CN103472350A - 变压器诊断系统及其诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器诊断系统,包括变压器、传感器、模拟滤波模块、电源模块、RS232收发模块、PC上位机、采样控制模块、电池和DC-DC电路。本发明在20Hz-10kHz频率范围内通过检测变压器故障时产生的声学特征来比对诊断变压器运行状况,而且采用磁力安装的振动或声学传感器,紧贴在变压器表面进行信号监听,其信噪比高、受外界干扰小,同时安装方便,不影响变压器正常运行,不损害变压器结构。本发明还公开了采用这种变压器诊断系统进行变压器诊断的方法。

Description

变压器诊断系统及其诊断方法
技术领域
本发明涉及变压器技术领域,具体为一种变压器诊断系统,本发明还涉及采用这种变压器诊断系统的诊断方法。
背景技术
声波、振动波的回声定位技术在电力行业有广泛的应用前景,特别是变压器类设备在正常运行时,由于交流电通过变压器的绕组在铁芯中产生周期性变化的交变磁通,引起铁芯的振动,会发出均匀的嗡嗡声,一旦变压器内铁芯绕组有故障或发生电弧放电时,其声学特征也会随之发生改变,并呈现出一定的固有特性。因此,变压器类设备的声学特征信号可以表征变压器的运行状态。
目前,电力设备的检测方法主要是离线法。但是,离线检测法需要停电进行,停电后设备的状态与运行状态不同,影响判断准确度且不能反映工况状态,尤其不能反映机械性能,而且离线检测法为周期性的定期实验,不是连续的实时、工况监测,对设备的运行状态缺乏更多的可靠信息,因而,给检测时带有较大的盲目性和局限性,造成了较大的人力、物力、财力浪费,甚至造成不必要的设备损坏,例如:停电时做电力设备绝缘预防性试验,检测的主要项目是介质损耗、电容量、绝缘电阻、泄漏电流、直流电阻、绝缘油检测等,主要缺点是不在工况条件下检测,所获得数据还要进行综合判断,并在运行中认真巡视,还要合理确定下一个停电检修周期。据统计电力变压器在运行中由于绕组、铁芯故障而造成设备损坏的占70%以上。国际电力标准(IEC)的电力设备停电试验方法很多,通常需要在停电条件下实施,不能反映工况条件下可能产生的电弧放电和异常振动状态,缺点是沿用至今仍不能杜绝事故,每年都会发生多起变压器损坏事故。国内外电力设备在线试验方法也很多,超声波局放法在实践中效果不明显且在线检测仍在探讨中;绝缘油色谱在线法仅限于在化学分析和绝缘油的状况;红外成像测温法局限于温度异常,不能检测设备内部缺陷;容性变电设备在线介损法目前仍未能解决互感型式传感器采样信号的“失真”问题等,这些方法虽然都具有很好的实时性等优点,但由于反映绝缘缺陷的宏观特征量太小,易受现场电场与磁场等的干扰,或者由于变压器结构复杂,都严重影响了测量的精度,使得这些方法的监测结果可信度大打折扣。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处,而提供一种结构简单、操作方便的变压器诊断系统,
本发明的另一目的是提供一种采用这种变压器诊断系统的诊断方法。
 本发明的第一目的是通过如下措施来达到的:变压器诊断系统包括变压器、传感器、模拟滤波模块、电源模块、RS232收发模块、PC上位机、采样控制模块、电池和DC-DC电路,所述电池与DC-DC电路的输入端相连,所述DC-DC电路的输出端分别与传感器、模拟滤波模块和电源模块相连,所述模拟滤波模块和电源模块的输出端均与采样控制模块相连,所述电源模块的输出端还与RS232收发模块相连,所述采样控制模块与RS232收发模块相连,所述RS232收发模块与PC上位机相连。
本发明的第二目的变压器诊断方法,包括以下步骤:
信号采集,将传感器紧贴变压器箱体表面采集变压器振动—声学信号;
信号处理,将采集到的振动—声学信号经过处理后传送至PC上位机;
信号分析,PC上位机对处理后的数据信号进行分析后判断是否存在故障,如果存在故障由系统向工作人员报警。
本发明在20Hz-10kHz频率范围内通过检测变压器故障时产生的声学特征来比对诊断变压器运行状况,而且采用磁力安装的振动或声学传感器,紧贴在变压器表面进行信号监听,其信噪比高、受外界干扰小,同时安装方便,不影响变压器正常运行,不损害变压器结构。为科学检修提供依据,为设备安全运行提供决策数据。此外采用以STM32芯片为核心的嵌入式系统进行采样、计算、控制,具有精度高、速度快、可靠性好等优点,通过辨识声学特征作为电力变压器检测与保护的全新手段,为科学检修提供依据,为设备安全运行提供决策数据,可称为电力变压器“听诊器”。
附图说明
图1为本发明变压器诊断系统结构示意图。
