專利名稱：電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是涉及一種監(jiān)測功能全，使用方便，模塊化結構， 能夠監(jiān)測電力變壓器的運行電壓、負荷電流有效值，功率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變 率等多種參數的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
我國電力工業(yè)發(fā)展很快，建國五十年來，無論是全國的發(fā)電設備裝機總容量還是 發(fā)電量都以10%以上的年增長率高速發(fā)展，各類電力變壓器的容量一般約為發(fā)電設備容量 的7 9倍，因此也就需要大量的電力變壓器，可是由于多方面的原因，國內電力變壓器的 事故率仍比較高。以2009年對220kV以上系統(tǒng)的全國統(tǒng)計為例，電力變壓器非計劃停運時 間> IOOOh的事故就有5次，遠高于發(fā)達國家，全年累計非計劃停運時間達到20933小時， 占全部非計劃停運總時間的70%以上，可見因電力變壓器引起的非計劃停運時間非常多， 電力變壓器事故已經成為影響電網可靠運行的主要因素之一。因此提高電力變壓器的運行可靠性是非常必要的，要實現此目的需要考慮如何 利用信息時代的新技術，及時了解運行中的真實情況，以達到物盡其用，這也將有利于提高 供電可靠性及管理的自動化程度。對于運行中的電力變壓器我國實行的是定期停電進行預防性試驗(預試)的方 法，這種方法在發(fā)現缺陷、提高運行可靠性等方面取得過較好的效果。但隨著電力變壓器電 壓等級的提高、單臺容量的增大，其缺點逐漸暴露出來，主要包含兩個方面，一方面預試的 周期較長，如果缺陷在兩次試驗之間發(fā)展地很快就難以被及時地發(fā)現；另一方面預試時施 加的試驗電壓往往遠低于運行電壓，難以靈敏地發(fā)現設備中的缺陷，同時停電試驗的方法 對于掌握電力變壓器工作狀態(tài)對電能質量的影響沒有任何意義。因此，開展電力變壓器帶電在線監(jiān)測，可以隨時監(jiān)測在電力變壓器運行狀態(tài)下的 電壓、電流有效值，功率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變率等關鍵參數，及時了解設備狀 況，從而提高運行的可靠性?；谝陨显瓌t，本發(fā)明提出了一種功能豐富，設計簡單，模塊化結構，能夠監(jiān)測電 力變壓器的運行電壓、負荷電流有效值，功率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變率等參數的 一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，為掌握電力變壓器實時工作狀態(tài)，保障電力變壓器安全可靠運 行提供幫助。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提出了一種功能豐富，設計簡單，模塊化結構，能 夠監(jiān)測電力變壓器的運行電壓、負荷電流有效值，功率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變率 等參數的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術方案是一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括有電力變壓器，還設 置有運行參數監(jiān)測單元，用于對電力變壓器的工作信號進行調整，并計算出有效的信息數據；高壓信號采集單元和中壓信號采集單元，用于通過多種傳感器采集電力變壓器的高壓 和中壓工作信號，為運行參數監(jiān)測單元提供有效的電力變壓器現場運行信號；數據存儲與 顯示單元，用于存儲運行參數監(jiān)測單元對各種電力變壓器的工作信號計算處理后的有效數 據，并給予實時顯示。所述的高壓信號采集單元包括有采集電力變壓器高壓側的運行電壓、負荷電流、 末屏電流和中性點電流，為運行參數監(jiān)測單元的信號調理與AD轉換模塊提供高壓實時工 作信號的高壓運行電壓傳感器、高壓負荷電流傳感器、高壓末屏電流傳感器和高壓中性點 電流傳感器。所述的中壓信號采集單元包括有采集電力變壓器中壓側的運行電壓、負荷電流、 末屏電流和中性點電流，為運行參數監(jiān)測單元的信號調理與AD轉換模塊提供中壓實時工 作信號的中壓運行電壓傳感器、中壓負荷電流傳感器、中壓末屏電流傳感器和中壓中性點 電流傳感器。所述的運行參數監(jiān)測單元包括有對高壓信號采集單元和中壓信號采集單元輸出 的電力變壓器工作信號進行整形、濾波和轉換的信號調理與AD轉換模塊；對信號調理與AD 轉換模塊輸出的數字信號進行電平調整使其能滿足DSP信號處理模塊要求的FPGA接口模 塊；能夠計算運行參數有效值，功率因數計算，諧波，介質損耗角等參數的DSP信號處理模 塊；管理信號調理與AD轉換模塊、FPGA接口模塊、DSP信號處理模塊，并協(xié)調其工作進程的 ARM數據管理模塊；可以把數據上傳到數據存儲與顯示單元的通信接口模塊。