CN105044591A - 有载调压开关驱动电机电流监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有载调压开关驱动电机电流监测方法包括构建监测平台的步骤；利用电流传感器采集有载调压开关驱动电机的电流信号的步骤；利用电流信号调理模块将信号进行带通滤波的步骤；利用微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态的步骤；利用存储器、显示器存储和显示的步骤；将有载调压开关工作状态信息进行无线传输的步骤；其有益效果是：本发明通过监测驱动电动机电流信号就可以了解有载调压开关驱动机构的工作情况，用以判断调压开关性能是否改变；本发明可实时在线反映有载调压开关的损坏程度，及时给出预警信息，提醒运维人员采取措施防止有载调压开关故障的发生；本发明将绘制电机驱动电流变化趋势图并存储在存储器中，方便运行人员观测电机驱动电流变化趋势。
Description
技术领域
本发明属于有载调压变压器在线监测技术领域，具体涉及一种有载调压开关驱动电机电流监测方法。
背景技术
有载分接幵关(OLTC，On-loadTapChanger)是变压器在运行中唯一带电操作的组件，它是变压器完成调压的核心部件，也是变压器的重要配套组件之一，它通过在不中断变压器负载的条件下，进行分接变换的操作，来改变变压器的距数比。有载调压开关能否满足变压器长时期运行的可靠性，直接影响到变压器的使用可靠性。国内平均统计数据表明，OLTC故障占变压器故障的20%以上，仅次于绕组故障。与绕组故障不同的是，人们对有载调压开关故障的认识不够，这主要是因为过去有载调压开关动作并不频繁，其研究不够深入，因此为了确保调压开关安全可靠地运行，开展其状态监测和故障诊断技术的研宄，提高检测的智能化水平，保证有载调压变压器的安全运行具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能在线实时反映有载调压开关的损坏程度、及时给出预警信息、提醒运维人员采取措施以防止有载调压开关发生故障的有载调压开关驱动电机在线监测装置。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种有载调压开关驱动电机电流监测方法，包括如下步骤：
（1）构建监测平台；所述监测平台包括电流传感器、电流信号调理模块、A/D转换模块、微处理器ARM、第一GSM模块、第二GSM模块、服务器、显示器、存储器和继电器J；所述电流传感器的中间测量孔穿过有载调压开关驱动电机的电源线，所述电流传感器的输出端接所述电流信号调理模块的相应输入端；所述电流信号调理模块的输出端接所述A/D转换模块的相应输入端；所述A/D转换模块的输出端接所述微处理器ARM的相应输入端；
所述微处理器ARM的COM端口接所述第一GSM模块的相应输入端；所述第一GSM模块与所述第二GSM模块通过GSM网络无线连接；所述第二GSM模块的输出端接所述服务器的相应输入端；
所述微处理器ARM的GPIO端口接所述继电器J的动触点J-4；所述继电器J的常闭触点J-3接地；所述继电器J的常开触点J-2接+3.3V直流电源；所述继电器J的线圈J-1与有载调压开关的辅助触点K串联后接在+12V直流电源的两端；
所述显示器与存储器的输入端分别接所述微处理器ARM的相应输出端；
（2）利用所述电流传感器采集有载调压开关驱动电机的电流信号；
（3）利用所述电流信号调理模块将所述电流信号进行5~100Hz的带通滤波，得到滤波处理后的工频信号i（t）；
（4）利用所述微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态:当有载调压开关有切换动作时，有载调压开关的辅助触点K闭合，继电器J的线圈J-1得电，继电器J的常开触点J-2闭合，使所述微处理器ARM的GPIO端为高电平，则所述微处理器ARM控制所述A/D转换模块将所述工频信号i（t）转换成数字信号，同时所述微处理器ARM进行数据采集和数据处理过程；
所述数据采集和数据处理过程是：
（4-1）将所述数字信号存入微处理器ARM的寄存器的数组A中，并将数组A中的数字信号按时间顺序平均分为10段数字信号；
（4-2）求出每段数字信号的均方根值；
（4-3）设定数字信号阈值为0.21A；
（4-4）若所述10段数字信号中有连续5段的均方根值均超过所述阈值0.21A，则判定有载调压开关存在故障；否则，判定有载调压开关正常工作；
（5）利用所述存储器存储所述数组A中的数字信号；
（6）利用所述显示器显示有载调压开关工作状态：若有载调压开关存在故障，则所述显示器显示有载调压开关故障；若有载调压开关正常工作，则所述显示器显示有载调压开关正常；
（7）利用所述微处理器ARM的COM端口将有载调压开关工作状态信息传输给所述第一GSM模块；所述第一GSM模块通过GSM网络将有载调压开关工作状态信息发送给所述第二GSM模块；所述第二GSM模块接收有载调压开关工作状态信息，并将所述有载调压开关工作状态信息传输给所述服务器。