图中1.变压器,2.传感器,3.模拟滤波模块,4.电源模块,5.RS232收发模块,6.PC上位机,7.采样控制模块,71.ADC控制模块,72.随机存储器,73.串口模块,8.电池,9.DC-DC电路。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况,但它们并不构成对本发明的限定,仅作举例而已,同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知:本发明变压器诊断系统,它包括变压器1、传感器2、模拟滤波模块3、电源模块4、RS232收发模块5、PC上位机6、采样控制模块7、电池8和DC-DC电路9,所述电池8与DC-DC电路9的输入端相连,所述DC-DC电路9的输出端分别与传感器2、模拟滤波模块3和电源模块4相连,所述模拟滤波模块3和电源模块4的输出端均与采样控制模块7相连,所述电源模块4的输出端还与RS232收发模块5相连,所述采样控制模块7与RS232收发模块5相连,所述RS232收发模块5与PC上位机6相连。所述采样控制模块7以STM32为核心的嵌入式系统,所述采样控制模块7包括ADC控制模块71、随机存储器72和串口模块73,所述ADC控制模块71、随机存储器72和串口模块73依顺次相连,所述模拟滤波模块3的输出端与ADC控制模块71的输入端相连,所述串口模块73与RS232收发模块5相连。所述传感器2为振动传感器或声学传感器。
本发明变压器诊断方法包括以下步骤:信号采集,将传感器紧贴变压器箱体表面采集变压器振动—声学信号;信号处理,将采集到的振动—声学信号经过处理后传送至PC上位机;信号分析,PC上位机对处理后的数据信号进行分析后判断是否存在故障,如果存在故障由系统向工作人员报警。
所述信号处理的步骤包括:将采集到的振动—声学信号传送至模拟模拟滤波模块,模拟模拟滤波模块将信号处理成高频信号、低频信号和全频段信号三种输入方式,分三个通道输入ADC控制模块进行AD转换;将AD转换后数字信号输入串口模块,转化为RS232串口信号后传输到PC上位机。所述信号分析的步骤包括:根据反应变压器不同运行状况所对应的振动—声学信号特征,建立数据库系统;将得到的振动—声学变压器信号与数据库中的特征信号进行比对,从而识别出变压器目前的运行状况;若变压器目前的运行出现故障,则通过系统向工作人员发出报警。
电池提供的9VDC经过DC/DC电路之后转换为24VDC、±12VDC以及5VDC三种电压,其中24VDC转为传感器供电,±12VDC与5VDC为采样控制模块供电。传感器通电运行后,即进行信号采集工作,采样数据传入PC上位中,经过数字滤波,进而进行频谱分析和特征提取。通过快速傅里叶变换、短时傅里叶变换等方法做出频率谱、功率谱,使用小波变换等方法提取其中特征分量。通过理论推导、试验分析以及现场测量收集反应变压器不同运行状况的振动—声学信号特征,建立数据库系统。将收集到的变压器信号与数据库中的特征信号进行对比,实现模式识别,从而诊断出变压器目前的运行状况。一旦信号特征表现为超出正常运行对应的范围,则认为变压器中已经产生较为严重的故障,因而由系统向工作人员报警。主要是看否存在内部放电及绕组变形、机械异常位移振动类等严重缺陷,并利用回声定位原理查明故障部位。该办法可以制作成电力变压器便携式巡检仪器,也可制作成实时、在线检测系统,必要时可将电力变压器做断电即跳闸处理,从而避免了变压器的损坏。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
其它未说明的部分均为现有技术。

Claims (7)

1.一种变压器诊断系统,其特征在于:包括变压器(1)、传感器(2)、模拟滤波模块(3)、电源模块(4)、RS232收发模块(5)、PC上位机(6)、采样控制模块(7)、电池(8)和DC-DC电路(9),所述电池(8)与DC-DC电路(9)的输入端相连,所述DC-DC电路(9)的输出端分别与传感器(2)、模拟滤波模块(3)和电源模块(4)相连,所述模拟滤波模块(3)和电源模块(4)的输出端均与采样控制模块(7)相连,所述电源模块(4)的输出端还与RS232收发模块(5)相连,所述采样控制模块(7)与RS232收发模块(5)相连,所述RS232收发模块(5)与PC上位机(6)相连。 
2.根据权利要求1所述的变压器诊断系统,其特征在于所述采样控制模块(7)的芯片为STM32芯片。 
3.根据权利要求2所述的变压器诊断系统,其特征在于所述采样控制模块(7)包括ADC控制模块(71)、随机存储器(72)和串口模块(73),所述ADC控制模块(71)、随机存储器(72)和串口模块(73)依顺次相连,所述模拟滤波模块(3)的输出端与ADC控制模块(71)的输入端相连,所述串口模块(73)与RS232收发模块(5)相连。 
4.根据权利要求2所述的变压器诊断系统,其特征在于所述传感器(2)为振动传感器或声学传感器。 
5.根据权利要求1-4中任一权利所述的变压器诊断系统的诊断方法,其特征在于包括以下步骤: 
信号采集,将传感器紧贴变压器箱体表面采集变压器振动—声学信号; 
信号处理,将采集到的振动—声学信号经过处理后传送至PC上位机; 
信号分析,PC上位机对处理后的数据信号进行分析后判断是否存在故障,如果存在故障由系统向工作人员报警。 
6.根据权利要求5所述的变压器诊断方法,其特征在于所述信号处理的步骤包括: 
将采集到的振动—声学信号传送至模拟模拟滤波模块,模拟模拟滤波 模块将信号处理成高频信号、低频信号和全频段信号三种输入方式,分三个通道输入ADC控制模块进行AD转换; 
将AD转换后数字信号输入串口模块,转化为RS232串口信号后传输到PC上位机。 
7.根据权利要求5所述的变压器诊断方法,其特征在于所述信号分析的步骤包括: 
根据反应变压器不同运行状况所对应的振动—声学信号特征,建立数据库系统; 