所述的數據存儲與顯示單元包括有存儲運行參數監(jiān)測單元計算處理后的電力變 壓器工作數據的大規(guī)模存儲器；實時顯示電力變壓器工作數據的液晶顯示器。本發(fā)明的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，是用多個電壓傳感器、電流傳感器采集電力 變壓器的高壓側和中壓側的運行電壓、負荷電流、末屏電流、中性點電流信號，根據獲取的 這些信號，通過調理、電平變換，在DSP信號處理模塊中進行計算獲得電壓、電流有效值，功 率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變率等關鍵參數，通過ARM數據管理模塊將參數有序的 傳輸到數據存儲與顯示單元，實現電力變壓器工作信息的實時監(jiān)測和顯示。該電力變壓器 監(jiān)測系統(tǒng)，功能多樣，監(jiān)測的參數豐富，采用模塊化結構，應用方便簡單，為掌握電力變壓器 實時工作狀態(tài)，保障電力變壓器安全可靠運行提供幫助。
23 =DSP信號處理模塊24 =ARM數據管理模塊25:通信接口模塊
42:中壓負荷電流傳感器 43:中壓末屏電流傳感器 44:中壓中性點電流傳感器31 高壓運行電壓傳感器 51 液晶顯示器32:高壓負荷電流傳感器 52:大規(guī)模存儲器
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)做出詳細的說明。如圖1所示，本發(fā)明的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括有電力變壓器1，還設置有 運行參數監(jiān)測單元2，用于對電力變壓器1的工作信號進行調整，并計算出有效的信息數 據；高壓信號采集單元3和中壓信號采集單元4，用于通過多種傳感器采集電力變壓器1的 高壓和中壓工作信號，為運行參數監(jiān)測單元2提供有效的電力變壓器1現場運行信號；數據 存儲與顯示單元5，用于存儲運行參數監(jiān)測單元2對各種電力變壓器1的工作信號計算處理 后的有效數據，并給予實時顯示。如圖1所示，所述的高壓信號采集單元3包括有采集電力變壓器1高壓側的運行 電壓、負荷電流、末屏電流和中性點電流，為運行參數監(jiān)測單元2的信號調理與AD轉換模塊 21提供高壓實時工作信號的高壓運行電壓傳感器31、高壓負荷電流傳感器32、高壓末屏電 流傳感器33和高壓中性點電流傳感器34。如圖1所示，所述的中壓信號采集單元4包括有采集電力變壓器1中壓側的運行 電壓、負荷電流、末屏電流和中性點電流，為運行參數監(jiān)測單元2的信號調理與AD轉換模塊 21提供中壓實時工作信號的中壓運行電壓傳感器41、中壓負荷電流傳感器42、中壓末屏電 流傳感器43和中壓中性點電流傳感器44。如圖1所示，所述的運行參數監(jiān)測單元2包括有對高壓信號采集單元3和中壓信 號采集單元4輸出的電力變壓器1工作信號進行整形、濾波和轉換的信號調理與AD轉換模 塊21 ；對信號調理與AD轉換模塊21輸出的數字信號進行電平調整使其能滿足DSP信號處 理模塊23要求的FPGA接口模塊22 ；能夠計算運行參數有效值，功率因數計算，諧波，介質 損耗角等參數的DSP信號處理模塊23 ；管理信號調理與AD轉換模塊21、FPGA接口模塊22、 DSP信號處理模塊23，并協(xié)調其工作進程的ARM數據管理模塊24 ；可以把數據上傳到數據 存儲與顯示單元5的通信接口模塊25。如圖1所示，所述的數據存儲與顯示單元5包括有存儲運行參數監(jiān)測單元2計算 處理后的電力變壓器1工作數據的大規(guī)模存儲器52 ；實時顯示電力變壓器1工作數據的液 晶顯不器51ο如圖2所示，高壓運行電壓傳感器31將電力變壓器1的高壓測母線11的三相線 電壓轉換為標準0-5V電壓，高壓負荷電流傳感器32將電力變壓器1的高壓側母線11的三 相線電流轉換為標準0-5V電壓，高壓中性點電流傳感器34將電力變壓器1的高壓側中性 點電流轉換為標準0-5V電壓，轉換后的標準0-5V電壓信號都輸入到運行參數監(jiān)測單元2 的信號調理與AD轉換模塊21中。如圖2所示，中壓運行電壓傳感器41將電力變壓器1的中壓側母線12的三相線 電壓轉換為標準0-5V電壓，中壓負荷電流傳感器42將電力變壓器1的中壓側母線12的三相線電流轉換為標準0-5V電壓，中壓中性點電流傳感器44將電力變壓器1的中壓側中性 點電流轉換為標準0-5V電壓，轉換后的標準0-5V電壓信號都輸入到運行參數監(jiān)測單元2 的信號調理與AD轉換模塊21中。如圖3所示，高壓末屏電流傳感器33將電力變壓器1的高壓套管TG引出的末屏 電流轉換為標準0-5V電壓，中壓末屏電流傳感器43將電力變壓器1的中壓套管TM引出的 末屏電流轉換為標準0-5V電壓，轉換后的標準0-5V電壓信號都輸入到運行參數監(jiān)測單元 2的信號調理與AD轉換模塊21中。