信号正常，而噪声传感器和温度传感器信号相同阶段有异常，则变压器中有机械部件松动潜在故障或超负荷现象存在；当放电传感器信号和噪声传感器信号均无异常，温度传感器采集的信号有明显异常，则认为变压器油位或散热有潜在故障因素；

3）系统发现潜在故障后，经工作人员对变压器的检查，确实有故障存在或不存在，在系统信息记录中进行确认或否认，系统通过信息的自动识别和学习，参照历史记录积累，不断提高故障识别的准确度。

根据图1，把传感器布设到变压器各位置，连接传感器到监测系统，并把监测系统用网线与监测计算机相连，运行监测系统软件，监测系统即可开始工作。工作人员可以根据变压器的运行情况，设定故障阈值、异常出现的频率、曲线记录时间、报警音量、报警音效等系统参数。

Claims

1.一种变压器运行异常动态监测系统，其特征在于由监测计算机，通过网线与此监测计算机相连接的变压器运行异常动态监测仪和分别与此变压器运行异常动态监测仪相连接的安装在被检测变压器侧面的异常放电检测传感器组、设置在被检测变压器侧面的噪音检测传感器组、设置在被检测变压器内部及表面的温度检测传感器组所组成。

2.所述的变压器运行异常动态监测仪由分别与所述的异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组、温度检测传感器组相连接的信号多路选择单元，与此信号多路选择单元相连接的动态监测控制器，与此动态监测控制器相连接的网络接口，分别与所述的信号多路选择单元、动态监测控制器、网络接口相连接的稳压电源所组成，所述的网络接口通过网线与所述的监测计算机相连接。

3.根据权利要求1所述的变压器运行异常动态监测系统，其特征在于所述的动态监测控制器由大规模可编程逻辑器件FPGA开发而成，其分别与模数转换器A/D、环境温度处理电路和存储器连接，所述的控制器通过数据总线DB和控制总线AB与所述的网络接口相连接。

4.根据权利要求3所述的变压器运行异常动态监测系统，其特征在于所述的模数转换器A/D设有两个的输入信号接口A1、A2，所述的模数转换器A/D的输出信号接口通过数据总线DB1和控制总线AB1与所述的控制器相连接，所述的控制器通过数据总线DB2和控制总线AB2与所述的网络接口相连接，所述的控制器通过数据总线DB3和控制总线AB3与所述的存储器连接。

5.一种利用权利要求1所述的变压器运行异常动态监测系统对变压器运行异常动态在线监测方法，其特征在于包括下列步骤：

1）在被检测变压器上安装异常放电检测传感器组、噪音检测传感器组和温度检测传感器组，连接传感器到动态监测仪，并把监测仪用网线与监测计算机相连，运行监测系统软件，监测系统即开始工作，在设定的时间内，检测系统采集变压器正常工作状态下的放电信息、噪声信息和温度信息，并将此信息保存在系统中，作为变压器的正常工作状态信息；

2）工作过程中，动态检测仪中的控制器采用并发模式监测并记录各放电传感器、噪声传感器和温度传感器的信号，当放电传感器检测的信号有异常出现，超过阈值的放电波重复出现设定的次数，则放电异常，马上启动系统智能识别功能，从采集的噪声信息、温度信息以及正常状态信息进行信号分析处理，当噪声信息或温度信息在相应时间段有异常出现，则变压器有潜在绝缘故障存在；当放电传感器检测的信号正常，而噪声传感器和温度传感器信号相同阶段有异常，则变压器中有机械部件松动潜在故障或超负荷现象存在；当放电传感器信号和噪声传感器信号均无异常，温度传感器采集的信号有明显异常，则认为变压器油位或散热有潜在故障因素；

3）系统发现潜在故障后，经工作人员对变压器的检查，确实有故障存在或不存在，在系统信息记录中进行确认或否认，系统通过信息的自动识别和学习，参照记录积累，来提高故障识别的准确度。