将得到的振动—声学变压器信号与数据库中的特征信号进行比对,从而识别出变压器目前的运行状况; 
若变压器目前的运行出现故障,则通过系统向工作人员发出报警。 
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104296860A (zh) * 2014-10-28 2015-01-21 成都峰达科技有限公司 一种变压器辅助装置
CN104406680A (zh) * 2014-11-29 2015-03-11 国网山西省电力公司晋城供电公司 一种电力变压器表面测点振动加速度信号特征的提取方法
CN104833413A (zh) * 2015-03-11 2015-08-12 国网浙江海盐县供电公司 一种用于变压器在线振动监测装置
CN105223453A (zh) * 2015-11-03 2016-01-06 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于多指标综合评价的配电变压器故障诊断装置及方法
CN106324406A (zh) * 2016-09-21 2017-01-11 许继集团有限公司 一种变压器直流偏磁故障诊断方法及装置
CN106596094A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 苏州微著设备诊断技术有限公司 齿轮传动装置异响诊断报警装置
CN106769086A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 苏州微著设备诊断技术有限公司 驱动桥声音异常检测告警设备
CN106768939A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 苏州微著设备诊断技术有限公司 变速箱噪音异常检测警示器
CN107036702A (zh) * 2017-05-16 2017-08-11 国网新疆电力公司昌吉供电公司 变电站变压器音频监测装置
CN108088550A (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 国网河南省电力公司滑县供电公司 一种小区变压器故障预防方法
CN108120498A (zh) * 2017-12-21 2018-06-05 威胜电气有限公司 用于变压器声学在线监测的双通道输入信号合成方法
CN109342870A (zh) * 2018-11-15 2019-02-15 贵州电网有限责任公司 一种应用于10kv配网变压器的故障诊断装置
CN109782112A (zh) * 2019-03-13 2019-05-21 国家电网有限公司 一种变压器多参量故障监测系统及检测方法
CN113654652A (zh) * 2021-09-17 2021-11-16 广东电网有限责任公司 一种直流控保装置故障识别方法及相关装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1239290A2 (en) * 2001-03-09 2002-09-11 Tokyo Electric Power Company Apparatus for detecting voltage and current status in electric power system
CN101644737A (zh) * 2009-09-10 2010-02-10 优能电气(天津)有限公司 一种局部放电故障检测定位装置及定位方法
CN201909667U (zh) * 2010-12-07 2011-07-27 鞍钢集团矿业公司 变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置
CN202421417U (zh) * 2011-11-29 2012-09-05 甘肃省电力公司兰州超高压输变电公司 一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置
CN202734953U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 电力变压器铁芯松动故障诊断装置
CN202735425U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 基于振动的电力变压器故障检测系统
CN202748125U (zh) * 2012-06-04 2013-02-20 广东工业大学 一种基于振动信号分析的变压器故障检测装置
CN202916409U (zh) * 2012-10-17 2013-05-01 山西省电力公司阳泉供电分公司 一种变压器有载调压分接开关机械故障诊断综合分析系统
CN203479944U (zh) * 2013-08-27 2014-03-12 武汉百楚科技有限公司 变压器诊断系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1239290A2 (en) * 2001-03-09 2002-09-11 Tokyo Electric Power Company Apparatus for detecting voltage and current status in electric power system
