CN110873604A

CN110873604A - 一种变压器噪声振动在线监测系统

Info

Publication number: CN110873604A
Application number: CN201911148284.8A
Authority: CN
Inventors: 唐孝君
Original assignee: SHANGHAI XINYING POWERTECH CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI XINYING POWERTECH CO Ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-03-10

Abstract

本发明涉及一种变压器噪声振动在线监测系统，该系统包括变压器信号采集模块、数据采集模块、工控机、无线通信模块、远程终端，变压器信号采集模块集中于一个箱体上，数据采集模块、工控机设于箱体内，变压器信号采集模块连接数据采集模块，数据采集模块连接工控机，工控机通过无线通信模块与远程终端连接，变压器信号采集模块包括电压/电流传感器、振动加速度传感器、霍尔传感器、油色谱监测装置。与现有技术相比，本发明具有监测全面、准确，成本低等优点。

Description

一种变压器噪声振动在线监测系统

技术领域

本发明涉及在线监测设备技术领域，尤其是涉及一种变压器噪声振动在线监测系统。

背景技术

变压器是电力系统中的重要组成部分，它具有不可替代的作用，其运行状态对电力系统的安全和经济运行影响很大。变压器在长期运行中，因各种原因引发的故障和事故是不可能完全避免的。因此对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性。但是，变压器的故障诊断是个非常复杂的问题，许多因素如变压器容量、电压等级、绝缘性能、工作环境、运行历史甚至不同厂家的产品等等均会对诊断结果产生影响。

目前变压器在线监测最主要的方式是变压器油中溶解气体色谱分析法或以单一的振动信号来反应变压器绕组变形，然而，变压器油中溶解气体色谱分析主要针对于判断变压器的过热和放电等故障，对于如机械故障、控制回路故障等不能及时的反映；而只是采用单一的振动信号来监测变压器的故障情况会存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器噪声振动在线监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变压器噪声振动在线监测系统，包括：

变压器信号采集模块，用于获取信号；

数据采集模块，用于对信号采集模块获取的信号进行数据采集、量化、编码，并将编码后的数据发送至工控机；

工控机，用于对数据采集模块编码后的数据进行数据分析、处理，并将处理结果远程发送至远程终端；

无线通信模块，用于提供为工控机与远程终端之间提供无线通信；

远程终端，用于接收工控机远程发送的处理结果；

所述的变压器信号采集模块包括用以采集变压器高低压侧三相电压、电流信号的电压/电流传感器、用以采集变压器振动信号的振动加速度传感器、用以采集变压器噪声信号的噪声传感器、用以采集变压器中性点电流信号的霍尔传感器以及用以采集变压器振动时的温度、压力和油位值的油色谱监测装置。

优选地，所述的变压器信号采集模块的集中于一个箱体上，所述的噪声传感器、所述的振动加速度传感器可拆卸设于箱体上，所述的数据采集模块、所述的工控机设于箱体内。

优选地，所述的箱体上设有用以容纳噪声传感器的第一承载槽，用以容纳振动加速度传感器的第二承载槽。

优选地，所述的油色谱监测装置通过伸缩弹簧与箱体连接。

优选地，所述的油色谱监测装置采用内部设有温度检测器、压力检测器和油位检测器的管式油位计。

优选地，所述的变压器信号采集模块还包括用以检测变压器异常放电时间的超声波检测单元。

优选地，所述的数据采集模块包括信号放大器、信号处理器和数据采集器，所述的振动加速度传感器、所述的噪声传感器连接信号放大器，所述的电压/电流传感器、所述的霍尔传感器连接信号处理器，信号放大器、信号处理器分别连接数据采集器，所述的数据采集器连接工控机。

优选地，所述的超声波检测单元、所述的油色谱监测装置连接数据采集器。

优选地，所述的箱体上设有安装孔和挂钩。

优选地，所述的箱体上设有用以对采集的数据进行显示的显示屏，所述的显示屏连接工控机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的变压器信号采集模块利用振动加速度传感器、噪声传感器、油色谱监测装置，将变压器振动信号与噪声信号、受振动影响的变压器的温度、压力以及油位值相结合，有利于更加准确地反映变压器的过热故障和机械故障；

