專利名稱：變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于變電站監(jiān)控技術領域，特別是一種變壓器運行聲音、局部放電在 線監(jiān)測和分析裝置。
背景技術：
聲音是反映變壓器運行正常與否的一個主要表現(xiàn)。變壓器正常運行時，應發(fā)出均 勻的“嗡嗡“聲，這是由于交流電通過變壓器線圈時產生的電磁力吸引硅鋼片及變壓器自 身的振動而發(fā)出的響聲.如果產生不均勻或其它異音，都屬不正常的。變壓器局部放電是反映高壓電氣設備狀態(tài)的一個重要標志。因為很多故障均產生 局部放電。一般情況下，如果變壓器油中發(fā)現(xiàn)了特征氣體，則表明其內部已經存在比較嚴重 的局部放電。例如，鐵心絕緣不良可以導致產生放電，在故障較嚴重時還會導致鐵心兩點接 地，甚至出現(xiàn)工頻短路電流。因此，局部放電最能有效反映變壓器內部的絕緣狀況，對高壓 系統(tǒng)及特高壓系統(tǒng)的大型電力變壓器可靠性監(jiān)測來說，局部放電在線監(jiān)測非常有效。變壓器聲音比平時增大，聲音異常，可能有以下原因1.電網發(fā)生過電壓.電網發(fā)生單相接地或產生諧振過電壓時，都會使變壓器的聲
音增大。2.變壓器過負荷時，將會使變壓器發(fā)出沉重的“嗡嗡“聲。3.變壓器有雜音，有可能是由于變壓器上的某些零部件松動而引起的振動.如果 伴有變壓器聲音明顯增大，且電流電壓無明顯異常時，則可能是內部夾件或壓緊鐵芯的螺 釘松動，使硅鋼片振動增大所造成的。4.變壓器有放電聲，變壓器有“劈啪“的放電聲，若在夜間或陰雨天氣下，看到 變壓器套管附近有藍色的電暈或火花，則說明瓷件污穢嚴重或設備線卡接觸不良.若是變 壓器內部放電則是不接地的部件靜電放電或線圈匝間放電，或由于分接開關接觸不良放 H1^ ο5.變壓器有爆裂聲，說明變壓器內部或表面絕緣擊穿，應立即將變壓器停用檢查。6.變壓器有水沸騰聲，且溫度急劇變化，油位升高，則應判斷為變壓器繞組發(fā)生 短路或分接開關接觸不良引起的嚴重過熱，應立即將變壓器停用檢查。通過對以上現(xiàn)象的分析可以看出變壓器的很多異常工況都可以致使變壓器的聲 音變大，所以我們可以實時采集變壓器的聲音信號進行變壓器的狀態(tài)進行判斷，以此來判 斷變壓器的內部故障或潛伏性故障。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝 置，可以實時顯示變壓器運行中的聲音數值和局部放電的超聲波圖形，并能夠對變壓器的 異常狀態(tài)給出指示和記錄。[0013]本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。本實用新型的變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，其特征在于 由計算機，與此計算機相連接的中央處理單元，分別與此中央處理單元相連接的設在變壓 器中的變壓器聲音傳感器采集單元、設在變壓器外的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元和設在變壓 器油箱外的高頻聲學傳感器所組成，所述的計算機中設有圖形顯示功能模塊、趨勢分析功 能模塊、數據報表功能模塊和報警功能模塊，所述的中央處理單元由一種精簡指令集RISC 架構的中央處理器和實時操作系統(tǒng)構成。所述的變壓器聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采 集單元，所述的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單兀。所述的高頻聲學傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉換型傳感器。本實用新型的工作原理所述的變壓器聲音傳感器采集單元實時采集變壓器的 運行狀態(tài)的聲音信號，所述的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元采集變壓器現(xiàn)場附近的聲音信號， 采集到的變壓器的運行狀態(tài)的聲音信號和變壓器現(xiàn)場附近的聲音信號同時傳到所述的中 央處理單元，此中央處理單元的精簡指令集RISC通過對兩種信號的分析，濾掉現(xiàn)場的背景 音，由此得到變壓器運行狀態(tài)的聲音。