CN101644737A (zh) * 2009-09-10 2010-02-10 优能电气(天津)有限公司 一种局部放电故障检测定位装置及定位方法
CN201909667U (zh) * 2010-12-07 2011-07-27 鞍钢集团矿业公司 变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置
CN202421417U (zh) * 2011-11-29 2012-09-05 甘肃省电力公司兰州超高压输变电公司 一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置
CN202748125U (zh) * 2012-06-04 2013-02-20 广东工业大学 一种基于振动信号分析的变压器故障检测装置
CN202734953U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 电力变压器铁芯松动故障诊断装置
CN202735425U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 基于振动的电力变压器故障检测系统
CN202916409U (zh) * 2012-10-17 2013-05-01 山西省电力公司阳泉供电分公司 一种变压器有载调压分接开关机械故障诊断综合分析系统
CN203479944U (zh) * 2013-08-27 2014-03-12 武汉百楚科技有限公司 变压器诊断系统

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104296860A (zh) * 2014-10-28 2015-01-21 成都峰达科技有限公司 一种变压器辅助装置
CN104406680A (zh) * 2014-11-29 2015-03-11 国网山西省电力公司晋城供电公司 一种电力变压器表面测点振动加速度信号特征的提取方法
CN104833413A (zh) * 2015-03-11 2015-08-12 国网浙江海盐县供电公司 一种用于变压器在线振动监测装置
CN105223453A (zh) * 2015-11-03 2016-01-06 广东电网有限责任公司佛山供电局 基于多指标综合评价的配电变压器故障诊断装置及方法
CN106324406A (zh) * 2016-09-21 2017-01-11 许继集团有限公司 一种变压器直流偏磁故障诊断方法及装置
CN106596094A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 苏州微著设备诊断技术有限公司 齿轮传动装置异响诊断报警装置
CN106769086A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 苏州微著设备诊断技术有限公司 驱动桥声音异常检测告警设备
CN106768939A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 苏州微著设备诊断技术有限公司 变速箱噪音异常检测警示器
CN107036702A (zh) * 2017-05-16 2017-08-11 国网新疆电力公司昌吉供电公司 变电站变压器音频监测装置
CN108088550A (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 国网河南省电力公司滑县供电公司 一种小区变压器故障预防方法
CN108120498A (zh) * 2017-12-21 2018-06-05 威胜电气有限公司 用于变压器声学在线监测的双通道输入信号合成方法
CN108120498B (zh) * 2017-12-21 2020-03-24 威胜电气有限公司 用于变压器声学在线监测的双通道输入信号合成方法
CN109342870A (zh) * 2018-11-15 2019-02-15 贵州电网有限责任公司 一种应用于10kv配网变压器的故障诊断装置
CN109782112A (zh) * 2019-03-13 2019-05-21 国家电网有限公司 一种变压器多参量故障监测系统及检测方法
CN109782112B (zh) * 2019-03-13 2021-03-26 国家电网有限公司 一种变压器多参量故障监测系统及检测方法
CN113654652A (zh) * 2021-09-17 2021-11-16 广东电网有限责任公司 一种直流控保装置故障识别方法及相关装置
CN113654652B (zh) * 2021-09-17 2024-03-19 广东电网有限责任公司 一种直流控保装置故障识别方法及相关装置

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Application publication date: 20131225