所述电流传感器是型号为TA24M-10A/5V的穿心式电流传感器；所述电流信号调理模块的型号是DIN22-IRT-U2-P1-O1；所述A/D转换模块的型号是AD5780；所述微处理器ARM的型号是SamsungS3C2440；所述第一至第二GSM模块的型号均为GT-Y3400；所述服务器为戴尔PowerEdge29；所述显示器为方正FG769-VC；所述存储器的型号是M25P128-VMF6TP。
本发明的有益效果是：本发明通过监测驱动电动机电流信号就可以了解有载调压开关驱动机构的工作情况，以及部件的磨损、卡湿、润滑、同步性等情况，用以判断调压开关储能弹簧性能是否改变或储能过程是否存在卡湿现象等；本发明可实时在线反映有载调压开关的损坏程度，及时给出预警信息，提醒运维人员采取措施防止有载调压开关故障的发生；本发明将绘制电机驱动电流变化趋势图并存储在存储器中，方便运行人员通过显示器观测电机驱动电流变化趋势。
附图说明
图1为本发明的监测平台原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的具体监测方法如下：
（1）构建监测平台；所述监测平台包括电流传感器、电流信号调理模块、A/D转换模块、微处理器ARM、第一GSM模块、第二GSM模块、服务器、显示器、存储器和继电器J；所述电流传感器的中间测量孔穿过有载调压开关驱动电机的电源线，所述电流传感器的输出端接所述电流信号调理模块的相应输入端；所述电流信号调理模块的输出端接所述A/D转换模块的相应输入端；所述A/D转换模块的输出端接所述微处理器ARM的相应输入端；
所述微处理器ARM的COM端口接所述第一GSM模块的相应输入端；所述第一GSM模块与所述第二GSM模块通过GSM网络无线连接；所述第二GSM模块的输出端接所述服务器的相应输入端；
所述微处理器ARM的GPIO端口接所述继电器J的动触点J-4；所述继电器J的常闭触点J-3接地；所述继电器J的常开触点J-2接+3.3V直流电源；所述继电器J的线圈J-1与有载调压开关的辅助触点K串联后接在+12V直流电源的两端；
所述显示器与存储器的输入端分别接所述微处理器ARM的相应输出端；
（2）利用所述电流传感器采集有载调压开关驱动电机的电流信号；
（3）利用所述电流信号调理模块将所述电流信号进行5~100Hz的带通滤波，得到滤波处理后的工频信号i（t）；
（4）利用所述微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态:当有载调压开关有切换动作时，有载调压开关的辅助触点K闭合，继电器J的线圈J-1得电，继电器J的常开触点J-2闭合，使所述微处理器ARM的GPIO端为高电平，则所述微处理器ARM控制所述A/D转换模块将所述工频信号i（t）转换成数字信号，同时所述微处理器ARM进行数据采集和数据处理过程；
所述数据采集和数据处理过程是：
（4-1）将所述数字信号存入微处理器ARM的寄存器的数组A中，并将数组A中的数字信号按时间顺序平均分为10段数字信号？；
（4-2）求出每段数字信号的均方根值；
（4-3）设定数字信号阈值为0.21A；
（4-4）若所述10段数字信号中有连续5段的均方根值均超过所述阈值0.21A，则判定有载调压开关存在故障；否则，判定有载调压开关正常工作；
（5）利用所述存储器存储所述数组A中的数字信号；
（6）利用所述显示器显示有载调压开关工作状态：若有载调压开关存在故障，则所述显示器显示有载调压开关故障；若有载调压开关正常工作，则所述显示器显示有载调压开关正常；
（7）利用所述微处理器ARM的COM端口将有载调压开关工作状态信息传输给所述第一GSM模块；所述第一GSM模块通过GSM网络将有载调压开关工作状态信息发送给所述第二GSM模块；所述第二GSM模块接收有载调压开关工作状态信息，并将所述有载调压开关工作状态信息传输给所述服务器。
所述电流传感器是型号为TA24M-10A/5V的穿心式电流传感器；所述电流信号调理模块的型号是DIN22-IRT-U2-P1-O1；所述A/D转换模块的型号是AD5780；所述微处理器ARM的型号是SamsungS3C2440；所述第一至第二GSM模块的型号均为GT-Y3400；所述服务器为戴尔PowerEdge29；所述显示器为方正FG769-VC；所述存储器的型号是M25P128-VMF6TP。
正常的调压开关动作时，有载调压开关的阻力一定，对驱动电机电流来说负载就比较恒定。在调压开关有机械卡塞等类似故障时，由于电机与调压开关采用为硬连接，驱动电机电流势必增加。监测驱动电机的电流即可达到监测电机状态同时也可以监测调压开关是否有如卡塞等类型故障。
弹簧储能过程是调压开关切换过程中的许多重要事件之一。当储能弹黉储能过程中存在机械卡湿或弹簧性能改变时，必然伴随有驱动电机电流的变化。因此通过监测驱动电动机电流信号就可以了解调压开关驱动机构的工作情况，以及部件的磨损、卡湿、润滑、同步性等情况，用以判断调压开关储能弹簧性能改变或储能过程是否存在卡湿等。
OLTC切换过程中若储能弹簧性能发生改变或储能过程中存在机构卡塞等现象，必然伴随着电机驱动力矩的变化，从而使驱动电机的转速发生变化，本发明提取电机驱动电流信号分析以达到实时跟踪驱动电机旋转性能变化以及有效判断操动机构机械运行状态的目的。通过驱动电动机电流可以了解驱动系统的工作情况，以及部件的磨损、卡湿、润滑等情况。