高頻聲學傳感器實時采集變壓器局部放電或電弧放 電所產生的的暫態(tài)聲音信號傳到所述的中央處理單元。中央處理單元將所得到變壓器運行 狀態(tài)的聲音及變壓器局部放電或電弧放電所產生的的暫態(tài)聲音信號傳到所述的計算機，經 計算機中的圖形顯示功能模塊、趨勢分析功能模塊、數據報表功能模塊和報警功能模塊分 別處理后，分別進行圖形顯示、趨勢分析、編制數據報表，發(fā)現(xiàn)報警狀況時及時發(fā)送報警信 號。本實用新型的局部放電在線監(jiān)測技術借助先進的傳感技術和電子技術，根據超聲 波原理將高頻聲學傳感器放在油箱外部，以便測取局部放電或電弧放電所產生的的暫態(tài)聲 音信號。局部放電在線監(jiān)測要采用高性能傳感器，傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電 流/電壓轉換型傳感器，因為這種傳感器既可以將傳感信號與一次側有效隔離，又可以非 常靈敏的采集到超聲波信號。本系統(tǒng)通過超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集變壓器正常 運行時發(fā)出的“嗡嗡“聲，和通過輔助超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集變壓器附近的 聲音。利用輔助超寬頻率抗震型光纖聲音傳感器采集到的變壓器附近的聲音可以濾掉雷電 等外界背景音。通過光纖將兩種聲音信號傳送到中央處理單元，中央處理單元將此信號進 行儲存，并由計算機分析和存儲，同時能畫出實時曲線。當變壓器投入運行時，首先記錄一段正常運行時的聲音信號并進行存儲，把此段 聲音信號認為是正常的聲音信號，之后對實時采集到的聲音信號和此前儲存的信息進行比 較和模糊處理，以此判斷變壓器的運行工況。對變壓器的局部放電監(jiān)測采用超聲定位，由于 超聲波可以向所有方向傳遞和輻射，聲音會通過大多數絕緣材料進行傳遞，所以聲能的衰 減程度將與頻率呈近似指數的關系?？蓪⒔^緣材料看成是聲能的低級濾波器。聲波的初始 頻率和幅度主要取決于放電源的性質。因此，聲頻率和聲能幅度必然隨著放電源的距離增 大而降低。局部放電監(jiān)測便是基于這一原理。局部放電在線監(jiān)測技術借助先進的傳感技術 和電子技術，根據超聲波原理將高頻聲學傳感器放在油箱外部以便測取局部放電或電弧放 電所產生的的暫態(tài)聲音信號。局部放電的聲音通過高頻聲學傳感器傳給中央處理單元進行分析處理。由于變壓器若出現(xiàn)幾千PC的局部放電量，仍然可以繼續(xù)運行。但如果局部放電 量達到lOOOOpC以上時，則表明變壓器絕緣的缺陷已經十分嚴重。但從變壓器內部出現(xiàn)局 部放電到絕緣擊穿仍有一定時間的演變過程。根據這種演變，通過局部放電監(jiān)測的閾值報 警和視在放電量的歷史數據的發(fā)展趨勢，可以判斷變壓器內部的絕緣狀況。閾值報警就是 當高頻信號的幅值和每周期脈沖個數達到設定的閾值，以及脈沖波形達到脈沖寬度和頻度 時，由中央處理單元自動發(fā)出的閾值報警信號。計算機系統(tǒng)根據綜合監(jiān)測數據的分析結果， 可以估算出變壓器的運行特性和壽命損失。本實用新型的有益效果是通過對變壓器運行狀態(tài)的聲音、局部放電在線監(jiān)測和 分析，使有關管理人員能在自己的辦公電腦中隨時掌握各站主變的運行狀態(tài)，以便及時作 出決策，預防事故的發(fā)生。此裝置有助于電廠、變電站實現(xiàn)真正意義上的無人值守，可以減 少事故和維護費用，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，
