CN206788325U - 变压器有载开关监测与诊断装置 - Google Patents
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Abstract
一种变压器有载开关监测与诊断装置，其要点在于它由传感器、数据采集、微处理器和上位机组成，传感器、数据采集、微处理器三者顺序相联，其中传感器把各种电的和非电信号量转化成电信号，数据采集把模拟量转换成数字量，微处理器对数字数据进行暂存和远程发送给上位机，远程上位机接收数据并完成最终的故障诊断功能。本实用新型通过科学地选择传感器并合理布置传感器的安装位置，方便合理地检测OLTC的状态特征，对OLTC的工作状态做出科学的估计，以便能科学地安排维修计划，避免不必要的解体检查和大量的人力和物力浪费，对防止预伏性故障和保证电力系统的经济可靠运行有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型为一种变压器有载开关（OLTC）故障监测与诊断装置。
背景技术
110kV以上的电力变压器大多数都安装了有载调压分接开关(On—load TapChanger，OLTC)。它是变压器完成有载调压的关键部件，其准确及时的动作，不仅可以减少和避免电压的大幅度波动，而且可以强制分配负荷潮流，挖掘设备无功和有功功率，保证电力系统安全可靠地运行，增加电网调度的灵活性。
OLTC由选择器、切换开关和电动机构组成，其性能包括电气性能和机械性能两个方面。电气性能主要指触头接触电阻，当触头接触电阻增大时，会引起触头过热，甚至烧损。机械性能是指OLTC操作过程中选择开关和切换开关等部件的动作顺序和时间配合，以及切换过程中是否存在卡塞和触头切换不到位等。有载分接开关的故障模式有多种，具体包括：传动轴断裂，选择开关触头间接触不良，操作机构失灵造成的拒动和滑档现象，限位开关失灵，切换开关拒切、中止或动作滞后，内部紧固件松动和脱落，以及内部渗漏等。目前尚无检测装置对OLTC运行中的电力及机械性能进行检测。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于振动信号对变压器有载开关（OLTC）在线监测与诊断技术，对OLTC的工作状态做出科学的估计，以便能科学地安排维修计划。
本实用新型所采用的技术方案为一种变压器有载开关监测与诊断装置，其要点在于它由传感器、数据采集、微处理器和上位机组成，传感器、数据采集、微处理器三者顺序相联，其中传感器把各种电的和非电信号量转化成电信号，数据采集把模拟量转换成数字量，微处理器对数字数据进行暂存和远程发送给上位机，远程上位机接收数据并完成最终的故障诊断功能。
整个工作流程：传感器实时把各种电的和非电信号量转化成电信号，经过数据采集，数据采集把模拟量转换成数字量，再把数字量传给微处理器，微处理器对数字量进行暂存，最后发送上位机，远程上位机接收数据并完成最终的故障诊断功能。
传感器由旋转角度传感器、振动传感器、热噪声传感器、电流传感器组成，其中：a)旋转角度传感器安装在OLTC主传动轴上，采集OLTC主传动轴的旋转角度信号，用以确定OLTC的动作时序是否正常，包括开关触头动作的时刻；b)振动传感器安装在OLTC本体上，采集OLTC操作过程的机械振动信号，用以标识OLTC动作过程的一系列动作过程，包括触头的合分、三相触头是否同期，切换是否到位、操动结构部件卡塞和失灵；c)热噪声传感器安装在OLTC本体上，采集OLTC部件局部过热高频噪声传感信号； d)电流传感器4安装在驱动电机上，采集驱动电机的驱动电流信号。
本实用新型通过科学地选择传感器并合理布置传感器的安装位置，方便合理地检测OLTC的状态特征，对OLTC的工作状态做出科学的估计，以便能科学地安排维修计划，避免不必要的解体检查和大量的人力和物力浪费，对防止预伏性故障和保证电力系统的经济可靠运行有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型的原理方框图