电流传感器固定在有载调压开关操动箱内，使操动电机的电源线穿过传感器中间的测量孔，电动机的电流信号幅值较大(最大值约10A)，采用TA24M-10A/5V型穿心式电流传感器量测。传感器磁心采用坡莫合金，内部用树脂浇铸，外壳用ABStl，塑料封装，适用于高精度、小相位误差的要求。
本发明通过监测驱动电动机电流信号就可以了解有载调压开关驱动机构的工作情况，以及部件的磨损、卡湿、润滑、同步性等情况，用以判断调压开关储能弹簧性能是否改变或储能过程是否存在卡湿现象等；本发明可实时在线反映有载调压开关的损坏程度，及时给出预警信息，提醒运维人员采取措施防止有载调压开关故障的发生；本发明将绘制电机驱动电流变化趋势图并存储在存储器中，方便运行人员通过显示器观测电机驱动电流变化趋势。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (2)
1.一种有载调压开关驱动电机电流监测方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）构建监测平台；所述监测平台包括电流传感器、电流信号调理模块、A/D转换模块、微处理器ARM、第一GSM模块、第二GSM模块、服务器、显示器、存储器和继电器J；所述电流传感器的中间测量孔穿过有载调压开关驱动电机的电源线，所述电流传感器的输出端接所述电流信号调理模块的相应输入端；所述电流信号调理模块的输出端接所述A/D转换模块的相应输入端；所述A/D转换模块的输出端接所述微处理器ARM的相应输入端；
所述微处理器ARM的COM端口接所述第一GSM模块的相应输入端；所述第一GSM模块与所述第二GSM模块通过GSM网络无线连接；所述第二GSM模块的输出端接所述服务器的相应输入端；
所述微处理器ARM的GPIO端口接所述继电器J的动触点J-4；所述继电器J的常闭触点J-3接地；所述继电器J的常开触点J-2接+3.3V直流电源；所述继电器J的线圈J-1与有载调压开关的辅助触点K串联后接在+12V直流电源的两端；
所述显示器与存储器的输入端分别接所述微处理器ARM的相应输出端；
（2）利用所述电流传感器采集有载调压开关驱动电机的电流信号；
（3）利用所述电流信号调理模块将所述电流信号进行5~100Hz的带通滤波，得到滤波处理后的工频信号i（t）；
（4）利用所述微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态:当有载调压开关有切换动作时，有载调压开关的辅助触点K闭合，继电器J的线圈J-1得电，继电器J的常开触点J-2闭合，使所述微处理器ARM的GPIO端为高电平，则所述微处理器ARM控制所述A/D转换模块将所述工频信号i（t）转换成数字信号，同时所述微处理器ARM进行数据采集和数据处理过程；
所述数据采集和数据处理过程是：
（4-1）将所述数字信号存入微处理器ARM的寄存器的数组A中，并将数组A中的数字信号按时间顺序平均分为10段数字信号；
（4-2）求出每段数字信号的均方根值；
（4-3）设定数字信号阈值为0.21A；
（4-4）若所述10段数字信号中有连续5段的均方根值均超过所述阈值0.21A，则判定有载调压开关存在故障；否则，判定有载调压开关正常工作；
（5）利用所述存储器存储所述数组A中的数字信号；
（6）利用所述显示器显示有载调压开关工作状态：若有载调压开关存在故障，则所述显示器显示有载调压开关故障；若有载调压开关正常工作，则所述显示器显示有载调压开关正常；
（7）利用所述微处理器ARM的COM端口将有载调压开关工作状态信息传输给所述第一GSM模块；所述第一GSM模块通过GSM网络将有载调压开关工作状态信息发送给所述第二GSM模块；所述第二GSM模块接收有载调压开关工作状态信息，并将所述有载调压开关工作状态信息传输给所述服务器。
2.根据权利要求1所述的一种有载调压开关驱动电机电流监测方法，其特征在于：所述电流传感器是型号为TA24M-10A/5V的穿心式电流传感器；所述电流信号调理模块的型号是DIN22-IRT-U2-P1-O1；所述A/D转换模块的型号是AD5780；所述微处理器ARM的型号是SamsungS3C2440；所述第一至第二GSM模块的型号均为GT-Y3400；所述服务器为戴尔PowerEdge29；所述显示器为方正FG769-VC；所述存储器的型号是M25P128-VMF6TP。
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|---|---|
| CN (1) | CN105044591A (zh) |
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2015
- 2015-05-07 CN CN201510227836.XA patent/CN105044591A/zh active Pending
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