CN113484740A - 一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，包括振动加速度传感器、电流互感器、无线传输模块、数据采集与处理模块和远程终端；所述振动加速度传感器、电流传感器和无线传输模块与数据采集与处理模块连接，所述振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，所述电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块传输数据至无线传输模块，所述无线传输模块发送数据至远程终端，所述远程终端接收无线传输模块发送的数据。通过对采集的数据进行边缘计算处理，大大减少了远程终端处理数据负荷，远程终端可以即时显示有载分接开关的机械状态信息。
Description
技术领域
本发明涉及电力信息领域，尤其涉及一种变压器有载分接开关振动特性的在线监测系统。
背景技术
有载分接开关是电力变压器带载调压的关键部件，其可靠性对电力变压器及电力系统的安全可靠运行影响重大，随着有载分接开关运行年限的增长及调压次数的增多，不可避免地会发生各种形式的故障，历年的故障统计表明，机械故障是有载分接开关的主要故障类型，且是部分电气故障的诱因。现有的获取有载分接开关运行状态信息的方法主要是依据切换次数、电气试验等，与电力设备状态维修和状态评估的科学要求不相适应，而且大多数都是现场进行采集信号，然后将未经处理过的采集数据直接发送至远程终端，远程终端进行数据集中处理，大大增加了远程终端处理数据负荷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，实现在线监测有载分接开关的机械状态信息。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，包括振动加速度传感器、电流互感器、数据采集与处理模块和远程终端；振动加速度传感器、电流传感器和远程终端与数据采集与处理模块连接，振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块传输数据至远程终端。
可选的，一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，还包括无线传输模块，振动加速度传感器、电流传感器和无线传输模块与数据采集与处理模块连接，振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块传输数据至无线传输模块，无线传输模块发送数据至远程终端，远程终端接收无线传输模块发送的数据。
进一步的，振动加速度传感器粘接的位置在有载分接开关顶盖或变压器油箱侧壁，振动加速度传感器采集有载分接开关进行档位切换时的振动信号，振动加速度传感器将振动信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理，再进行综合计算处理。
进一步的，交流互感器采集有载分接开关的驱动电机电流信号，交流互感器将驱动电机电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理，再进行综合计算处理。
进一步的，数据采集与处理模块包括振动信号采集单元、电流信号采集单元、信号处理单元和数据传输单元。
振动信号采集单元与振动加速度传感器连接，振动加速度传感器采集的振动信号传输至振动信号采集单元，振动信号采集单元对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理。
电流信号采集单元与电流互感器连接，电流互感器采集驱动电机的电流信号传输至电流信号采集单元，电流信号采集单元对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理。
信号处理单元与振动信号采集单元和电流信号采集单元连接，振动信号采集单元和电流信号采集单元将数据传输至信号处理单元，信号处理单元对数据进行综合计算处理。
可选的，数据传输单元与远程终端连接，数据传输单元将数据结果传输至远程终端，远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果。
可选的，数据传输单元与无线传输模块连接，数据传输单元将数据结果传输至无线传输模块，无线传输模块发送数据结果，远程终端接收无线传输模块发送的数据结果，远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果。
进一步的，数据处理单元对振动信号和驱动电机电流信号进行综合计算处理，综合计算处理包括：计算驱动电机电流信号的有效值和持续时间；基于网格分形算法计算有载分接开关切换段振动信号、及驱动轴振动信号；基于时域分析计算驱动轴振动信号的有效值、峰值、峭度、均值、方差和均方根；基于极大值极小值方法及三次样条插值相结合的算法计算振动信号的时域包络。
本发明的有益效果：一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，通过对采集的数据进行边缘计算处理，大大减少了远程终端处理数据负荷，远程终端可以即时显示有载分接开关的机械状态信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统的结构示意图；
图2是本发明一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，包括振动加速度传感器、电流互感器、数据采集与处理模块和远程终端；振动加速度传感器、电流传感器和远程终端与数据采集与处理模块连接，振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块传输数据至远程终端。
一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，还包括无线传输模块，振动加速度传感器、电流传感器和无线传输模块与数据采集与处理模块连接，振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块传输数据至无线传输模块，无线传输模块发送数据至远程终端，远程终端接收无线传输模块发送的数据。
振动加速度传感器粘接的位置在有载分接开关顶盖或变压器油箱侧壁，振动加速度传感器采集有载分接开关进行档位切换时的振动信号，振动加速度传感器将振动信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理，再进行综合计算处理。
交流互感器采集有载分接开关的驱动电机电流信号，交流互感器将驱动电机电流信号传输至数据采集与处理模块，数据采集与处理模块对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理，再进行综合计算处理。
