CN205157713U - 一种变压器内部放电检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变压器内部放电检测装置，包括3组发声模块、4组传感器、模拟滤波器、ADC转换器、读写存储器等，每组发声模块各与1组传感器放置同一位置，4组传感器输入端与受监测变压器相连接，输出端与模拟滤波器输入端相连；模拟滤波器输出端与ADC转换器输入端连接；ADC转换器输出端与读写存储器第一输入端相连接；读写存储器第一输入端与ADC转换器输出端连接，其第二输入端、第一输出端分别与通信端口电路连接，其第二输出端与3组发声模块相连，第三输出端与声光报警电路相连，第四输出端与数据译码电路相连。本实用新型可有效避免运行中变压器产生的电气干扰，检测灵活准确。

Description

一种变压器内部放电检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种变压器内部放电检测装置，属于变压器控制辅助装置技术领域。

背景技术

大型变压器广泛应用于电力部门，它的运行状况直接关系到电力系统的安全运行。近年来，随着电力系统的快速发展，变压器的容量和电压等级不断提高，运行中的安全问题也越来越受到重视。在变压器所发生的故障中，绝缘问题占很大的比重，局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式，根据国际CIGRE工作组国际调查报告的统计数字表明，局部放电造成的绝缘故障占绝缘故障的58.3％以上。局部放电检测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现变压器内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发性事故的发生。特别是局部放电带电检测可以随时获取变压器发生局部放电时产生的声、电、光、热等信号，并对其进行分析处理，提供报警和故障诊断信息，及时预防或发现突发性故障，避免因故障的进一步扩大而导致事故的发生，为变压器状态检修提供实时数据。常用的变压器局部放电带电检测方法主要有超声波检测法、高频脉冲电流法、超高频检测法、光检测法，但是这些单一的检测方法在安全性、灵敏度、抗干扰能力上各有优劣，不能获得满意的检测效果，缺乏安全有效的放电检测装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变压器内部放电检测装置，根据监测声信号进行分析处理可及时发现故障，同时有效避免外界环境中电场、磁场的干扰。

本实用新型通过下述技术方案来实现。一种变压器内部放电检测装置，包括3组发声模块、4组传感器、模拟滤波器、ADC转换器、读写存储器、通信端口电路、数据译码电路、声光报警电路，每组发声模块各与1组传感器放置同一位置，4组传感器输入端与受监测变压器相连接，输出端与模拟滤波器输入端相连；模拟滤波器输入端与传感器输出端相连，其输出端与ADC转换器输入端连接；ADC转换器输出端与读写存储器第一输入端相连接；读写存储器第一输入端与ADC转换器输出端连接，其第二输入端、第一输出端分别与通信端口电路连接，其第二输出端与3组发声模块相连，第三输出端与声光报警电路相连，第四输出端与数据译码电路相连。

进一步，数据译码电路还连接显示屏，用于显示检测结果。

进一步，还设置电源电路为各部件供电，电源电路还连接电池、电池设有充电接口。

还设置比较电路和计数器，比较电路输入端与读写存储器第一输出端连接，输出端与计数器连接。比较电路里面存有变压器正常运行时的声波信号，比较电路监测的信号经过处理与比较电路中的正常信号比较，所得结果输出到计数器。

计数器输出端与读写存储器相连。内部存在异常声响可能是由于负荷不稳定或内部放电造成，有些部分异常声响仅会短时存在，若周期性出现异常声响，可判断为内部故障。交流电频率为50HZ，计数器用于计算1s内出现异常声响的频率，如果连续数分钟内出现同样频率的异常声响，可判断为变压器内部故障。可使用SmartlinkFR系列脉冲计数模块。

若判断为故障，相关信息发送至读写存储器，读写存储器将数据发送至数据译码电路，并在显示屏上显示，同时发信号到声光报警装置。声光报警电路320可以选用各类工业声光报警设备，例如MSL-90声光报警器或AESL-150防爆声光报警器；同时数据译码电路可选择TM702控制数据译码器或74138译码器，显示屏-322可选用串口CM-12864中文字库液晶显示模块或3.2英寸TFT液晶模块。

本实用新型可针对受监测变压器实际所需监测时间的长短采用电池供电和外部电源供电两种供电模式。对于需长期在线监测的变压器，放电检测终端长期固定在变压器上，采用外接电源供电，由外接电源直接输入电源电路；对于短时监测、巡视检查、诊断性试验等情况，采用电池供电，技术人员将放电检测终端短时贴靠在变压器外壳上进行放电声信号监测与放电模式判别。充电端口可通过外部电源接入对电池进行充电，电池输出端接入电源电路。电源电路对电压进行转换，转换后输出为供传感器、读写存储器、显示屏等部件所需的不同等级的电压。

本实用新型的优点是：

（1）设有外接电源模式与电池供电模式，可针对长期在线监测或是短时巡检测试的不同工作模式选择供电模式，测试方式灵活。

（2）对4台传感器的初始相对位置的定位是通过发声模块来确定，不需要使用电信号，有效避免运行中变压器产生的电气干扰。

（3）由于有发声模块对传感器初始位置进行定位，在设备巡检中或放电终端的安装中，可以按需求设置传感器的位置，极大提升设备使用、安装的灵活度，同时保证故障定位的准确性。

（4）内部放电经由4台传感器的故障定位后，相关定位信息经PC机处理后可以二维/三维图形在显示屏上显示，使得内部故障的空间位置显示更加直观，便于运维人员针对性开展检修。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

附图标记：

310-发声模块-2,311-发声模块-1,326-发声模块-3,312-传感器-2,313-传感器-3,314-传感器-4，325-传感器-1，315-模拟滤波器,316-ADC转换器,317-读写存储器,318-通信端口电路,319-电源电路,320-声光报警电路，321-数据译码电路，322-显示屏，323-电池，324-充电端口。

