CN108957204A - 一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 - Google Patents
一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108957204A CN108957204A CN201810672193.3A CN201810672193A CN108957204A CN 108957204 A CN108957204 A CN 108957204A CN 201810672193 A CN201810672193 A CN 201810672193A CN 108957204 A CN108957204 A CN 108957204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- data collector
- circulating data
- fiber optic
- monitoring system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/62—Testing of transformers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
Abstract
一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，包括传感器、环流数据采集器、光纤转换模块、线性电源和计算机；环流数据采集器的大量程输入和算法，采集器是以TI公司的TMS320F28335为核心，通过软件算法能够精准的测量100mA～1000A的变压器铁心/夹件接地电流情况，并及时发出故障报警，把异常情况进行录波，传输给上位机，提高设备安全运行水平。
Description
技术领域
本发明涉及智能电网技术领域，特别涉及一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统。
背景技术
数字信号处理器在运行DSP算法时，所能运行的算法数量受到算法本身的复杂度影响，在存储样本波形时受到寻址空间和DSP主频限制，所以芯片本身的处理能力和片上及片外存储芯片都显得尤为重要，
长期以来，一般采用定期巡视的方法对电缆通道及电缆通道的高压电缆线路的运行状态进行检查，对高压电缆缺乏保护，存在较大安全隐患，且检修起来相当复杂。而目前出现的一些在线监测系统监测电流的范围有限，很多都是手动分档测量，即针对不同的需求手动调节测量范围。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，使用的主芯片是TI公司出品的TMS320F28335，CPU主频150M，具备32位浮点处理单元，内部集成乘法器，寻址空间达到2M，有效的解决的普通8位单片机运算速度慢，存储空间小的问题；而本发明的测量范围是1mA～10A，远远高出了普通的在线监测系统，并且能够提供设备状态异常时的录播数据，提供异常波形，记录突变段前后的详细情况，提供了更为可靠的现场数据。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，包括传感器、环流数据采集器、光纤转换模块、线性电源和计算机；
所述的传感器为有源的闭合式电流互感器，将感应电流信号经过线圈产生适合嵌入式设备采样的二次电流信号，在内部集成了高精度采样电阻，传感器直接输出电压信号，进入环流数据采集器。
所述的环流数据采集器能够同时采集两路的信号，毎路信号能够提供直通和运放两种通道，系统上电默认在运放通道；硬件通过DSP的GPIO驱动三极管，三极管驱动光耦，光耦驱动继电器的逐级驱动，配合软件完成两种通路的全自动切换；环流数据采集器是基于DSP的，系统外扩一片高精度大量程的AD芯片，信噪比是95.5db，模拟输入范围可达到±10V。AD采样结果经过保护电路进入DSP，再通过软件FIR滤波和有效值计算，以通讯协议输出，通过485或者以太网接口传输给光纤转换模块。
所述的光纤转换模块采用工业级模块，可以将485信号或者以太网接口信号转换成光纤信号达到长距离传输的目的。
所述的线性电源为环流数据采集器和光纤转换模块提供电源。
本发明尽可能的将噪声干扰将至最低，通过一片高精度AD芯片进行有效的采样，并及时作出判断完成通道切换，并能检测铁芯/夹件接地电流，遇到监测异常时能及时报警，并将异常段存储，以图形的方式呈现给用户；本发明通过变压器铁心接地监测系统建设，变压器铁心接地可由日常人力监测转为智能监测系统完成，降低工作量，提高工作效率；变压器铁心接地报告可由人力完成转为系统全面自动生成报告，降低统计工作量，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的硬件示意图。
图2是本发明的处理流程图。
图3是输入信号50HZ、2V峰峰值正弦波和500Hz、2V峰峰值正弦波叠加后经AD采样的样本图。
图4是输入信号50HZ、2V峰峰值正弦波和500Hz、2V峰峰值正弦波叠加后经AD采样后又经FIR数字滤波算法后的样本图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作详细叙述。
参照图1，一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，包括传感器、环流数据采集器、光纤转换模块、线性电源和计算机；
所述的传感器为有源的闭合式电流互感器，将感应电流信号经过线圈产生适合嵌入式设备采样的二次电流信号，在内部集成了高精度采样电阻，传感器直接输出电压信号，进入环流数据采集器。
所述的环流数据采集器能够同时采集两路的信号，毎路信号能够提供直通和运放两种通道，系统上电默认在运放通道；硬件通过DSP的GPIO驱动三极管，三极管驱动光耦，光耦驱动继电器的逐级驱动，配合软件完成两种通路的全自动切换；环流数据采集器是基于DSP的，系统外扩一片高精度大量程的AD芯片，信噪比是95.5db，模拟输入范围可达到±10V，AD采样结果经过保护电路进入DSP，再通过软件FIR滤波和有效值计算，以通讯协议输出，通过485或者以太网接口传输给光纤转换模块。