数据采集与处理模块包括振动信号采集单元、电流信号采集单元、信号处理单元和数据传输单元；振动信号采集单元与振动加速度传感器连接，振动加速度传感器采集的振动信号传输至振动信号采集单元，振动信号采集单元对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理；电流信号采集单元与电流互感器连接，电流互感器采集驱动电机的电流信号传输至电流信号采集单元，电流信号采集单元对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理；信号处理单元与振动信号采集单元和电流信号采集单元连接，振动信号采集单元和电流信号采集单元将数据传输至信号处理单元，信号处理单元对数据进行综合计算处理；数据传输单元与远程终端连接，数据传输单元将数据结果传输至远程终端，远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果；数据传输单元与无线传输模块连接，数据传输单元将数据结果传输至无线传输模块，无线传输模块发送数据结果，远程终端接收无线传输模块发送的数据结果，远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果。
数据处理单元对振动信号和驱动电机电流信号进行综合计算处理，综合计算处理包括：计算驱动电机电流信号的有效值和持续时间；基于网格分形算法计算有载分接开关切换段振动信号、及驱动轴振动信号；基于时域分析计算驱动轴振动信号的有效值、峰值、峭度、均值、方差和均方根；基于极大值极小值方法及三次样条插值相结合的算法计算振动信号的时域包络。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例一：
振动加速度传感器采集有载分接开关进行档位切换时的振动信号，振动加速度传感器采集的振动信号传输至振动信号采集单元，振动信号采集单元对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理，振动信号采集单元将数据传输至信号处理单元，信号处理单元对数据进行综合计算处理，数据传输单元与远程终端连接，数据传输单元将数据结果传输至远程终端，远程终端显示振动信号的数据结果；交流互感器采集有载分接开关的驱动电机电流信号，交流传感器将驱动电机电流信号传输至电流信号采集单元，电流信号采集单元对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理，数据传输单元与远程终端连接，数据传输单元将数据结果传输至远程终端，远程终端显示驱动电机电流信号的数据结果。
实施例二：
振动加速度传感器采集有载分接开关进行档位切换时的振动信号，振动加速度传感器采集的振动信号传输至振动信号采集单元，振动信号采集单元对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理，振动信号采集单元将数据传输至信号处理单元，信号处理单元对数据进行综合计算处理，数据传输单元与无线传输模块连接，数据传输单元将数据结果传输至无线传输模块，无线传输模块发送数据结果，远程终端接收无线传输模块发送的数据结果，远程终端显示振动信号的数据结果；交流互感器采集有载分接开关的驱动电机电流信号，交流传感器将驱动电机电流信号传输至电流信号采集单元，电流信号采集单元对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理，数据传输单元与无线传输模块连接，数据传输单元将数据结果传输至无线传输模块，无线传输模块发送数据结果，远程终端接收无线传输模块发送的数据结果，远程终端显示驱动电机电流信号的数据结果。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，其特征在于，包括振动加速度传感器、电流互感器、数据采集与处理模块和远程终端；所述振动加速度传感器、电流传感器和远程终端与数据采集与处理模块连接，所述振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，所述电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块传输数据至远程终端。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，其特征在于，还包括无线传输模块，所述振动加速度传感器、电流传感器和无线传输模块与数据采集与处理模块连接，所述振动加速度传感器采集振动信号传输至数据采集与处理模块，所述电流互感器采集电流信号传输至数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块传输数据至无线传输模块，所述无线传输模块发送数据至远程终端，所述远程终端接收无线传输模块发送的数据。
3.根据权利要求1或2所述的基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，其特征在于，所述振动加速度传感器粘接的位置在有载分接开关顶盖或变压器油箱侧壁。
4.根据权利要求1或2所述的基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，其特征在于，所述数据采集与处理模块包括振动信号采集单元、电流信号采集单元、信号处理单元和数据传输单元；
所述振动信号采集单元与振动加速度传感器连接，所述振动加速度传感器采集的振动信号传输至振动信号采集单元，所述振动信号采集单元对振动信号进行模数转换、滤波和放大处理；
所述电流信号采集单元与电流互感器连接，所述电流互感器采集驱动电机的电流信号传输至电流信号采集单元，所述电流信号采集单元对驱动电机电流信号进行模数转换、滤波和放大处理；
所述信号处理单元与振动信号采集单元和电流信号采集单元连接，所述振动信号采集单元和电流信号采集单元将数据传输至信号处理单元，所述信号处理单元对数据进行综合计算处理；
所述数据传输单元与远程终端连接，所述数据传输单元将数据结果传输至远程终端，所述远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果；
所述数据传输单元与无线传输模块连接，所述数据传输单元将数据结果传输至无线传输模块，所述无线传输模块发送数据结果，所述远程终端接收无线传输模块发送的数据结果，所述远程终端显示振动信号和驱动电机电流信号的数据结果。
5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的有载分接开关振动特性在线监测系统，其特征在于，所述综合计算处理包括：计算驱动电机电流信号的有效值和持续时间；基于网格分形算法计算有载分接开关切换段振动信号、及驱动轴振动信号；基于时域分析计算驱动轴振动信号的有效值、峰值、峭度、均值、方差和均方根；基于极大值极小值方法及三次样条插值相结合的算法计算振动信号的时域包络。
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