图2为本实用新型的结构方框图
其中：1微处理器2上位机3旋转角度传感器4电流传感器5振动传感器6 热噪声传感器7滤波放大电路8采样保持9 16位A/D转换13传感器14数据采集。
具体实施方式
下面结合视图对本实用新型进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型
本实用新型所采用的技术方案为一种变压器有载开关监测与诊断装置，它由传感器13、数据采集14、微处理器1和上位机2组成，传感器13、数据采集14、微处理器1三者顺序相联，其中传感器13把各种电的和非电信号量转化成电信号，数据采集14把模拟量转换成数字量，微处理器1对数字数据进行暂存和远程发送给上位机2，远程上位机2接收数据并完成最终的故障诊断功能。具体的传感器13由旋转角度传感器3、振动传感器5、热噪声传感器6、电流传感器4组成，其中：a)旋转角度传感器3安装在OLTC主传动轴上，采集OLTC主传动轴的旋转角度信号，用以确定OLTC的动作时序是否正常，包括开关触头动作的时刻等；b)振动传感器5安装在OLTC本体上，采集OLTC操作过程的机械振动信号，用以标识OLTC动作过程的一系列动作过程，包括触头的合分、三相触头是否同期，切换是否到位、操动结构部件卡塞和失灵等现象；c)热噪声传感器6安装在OLTC本体上，采集OLTC部件局部过热高频噪声传感信号， OLTC的许多机械故障，如切换不到位或触头接触不良等，都会引起局部过热现象。通过在OLTC体外加设热噪声传感器，可以监测局部过热并诊断其故障类型。 d)电流传感器4安装在驱动电机上，采集驱动电机的驱动电流信号，用以判断储能弹簧性能改变或储能过程存在卡塞等，因为这些过程必然伴随着驱动力矩和驱动电机电流的变化。
本设计微处理器1采用80196KR单片机，单片机自带8路转换器和10位A/D转换电路，可以完成一般的数据采集任务。
其中三路传感器信号(旋转角度传感器3、电机电流传感器4和热噪声传感器6)经过各自的传感器测量、滤波放大电路7、送到微处理器1自带的8路转换器，再送至10位A/D转换电路。由于这三路信号采样的频率是10kHz，所以设定单片机每0.1ms(中断级别1)将A/D结果保存到内存。内存中的数据量累计到一定值(30KB)时，进行中断处理(级别2)，把结果发送给上位机2。
振动传感器5（机械震动信号）采样频率200kHz，数据量比较大，采用单独的采样保持电路，经过传感器测量、滤波放大电路7、采样保持8、16位A/D转换9送到微处理器1，微处理器1与上位机2的通信，采用同步串行通信方式实现。上位机采用普通的PC机，主频率大于1GHz。
Claims (2)
1.一种变压器有载开关监测与诊断装置，其特征在于，它由传感器(13)、数据采集(14)、微处理器(1)和上位机(2)组成，传感器(13)、数据采集(14)、微处理器(1)三者顺序相联，其中传感器(13)把各种电的和非电信号量转化成电信号，数据采集(14)把模拟量转换成数字量，微处理器(1)对数字数据进行暂存和远程发送给上位机(2)，远程上位机(2)接收数据并完成最终的故障诊断功能。
2.根据权利要求1所述的一种变压器有载开关监测与诊断装置，其特征在于，传感器(13)由旋转角度传感器(3)、振动传感器(5)、热噪声传感器(6)、电流传感器(4)组成，其中：a)旋转角度传感器(3)安装在OLTC主传动轴上，采集OLTC主传动轴的旋转角度信号，用以确定OLTC的动作时序是否正常，包括开关触头动作的时刻；b)振动传感器(5)安装在OLTC本体上，采集OLTC操作过程的机械振动信号，用以标识OLTC动作过程的一系列动作过程；c)热噪声传感器(6)安装在OLTC本体上，采集OLTC部件局部过热高频噪声传感信号； d)电流传感器(4)安装在驱动电机上，采集驱动电机的驱动电流信号。
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