2)本发明的变压器信号采集模块利用超声波检测单元可检测变压器的异常放电的时间，有利于及时反映变电器是否存在放电回路故障；

3)本发明利用电压/电流传感器检测变压器的高低压侧A、B、C三相电压、电流信号，并利用霍尔传感器记录变压器中性点电流信号，可用来判断变压器的回路故障；

4)本发明结合振动加速度传感器、噪声传感器、油色谱监测装置、电压/电流传感器检测变压器、超声波检测单元可综合判断变压器的故障情况，监测全面、可靠、准确；

5)本发明将监测单元、传感器、数据采集模块集中于一个箱体上，可方便移动至不同变压器进行监测，实用性强；

6)振动加速度传感器、噪声传感器可通过承载槽拆卸设于箱体上，且油色谱监测装置可通过伸缩弹簧灵活设置在需要测量的变压器受振动影响较为突出的油箱壁的中部和下部分别预留出油口和进油口，相比于现有技术的固定式监测，可方便后续维修、更换，大大降低维护成本；

7)本发明的箱体具有安装部和挂钩，可使变压器信号采集模块的监测更加稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中变压器在线监测系统的结构框图；

图2为本发明实施例中变压器在线监测系统的变压器信号采集模块结构的正视图；

图3为本发明实施例中图2的后视图；

图4为本发明实施例中图2的侧视图；

图中标号所示：

1、箱体，2、变压器信号采集模块，3、数据采集模块，31、信号放大器，32、信号处理器，33、数据采集器，4、无线通信模块，5、工控机，6、远程终端，7、超声波检测单元，8、油色谱监测装置，9、噪声传感器，10、振动加速度传感器，11、电压/电流传感器，12、霍尔传感器，13、安装部，14、安装孔，15、挂钩，16、伸缩弹簧，17、天线，18、显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

本发明涉及一种变压器噪声振动在线监测系统，包括变压器信号采集模块2、数据采集模块3、无线通信模块4、工控机5、远程终端6。变压器信号采集模块2集中于一个箱体1上。数据采集模块3、工控机5设于箱体1内。变压器信号采集模块2连接数据采集模块3，数据采集模块3连接工控机5，工控机5通过无线通信模块4与远程终端6连接。

如图2所示，变压器信号采集模块2包括超声波检测单元7、油色谱监测装置8、噪声传感器9、振动加速度传感器10、电压/电流传感器11、霍尔传感器12。

超声波检测单元7设于箱体1的两侧，不设于箱体1两侧的超声波检测单元7距离异常放电的距离不同，不同侧面的超声波检测单元7检测到异常放电的时间后，将记录传送给数据采集模块3。超声波检测单元7的检测频率范围为30kHz～1MHz。

两个油色谱监测装置8设于箱体1的底部，箱体1的底部设有伸缩弹簧16，伸缩弹簧16的一端固定在箱体1的底部，另一端连接色谱监测装置8。在变压器受振动影响较为突出的油箱壁的中部和下部分别预留出油口和进油口，通过伸缩弹簧16使一个油色谱监测装置8置于出油口处，另一个油色谱监测装置8置于进油口处，令油色谱监测装置8对变压器运行中的油状况进行实时监测。优选地，油色谱监测装置8采用管式油位计，管式油位计包括设置在内部的温度检测器、压力检测器和油位检测器，用于对变压器的温度、压力以及油位值同时进行测量。

噪声传感器9、电压/电流传感器11、霍尔传感器12设于箱体1的正面。

噪声传感器9采集变压器的噪声信号。箱体1的正面设有容纳噪声传感器9的第一承载槽，第一承载槽的尺寸与噪声传感器9相匹配，使噪声传感器9可拆卸设置在箱体1中，从第一承载槽中卸下噪声传感器9，将噪声传感器9分布于变压器周围即可采集变压器的噪声信号。

电压/电流传感器11变压器高低压侧A、B、C三相电压、电流信号，霍尔传感器12采集中性点电流信号。

振动加速度传感器10设置在箱体1的正部和背部。箱体1的正部和背部设有容纳振动加速度传感器10的第二承载槽，第二承载槽的尺寸与振动加速度传感器10相匹配，使振动加速度传感器10可拆卸设置在箱体1中，从第二承载槽中卸下振动加速度传感器10，将振动加速度传感器10吸附在变压器本体表面即可采集变压器的振动信号。