本發(fā)明的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，是通過檢測電力變壓器的高壓和中壓運行電 壓、負荷電流、末屏電流、中性點電流信號，計算獲得電壓、電流有效值，功率因數，介質損耗 角，諧波，諧波畸變率等關鍵參數，現電力變壓器工作信息的實時監(jiān)測和顯示。該電力變壓 器監(jiān)測系統(tǒng)，功能多樣，監(jiān)測的參數豐富，采用模塊化結構，應用方便簡單，為掌握電力變壓 器實時工作狀態(tài)，保障電力變壓器安全可靠運行提供幫助。
權利要求
一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括有電力變壓器(1)，其特征在于，述設置有運行參數監(jiān)測單元(2)，用于對電力變壓器(1)的工作信號進行調整，并計算出有效的信息數據；高壓信號采集單元(3)和中壓信號采集單元(4)，用于通過多種傳感器采集電力變壓器(1)的高壓和中壓工作信號，為運行參數監(jiān)測單元(2)提供有效的電力變壓器(1)現場運行信號；數據存儲與顯示單元(5)，用于存儲運行參數監(jiān)測單元(2)對各種電力變壓器(1)的工作信號計算處理后的有效數據，并給予實時顯示。
2.根據權利要求1所述的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓信號采 集單元⑶包括有采集電力變壓器⑴的高壓側運行電壓、負荷電流、末屏電流和中性點電 流，為運行參數監(jiān)測單元(2)中信號調理與AD轉換模塊(21)提供高壓實時工作信號的高 壓運行電壓傳感器(31)、高壓負荷電流傳感器(32)、高壓末屏電流傳感器(33)和高壓中性 點電流傳感器(34)。
3.根據權利要求1所述的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的中壓信號采 集單元⑷包括有采集電力變壓器⑴的中壓側運行電壓、負荷電流、末屏電流和中性點電 流，為運行參數監(jiān)測單元(2)中信號調理與AD轉換模塊(21)提供中壓實時工作信號的中 壓運行電壓傳感器(41)、中壓負荷電流傳感器(42)、中壓末屏電流傳感器(43)和中壓中性 點電流傳感器(44)。
4.根據權利要求1所述的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的運行參數監(jiān) 測單元(2)包括有對高壓信號采集單元(3)和中壓信號采集單元(4)輸出的變壓器工作信 號進行整形、濾波和轉換的信號調理與AD轉換模塊(21)；對信號調理與AD轉換模塊(21) 輸出的數字信號進行電平調整使其能滿足DSP信號處理模塊(23)要求的FPGA接口模塊 (22)；能夠計算運行參數有效值，功率因數計算，諧波，介質損耗角等參數的DSP信號處理 模塊(23)；管理并協(xié)調信號調理與AD轉換模塊(21)、FPGA接口模塊(22)、DSP信號處理模 塊(23)工作進程的ARM數據管理模塊(24)；可以把數據上傳到數據存儲與顯示單元(5)的 通信接口模塊(25)。
5.根據權利要求1所述的一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的數據存儲與 顯示單元(5)包括有存儲運行參數監(jiān)測單元(2)計算處理后的變壓器工作數據的大規(guī)模存 儲器(52)；實時顯示變壓器工作數據的液晶顯示器(51)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電力變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括有電力變壓器和，運行參數監(jiān)測單元，用于對電力變壓器的工作信號進行調整，并計算出有效的信息數據；高壓信號采集單元和中壓信號采集單元，用于通過多種傳感器采集電力變壓器的高壓和中壓工作信號，為運行參數監(jiān)測單元提供有效的電力變壓器現場運行信號；數據存儲與顯示單元，用于存儲運行參數監(jiān)測單元對各種電力變壓器的工作信號計算處理后的有效數據，并給予實時顯示。本發(fā)明功能豐富，設計簡單，模塊化結構，能夠監(jiān)測電壓、電流有效值，功率因數，介質損耗角，諧波，諧波畸變率等參數，為掌握電力變壓器實時工作狀態(tài)，保障電力變壓器安全可靠運行提供幫助。
文檔編號G01R1/20GK101963639SQ20101029008
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者孫醒濤, 孟增垂, 張冠軍, 張牧, 李猛, 楊愷, 王煒, 袁臣虎, 賈非, 郭文成, 陶宇, 高圣偉, 魏強 申請人:天津工業(yè)大學