所述的光纤转换模块采用工业级模块，可以将485信号或者以太网接口信号转换成光纤信号达到长距离传输的目的。
所述的线性电源为环流数据采集器和光纤转换模块提供电源。
所述的FIR滤波，是一种高效的卷积运算，十分适合内部集成多位乘法器的DSP，多阶的数字滤波、效果明显且省去了硬件电路成本、同时也能保证精确的线性相位，本发明采用FIR数字滤波器，可有效过滤400HZ以上的信号，尽可能的保障输入信号的纯净和较小的延迟。频率50HZ，峰峰值2V正弦波叠加频率500HZ，峰峰值2V的正弦波采样样本图如图3，经过算法后的波形图如图4。
本发明的工作原理为：装置正常启动后，默认为实时数据模式、只需要通过命令和采集间隔设定后就可以通过界面查看监测变压器铁心接地运行状态，包接地电流和保护电流参数，也可以通过命令设置为录播模式，此模式会自动重复的监测电缆护套环流的状态，达到预警时将异常状况的波形显示给用户，为现场提供及时可靠的检测数据，处理流程参照图2。
本发明分为实时数据模式和录波模式。用户可以通过提供的命令实时切换，实时数据模式提供周期性的铁芯/夹件自动检测功能，录播模式则可以记录详细的异常前后的电流具体变化情况。在实时数据模式下，首先采集适量样本，软件通过移位、镜像、数制转换等方式获取适合DSP处理的数据，再将转换完成的数据通过DMA总线存储在DSP的片外静态存储器里，之后通过算法判断是否采集的数据达到饱和(这里说的饱和是一个接近AD采样的峰峰值，为了不影响AD的工作和正确的数据采集，设定了这个警报值以切换信号通路)，如果饱和则软件控制将通道自动切换成直通通路，再次进行采集，将采集完整的数据样本存储到片外静态存储器里，如果判断出没有饱和直接进入后续算法。之后再进行错值的剔除的算法，判断采集到的样本是否存在异常值，如果有，找出异常值的位置，标定后将该值及所在单个采集周期内的数据抹去，这里删掉一个或几个周期的值并不会影响结果的精度，因为本身的样本量是足够多的，系统设有规定的样本数，当错值超过设定门限，则系统默认本次采集无效，并告知上位机需要重新进行实时数据获取。如果未超过门限，再进行计算得到输入电流的有效值。在录波模式下：当DSP收到上位机传来的录波命令，则将采集装置切换到录波模式，之后系统会采集一定样本数据，计算出有效值，把有效值和预警值进行比较，当超出设定值时，通过算法，定位异常值，并将出现异常值的位置及其周围的数据打包传给上位机，上位机再通过图形的方式显示给用户。
Claims (2)
1.一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，其特征在于，包括传感器、环流数据采集器、光纤转换模块、线性电源和计算机；
所述的传感器为有源的闭合式电流互感器，将感应电流信号经过线圈产生适合嵌入式设备采样的二次电流信号，在内部集成了高精度采样电阻，传感器直接输出电压信号，进入环流数据采集器；
所述的环流数据采集器能够同时采集两路的信号，毎路信号能够提供直通和运放两种通道，系统上电默认在运放通道；硬件通过DSP的GPIO驱动三极管，三极管驱动光耦，光耦驱动继电器的逐级驱动，配合软件完成两种通路的全自动切换；环流数据采集器是基于DSP的，系统外扩一片高精度大量程的AD芯片，信噪比是95.5db，模拟输入范围可达到±10V。AD采样结果经过保护电路进入DSP，再通过软件FIR滤波和有效值计算，以通讯协议输出，通过485或者以太网接口传输给光纤转换模块；
所述的光纤转换模块采用工业级模块，可以将485信号或者以太网接口信号转换成光纤信号达到长距离传输的目的；
所述的线性电源为环流数据采集器和光纤转换模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统，其特征在于，所述的FIR滤波，采用FIR数字滤波器，可有效过滤400HZ以上的信号，尽可能的保障输入信号的纯净和较小的延迟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810672193.3A CN108957204A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810672193.3A CN108957204A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108957204A true CN108957204A (zh) | 2018-12-07 |
Family
ID=64486913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810672193.3A Pending CN108957204A (zh) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108957204A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110441577A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-12 | 大连世有电力科技有限公司 | 一种高集成变压器铁芯接地电流智能在线监测装置 |
| CN110632376A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 上海锐开电气有限公司 | 基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置 |
| CN113534712A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-22 | 卡斯柯信号有限公司 | 铁路信号集中监测设备的综合校验台 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101038306A (zh) * | 2007-04-24 | 2007-09-19 | 华北电力大学 | 电力变压器铁芯接地电流在线监测及过流限制装置 |