具体实施方式

如图1所示，该内部放电检测装置由发声模块-1（311）,发声模块-2（310）,发声模块-3（326）,传感器-2（312）,传感器-3313,传感器-4314，传感器-1（325）,模拟滤波器（315）,ADC转换器（316）,读写存储器（317）,通信端口电路（318）,电源电路（319）,声光报警电路（320），数据译码电路（321），显示屏（322），电池（323），充电端口（324）组成。每组发声模块各与1组传感器放置同一位置，4组传感器输入端与受监测变压器相连接，检测变压器内部放电声信号，输出端与模拟滤波器（315）输入端相连；模拟滤波器（315）输入端与传感器输出端相连，将检测的放电声信号根据所需频段滤波，其输出端与ADC转换器（316）输入端连接；ADC转换器（316）将滤波后的放电声信号进行AD转换为数字信号，其输出端与读写存储器（317）第一输入端相连接；读写存储器（317）第一输入端与ADC转换器（316）输出端连接，其第二输入端、第一输出端分别与通信端口电路（318）连接，用于与上位机进行无线通讯，其第二输出端与3组发声模块相连，第三输出端与声光报警电路（320）相连，第四输出端与数据译码电路（321）相连，数据译码电路（321）还连接显示屏（322），用于显示检测结果，设置电源电路（319）为各部件供电，电源电路（319）还连接电池（323）、电池（323）设有充电接口（324）。

受监测变压器运行时，传感器-2（312）、传感器-3（313）、传感器-4（314）、传感器-1（325）均安装在受监测变压器上，输入端紧贴变压器表面，输出端均与模拟滤波器-2（315）的输入端相连接，传感器同样可选用Lancetec公司的ULT2000系列以及POWER公司的PD系列；同时，变压器上安装有两组发声模块，其中发声模块-1（311）与传感器-2（312）布置在同一位置，发声模块-2（310）与传感器-3（313）布置在同一位置，发声模块-2（310）与传感器-3（313）布置在同一位置，用于故障确定后的故障定位，发声模块-1（311）、发声模块-2（310）、发声模块-3（326）输出端紧贴变压器表面，输入端与读写存储器的第二输出端相连接，发声模块内置发声控制元件、扬声器，一般可选取MSP430G2533作为控制元件控制发声频率，MSP430G2533具有超低电源供电和超低功耗的特点。传感器输出端均与模拟滤波器（315）输入端相连，模拟滤波器（315）根据所需频段进行滤波，可选用较小的时间延迟特性的贝塞尔滤波器，模拟滤波器（315）输出端与ADC转换器（316）输入端连接。ADC转换器（316）将模拟信号转换为数字信号，其输出端与读写存储器（317）第一输入端相连接，可选用12位ADC574并行转换器。读写存储器（317）其第一输入端与ADC转换器（316）输出端连接，其第二输入端、第一输出端分别与通信端口电路（318）连接，用于与上位机进行无线通讯，其第二输出端与3组发声模块相连，第三输出端与声光报警电路（320）相连，第四输出端与数据译码电路（321）相连，读写存储器（317）可选用MOTOROLA公司生产的MCM6264；通信端口电路（318）内置通信接口与无线传输模块，可选用RS232通信接口与远距离RS232无线串口模块（POP2033）。

还可设置比较电路和计数器，比较电路输入端与读写存储器第一输出端连接，输出端与计数器连接。比较电路里面存有变压器正常运行时的声波信号，比较电路监测的信号经过处理与比较电路中的正常信号比较，所得结果输出到计数器。

计数器输出端与读写存储器相连。内部存在异常声响可能是由于负荷不稳定或内部放电造成，有些部分异常声响仅会短时存在，若周期性出现异常声响，可判断为内部故障。交流电频率为50HZ，计数器用于计算1s内出现异常声响的频率，如果连续数分钟内出现同样频率的异常声响，可判断为变压器内部故障。可使用SmartlinkFR系列脉冲计数模块。

若判断为故障，相关信息发送至读写存储器，读写存储器将数据发送至数据译码电路，并在显示屏上显示，同时发信号到声光报警装置。声光报警电路（320）可以选用各类工业声光报警设备，例如MSL-90声光报警器或AESL-150防爆声光报警器；同时数据译码电路可选择TM702控制数据译码器或74138译码器，显示屏（322）可选用串口CM-12864中文字库液晶显示模块或3.2英寸TFT液晶模块。

Claims (5)

1.一种变压器内部放电检测装置，包括3组发声模块、4组传感器、模拟滤波器、ADC转换器、读写存储器、通信端口电路、数据译码电路、声光报警电路，其特征是：每组发声模块各与1组传感器放置同一位置，4组传感器输入端与受监测变压器相连接，输出端与模拟滤波器输入端相连；模拟滤波器其输出端与ADC转换器输入端连接；ADC转换器输出端与读写存储器第一输入端相连接；读写存储器第一输入端与ADC转换器输出端连接，其第二输入端、第一输出端分别与通信端口电路连接，其第二输出端与3组发声模块相连，第三输出端与声光报警电路相连，第四输出端与数据译码电路相连。

2.根据权利要求1所述的变压器内部放电检测装置，其特征是，数据译码电路还连接显示屏，用于显示检测结果。

3.根据权利要求1所述的变压器内部放电检测装置，其特征是，还设置电源电路为各部件供电。

4.根据权利要求1所述的变压器内部放电检测装置，其特征是，电源电路还连接电池、电池设有充电接口。

5.根据权利要求1所述的变压器内部放电检测装置，其特征是，设置比较电路和计数器，比较电路输入端与读写存储器第一输出端连接，输出端与计数器连接；计数器输出端与读写存储器相连。