变压器信号采集模块2的各监测单元、传感器采集的信号输入数据采集模块3。

数据采集模块3包括信号放大器31、信号处理器32和数据采集器33，振动加速度传感器10、噪声传感器9连接信号放大器31，电压/电流传感器11、霍尔传感器12连接信号处理器32，信号放大器31、信号处理器32分别连接数据采集器33。超声波检测单元7、油色谱监测装置8连接数据采集器33，数据采集器33连接工控机5。

远程终端6包括台式电脑、智能手机和平板电脑。

箱体1内设有用于供电的电源模块。箱体1外设有用于无线通信模块4与远程终端6无线通信的天线17。箱体1的正面还设有显示屏18，该显示屏18连接箱体1内的工控机5，用于对采集的数据进行显示。

优选地，本发明箱体1的顶部还设有安装部13，安装部13设有安装孔14，箱体1的背部设有挂钩15，通过安装孔14、挂钩15可将箱体1悬挂至变压器的指定位置，有利于在变压器信号采集模块2工作时进行稳固监测，操作方便。

当进行监测时，振动信号、噪声信号经信号放大器进行信号放大后送入数据采集器。高低压侧电压电流信号及霍尔传感器测得的中性点电流信号经信号处理器进行信号处理后送入数据采集器。超声波检测单元监测的超声信号、油色谱监测装置监测的变压器的温度、压力以及油位值直接输入至数据采集器。数据采集器完成数据采集、量化、编码后，将数据传送至工控机，由工控机进行数据分析、处理。分析、处理后的结果无线传输至远程终端进行展示。

利用振动加速度传感器、噪声传感器、油色谱监测装置，将变压器振动信号与噪声信号、受振动影响的变压器的温度、压力以及油位值相结合，有利于更加准确地反映变压器的过热故障和机械故障；利用超声波检测单元可检测变压器的异常放电的时间，有利于及时反映变电器是否存在放电回路故障；利用电压/电流传感器检测变压器的高低压侧A、B、C三相电压、电流信号，并利用霍尔传感器记录变压器中性点电流信号，可用来判断变压器的回路故障。本发明系统的监测参数全面，可进一步提高监测的准确性。

现有技术中的监测系统大多为固定式，无法实现灵活的监测，在后续维修、更换也不方便，维护成本较高。相比于现有技术，本发明系统可将所有采集单元、传感器、数据采集模块集中于一个箱体上，可方便移动至不同变压器进行监测。振动加速度传感器、噪声传感器可通过承载槽拆卸设于箱体上，且油色谱监测装置可通过伸缩弹簧灵活设置在需要测量的变压器受振动影响较为突出的油箱壁的中部和下部分别预留出油口和进油口。此外，箱体具有安装部和挂钩，可使变压器信号采集模块的监测更加稳定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，该系统包括：

变压器信号采集模块，用于获取信号；

远程终端，用于接收工控机远程发送的处理结果；

2.根据权利要求1所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的变压器信号采集模块的集中于一个箱体上，所述的噪声传感器、所述的振动加速度传感器可拆卸设于箱体上，所述的数据采集模块、所述的工控机设于箱体内。

3.根据权利要求2所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的箱体上设有用以容纳噪声传感器的第一承载槽，用以容纳振动加速度传感器的第二承载槽。

4.根据权利要求1所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的油色谱监测装置通过伸缩弹簧与箱体连接。

5.根据权利要求1所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的油色谱监测装置采用内部设有温度检测器、压力检测器和油位检测器的管式油位计。

6.根据权利要求1所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的变压器信号采集模块还包括用以检测变压器异常放电时间的超声波检测单元。

7.根据权利要求6所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的数据采集模块包括信号放大器、信号处理器和数据采集器，所述的振动加速度传感器、所述的噪声传感器连接信号放大器，所述的电压/电流传感器、所述的霍尔传感器连接信号处理器，信号放大器、信号处理器分别连接数据采集器，所述的数据采集器连接工控机。

8.根据权利要求7所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的超声波检测单元、所述的油色谱监测装置连接数据采集器。

9.根据权利要求2所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的箱体上设有安装孔和挂钩。

10.根据权利要求2所述的一种变压器噪声振动在线监测系统，其特征在于，所述的箱体上设有用以对采集的数据进行显示的显示屏，所述的显示屏连接工控机。