以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。本實用新型的變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，其特征在于 由計算機6，與此計算機6相連接的中央處理單元5，分別與此中央處理單元5相連接的設 在變壓器3中的變壓器聲音傳感器采集單元2、設在變壓器3外的現(xiàn)場聲音傳感器采集單 元1和設在變壓器油箱外的高頻聲學傳感器4所組成，所述的計算機6中設有圖形顯示功 能模塊、趨勢分析功能模塊、數據報表功能模塊和報警功能模塊，所述的中央處理單元5由 一種精簡指令集RISC架構的中央處理器和實時操作系統(tǒng)構成，所述的變壓器聲音傳感器 采集單元2為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元，所述的現(xiàn)場聲音傳感器采 集單元1為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元。所述的高頻聲學傳感器4為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉換型傳感器。變壓器聲音傳感器采集單元2實時采集變壓器3的運行狀態(tài)的聲音，所述的現(xiàn)場 聲音傳感器采集單元1采集變壓器3現(xiàn)場附近的聲音，采集到的變壓器3的運行狀態(tài)的聲 音信號和變壓器現(xiàn)場附近的聲音信號同時傳到所述的中央處理單元5，此中央處理單元5 的精簡指令集RISC通過對兩種信號的分析，濾掉現(xiàn)場的背景音，由此得到變壓器運行狀態(tài) 的聲音。高頻聲學傳感器4實時采集變壓器局部放電或電弧放電所產生的的暫態(tài)聲音信號 傳到所述的中央處理單元5。中央處理單元5將所得到變壓器運行狀態(tài)的聲音及變壓器局 部放電或電弧放電所產生的的暫態(tài)聲音信號傳到計算機6，經計算機6中的圖形顯示功能 模塊、趨勢分析功能模塊、數據報表功能模塊和報警功能模塊分別處理后分別進行圖形顯 示、趨勢分析、編制數據報表，發(fā)現(xiàn)報警狀況時及時發(fā)送報警信號。本實用新型的變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電進行在線監(jiān)測和分析裝置，可以實 時顯示變壓器運行中的聲音數值和局部放電的超聲波圖形，并能夠對變壓器的異常狀態(tài)給 出指示和記錄。
權利要求1.一種變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，其特征在于由計算機，與 此計算機相連接的中央處理單元，分別與此中央處理單元相連接的設在變壓器中的變壓器 聲音傳感器采集單元、設在變壓器外的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元和設在變壓器油箱外的高 頻聲學傳感器所組成。
2.根據權利要求1所述的變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，其特 征在于所述的變壓器聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集 單元，所述的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器采集單元。
3.根據權利要求1所述的變壓器運行狀態(tài)聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，其特 征在于所述的高頻聲學傳感器為坡莫合金或鐵氧體磁心的電流/電壓轉換型傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種變壓器運行聲音、局部放電在線監(jiān)測和分析裝置，由計算機、中央處理單元、設在變壓器中的變壓器聲音傳感器采集單元、設在變壓器外的現(xiàn)場聲音傳感器采集單元和設在變壓器油箱外的高頻聲學傳感器所組成，計算機中設有圖形顯示功能模塊、趨勢分析功能模塊、數據報表功能模塊和報警功能模塊，中央處理單元由一種精簡指令集RISC架構的中央處理器和實時操作系統(tǒng)構成，變壓器聲音傳感器采集單元、現(xiàn)場聲音傳感器采集單元為超寬頻率抗震型光纖變壓器聲音傳感器。本實用新型可以實時顯示變壓器運行中的聲音數值和局部放電的超聲波圖形，并能夠對變壓器的異常狀態(tài)給出指示和記錄。
文檔編號G01R31/12GK201909667SQ20102064372
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者呂鋼 申請人:鞍鋼集團礦業(yè)公司