CN103335703A - 基于dsp的变压器振动特性在线监测系统 - Google Patents

基于dsp的变压器振动特性在线监测系统 Download PDF

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Abstract

基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，属于变压器监测领域，本发明为解决现有变压器故障检测技术很难达到实时有效地故障监测与诊断的问题。本发明所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统包括m个加速度传感器、信号调理电路、基于DSP的信号处理单元和计算机，基于DSP的信号处理单元包括DSP和串口电路；m个加速度传感器设置在变压器外表面的m个监测位置处；每个加速度传感器的变压器振动信号输出端均与DSP的变压器振动信号输入端相连；DSP的变压器振动信号输出端通过串口电路与计算机的串口相连。

Description

基于DSP的变压器振动特性在线监测系统
技术领域
本发明涉及基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，属于变压器监测领域。 
背景技术
在电力系统中，变压器作为电力系统的枢纽，作用十分重要。对变压器进行监测和故障诊断，从而及时发现变压器内部故障的性质和发展趋势，使我们能够掌握变压器的运行状况，是制定其维护措施的重要依据。目前，对电力变压器的故障诊断主要分为3类，1、绝缘状态监测，主要有基于油气成分的绕组绝缘状态监测和基于局部放电脉冲信号的变压器绝缘状态监测；2、机械故障检测，主要有基于低压脉冲（LV1）的绕组故障检测方法和频率响应法（FRA）等，但两种方法均为离线检测法；3、电器故障检测，主要有基于负荷电压电流、功率因数等诊断方法，这种方法是在线检测法。由于种种因素的限制，以上三种方法很难达到实时有效地故障监测与诊断，因此，解决已有方法的不足以及研究新的监测方法是十分必要的。 
发明内容
本发明目的是为了解决现有变压器故障检测技术很难达到实时有效地故障监测与诊断的问题，提供了一种基于DSP的变压器振动特性在线监测系统。 
本发明所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，它包括m个加速度传感器、信号调理电路、基于DSP的信号处理单元和计算机， 
基于DSP的信号处理单元包括DSP和串口电路； 
m个加速度传感器设置在变压器外表面的m个监测位置处； 
每个加速度传感器的变压器振动信号输出端均与DSP的变压器振动信号输入端相连； 
DSP的变压器振动信号输出端通过串口电路与计算机的串口相连； 
其中，m为大于或等4的正整数。 
本发明的优点： 
1、本发明通过吸附在变压器器身的振动加速度传感器采集信号，监测系统与变压器之间没有电气连接，对电网没有人影响。 
2、克服了基于低压脉冲（LV1）的绕组故障检测方法和频率响应法（FRA）只能离线检测变压器机械故障的不足，能够进行变压器故障的实时监测与报警。 
3、设备简单、便宜、可靠，可扩展性强。 
附图说明
图1是本发明所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统的结构示意图； 
图2是本发明所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统的原理框图； 
图3是信号处理电路的外部结构示意图； 
图4是基于DSP的信号处理单元的外部结构示意图。 
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，它包括m个加速度传感器1、信号调理电路2、基于DSP的信号处理单元3和计算机4， 
基于DSP的信号处理单元3包括DSP3-1和串口电路3-2； 
m个加速度传感器1设置在变压器5外表面的m个监测位置处； 
每个加速度传感器1的变压器振动信号输出端均与DSP3-1的变压器振动信号输入端相连； 
DSP3-1的变压器振动信号输出端通过串口电路3-2与计算机4的串口相连； 
其中，m为大于或等4的正整数。 
m个加速度传感器1吸附在变压器5的器身上，采集变压器5器身不同位置的振动信号，信号调理电路2为加速度传感器提供电源并且将加速度传感器输出的振动信号转化成适合分析的电压信号，进而将电压信号经过基于DSP的信号处理单元3进行时域频域等分析处理，最后将分析的结果传输到计算机4，同时通过对计算机4输入指令从而控制整个系统的操作。 
信号调理电路2为m个加速度传感器1提供24V，1mA的电源，将加速度传感器1采集到的振动信号转化为5V的电压信号。 
具体实施方式二：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，信号调理电路2还包括第一开关8，第一开关8用于控制信号调理电路2的开关状态。 
信号调理电路2设置两排第一BNC连接头7，两排第一BNC连接头7对应设置在信号调理电路2外部壳体的两侧，每排第一BNC连接头7的数量为m，两侧相对设置的每对第一BNC连接头7对应一路加速度传感器1采集的振动信号传递路径。 
信号调理电路2外部壳体设置有第一电源连接头9，用于接电源。 
具体实施方式三：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，基于DSP的信号处理单元3还包括m个状态指示灯11、m个故障报警灯12和第二开关13，状态指示灯11用于显示对应加速度传感器1的信号状态，故障报警灯12用于显示对应加速度传感器1的信号故障状态。 
基于DSP的信号处理单元3设置两排第二BNC连接头10，两排第二BNC连接头10对应设置在基于DSP的信号处理单元3外部壳体的两侧，每排第二BNC连接头10的数量为m，两侧相对设置的每对第二BNC连接头10对应一路加速度传感器1采集的振动信号传递路径。 
基于DSP的信号处理单元3外部壳体设置有第二电源连接头14，用于接电源。 
基于DSP的信号处理单元3外部壳体设置有串口连接头15，通过串口数据线连接至计算机4的串口。 
具体实施方式四：本实施方式给出一个具体实施例，m=6。在变压器5的不同位置选择6处监测位置，并在每处监测位置处设置一个加速度传感器1，使得6路振动信号能全面的反映变压器5的振动情况。 

Claims (4)

1.基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，其特征在于，它包括m个加速度传感器（1）、信号调理电路（2）、基于DSP的信号处理单元（3）和计算机（4），
基于DSP的信号处理单元（3）包括DSP（3-1）和串口电路（3-2）；
m个加速度传感器（1）设置在变压器5外表面的m个监测位置处；
每个加速度传感器（1）的变压器振动信号输出端均与DSP（3-1）的变压器振动信号输入端相连；
DSP（3-1）的变压器振动信号输出端通过串口电路（3-2）与计算机（4）的串口相连；
其中，m为大于或等4的正整数。
2.根据权利要求1所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，其特征在于，信号调理电路（2）还包括第一开关（8），第一开关（8）用于控制信号调理电路（2）的开关状态。
3.根据权利要求1所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，其特征在于，基于DSP的信号处理单元（3）还包括m个状态指示灯（11）、m个故障报警灯（12）和第二开关（13），状态指示灯（11）用于显示对应加速度传感器（1）的信号状态，故障报警灯（12）用于显示对应加速度传感器（1）的信号故障状态。
4.根据权利要求1或3所述基于DSP的变压器振动特性在线监测系统，其特征在于，m=6。
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