| CN101576743A (zh) * | 2009-06-01 | 2009-11-11 | 合肥工业大学 | 分布式环网柜监控终端 |
| CN102004182A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 思源电气股份有限公司 | 变压器铁芯接地电流在线监测系统及其实现方法 |
| CN103954865A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 一种变压器绕组机械状态在线监测装置 |
-
2018
- 2018-06-26 CN CN201810672193.3A patent/CN108957204A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101038306A (zh) * | 2007-04-24 | 2007-09-19 | 华北电力大学 | 电力变压器铁芯接地电流在线监测及过流限制装置 |
| CN101576743A (zh) * | 2009-06-01 | 2009-11-11 | 合肥工业大学 | 分布式环网柜监控终端 |
| CN102004182A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 思源电气股份有限公司 | 变压器铁芯接地电流在线监测系统及其实现方法 |
| CN103954865A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 一种变压器绕组机械状态在线监测装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱兵等: "基于TMS320F28335的通用故障诊断平台", 《电子测试》 * |
| 陈继煌等: "电子式电流互感器数据采集系统的研究", 《机电工程》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110441577A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-12 | 大连世有电力科技有限公司 | 一种高集成变压器铁芯接地电流智能在线监测装置 |
| CN110632376A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 上海锐开电气有限公司 | 基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置 |
| CN113534712A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-22 | 卡斯柯信号有限公司 | 铁路信号集中监测设备的综合校验台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108957204A (zh) | 一种高铁牵引变压器铁芯接地在线监测系统 | |
| CN108459295B (zh) | 基于分布式数据采集处理的cvt在线监测系统和方法 | |
| CN205880122U (zh) | 铁路贯通线路电缆运行状态监测装置 | |
| CN203241494U (zh) | 直流系统交流串电及绝缘故障监测选线装置 | |
| CN109084835A (zh) | 一种基于PXIe测试平台的电机检测与远程监控系统 | |
| CN104391501B (zh) | 一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统及方法 | |
| CN103323655B (zh) | 非接触式交直流串电在线检测装置及其在线检测方法 | |
| CN102819477A (zh) | 一种板卡的故障测试方法以及故障测试卡 | |
| CN203396920U (zh) | 手持式交流串入直流回路监测报警装置 | |
| CN101819244A (zh) | 交联聚乙烯电力电缆故障的在线预警方法 | |
| CN104777403A (zh) | 一种电缆故障放电定位装置 | |
| CN102262190A (zh) | 特高压输电线路放电在线监测装置及方法 | |
| CN108169589A (zh) | 电力线通信环境测试装置及测试方法 | |
| CN101685121B (zh) | 电力系统动态过程在线监测方法 | |
| CN110082635A (zh) | 一种可自学习的多功能故障电弧探测器 | |
| CN106872886A (zh) | 一种智能开关设备检测调试装置、系统及联调方法 | |
| CN103728510B (zh) | 励磁装置现场测试系统和方法 | |
| CN103090979A (zh) | 一种用于迈克尔逊干涉仪的干涉条纹自动计数方法及装置 | |
| CN202471852U (zh) | 避雷器在线监测装置 | |
| CN202512161U (zh) | 基于罗氏线圈的超高压电网过电压监测系统 | |
| CN206259701U (zh) | 一种智能浪涌保护器 | |
| CN203658521U (zh) | 变电站直流系统移动式绝缘监察仪 | |
| CN206270454U (zh) | 一种光纤传输集中式局放在线监测装置 | |
| CN2864702Y (zh) | 电除尘器电场性能实验装置 | |
| CN106772560A (zh) | 实时监测检波器状态的节点式地震勘探仪器及控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |