基于plc的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括PLC控制器，以及分別與PLC控制器連接的傳感器模塊、信號(hào)處理電路模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、解串器模塊、FIFO存儲(chǔ)器、PCI總線(xiàn)接口電路和上位計(jì)算機(jī)。該裝置利用PLC控制信號(hào)處理電路模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和FIFO存儲(chǔ)器，對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的多路電-聲信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理、同步A/D采樣和數(shù)據(jù)暫存后，經(jīng)PCI總線(xiàn)上傳至上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析和處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬頻的電-聲信號(hào)的同步在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，可及時(shí)獲得完整的局部放電信號(hào)特征，提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，并且該裝置可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行同步采樣的監(jiān)測(cè)設(shè)備，具體涉及了一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)變壓器的局部放電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的絕緣老化情況和預(yù)測(cè)故障發(fā)展趨勢(shì)，從而預(yù)防惡性事故的發(fā)生的有效途徑；因此，人們開(kāi)發(fā)出了一些在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01210279848.3公開(kāi)了一種干式變壓器局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)及其定位方法，第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器、第三超聲波傳感器、第四超聲波傳感器分別采集局部放電信號(hào)中的超聲波信號(hào)，并傳輸至信號(hào)處理單元；超高頻傳感器采集局部放電信號(hào)中的超高頻信號(hào)，并傳輸至信號(hào)處理單元；信號(hào)處理單元分別對(duì)四路超聲波信號(hào)和一路超高頻信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理，將處理后的四路超聲波信號(hào)和一路超高頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為四路超聲波數(shù)字信號(hào)和一路超高頻數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)，達(dá)到觸發(fā)要求時(shí)，四路超聲波數(shù)字信號(hào)或四路超聲波數(shù)字信號(hào)與一路超高頻信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電位置的定位。上述的技術(shù)方案雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器局部放電信號(hào)的監(jiān)測(cè)，但是其對(duì)局部放電的寬頻電-聲信號(hào)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)信號(hào)監(jiān)測(cè)仍存在一定的難度。這主要是因?yàn)樽儔浩鞯木植糠烹娦盘?hào)的脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)的頻率范圍很寬(IOkHz?IOMHz左右)，而且易受工作現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)噪聲的影響，對(duì)A/D變換的采樣速率和處理器的數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)處理和抗干擾的要求很高，使用單片機(jī)或DSP作為主控制器的局部放電監(jiān)測(cè)裝置，受控制器自身的硬件資源限制，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)進(jìn)行同步高速A/D采樣和復(fù)雜的信號(hào)運(yùn)算，影響了監(jiān)測(cè)的精度和可靠性，而采用高性能的數(shù)據(jù)采集卡和專(zhuān)用的局放分析定位軟件對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行采集和處理又提高了系統(tǒng)的成本，難以在中、小型變壓器上得到推廣應(yīng)用。因此，目前市場(chǎng)上的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備還需要進(jìn)一步改進(jìn)、開(kāi)發(fā)。
[0003]PLC= Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC現(xiàn)已成為工業(yè)控制三大支柱(PLCXAD/CAM,ROBOT)之一，以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線(xiàn)修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、以易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電一接觸控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置利用具有高速并行邏輯運(yùn)算功能的PLC控制器控制多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的寬頻(IOkHz?IOMHz左右)脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行同步高速采樣，然后通過(guò)PCI總線(xiàn)接口將采樣數(shù)據(jù)上傳到上位計(jì)算機(jī)，在上位計(jì)算機(jī)中采用FFT、小波變換、相關(guān)分析、數(shù)字濾波等信號(hào)處理算法實(shí)時(shí)分析出變壓器局部放電的信號(hào)特征，從而準(zhǔn)確判斷出變壓器的故障類(lèi)型、故障程度和故障位置，而且還能實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的智能化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器模塊、信號(hào)處理電路模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、解串器模塊、FIFO存儲(chǔ)器和PCI總線(xiàn)接口電路和上位計(jì)算機(jī)；其中，該裝置還包括PLC控制器，且PLC控制器設(shè)有I/O端口和RS232接口 ；所述的信號(hào)處理電路模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、解串器模塊、FIFO存儲(chǔ)器和PCI總線(xiàn)接口電路的控制端分別與PLC控制器的I/O端口相連接，所述上位計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)與PLC控制器的RS232接口相連接；所述的PLC控制器分別控制信號(hào)處理電路模塊和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)傳感器模塊采集到的變壓器局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和同步A/D變換后，經(jīng)解串器模塊將采樣數(shù)據(jù)暫存在FIFO存儲(chǔ)器中，然后在PLC控制器的控制下，將8位采樣數(shù)據(jù)拼接成32位數(shù)據(jù)后，經(jīng)32位的PCI總線(xiàn)接口電路上傳到上位計(jì)算機(jī)，在上位計(jì)算機(jī)中對(duì)電-聲信號(hào)聯(lián)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理，以判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象，同時(shí)，所述上位計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232總線(xiàn)對(duì)PLC控制器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與設(shè)置。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的傳感器模塊包括羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A、羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B、超聲波傳感器A和超聲波傳感器B ;其中，羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A和羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B分別安裝在變壓器高、低壓側(cè)的中性點(diǎn)處，其頻帶寬度設(shè)置為IOkHz?10MHz，可以檢測(cè)到變壓器局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖電流信號(hào)；超聲波傳感器A和超聲波傳感器B分別通過(guò)凝膠耦合劑粘貼在變壓器的高、低壓側(cè)油箱壁上，其帶寬為40kHz?200kHz，可以檢測(cè)到變壓器局部放電發(fā)生時(shí)由電子間劇烈碰撞而產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的信號(hào)處理電路模塊包括信號(hào)放大處理電路和信號(hào)濾波處理電路；所述的信號(hào)放大處理電路的輸入端與傳感器模塊的輸出端相連接，信號(hào)放大處理電路的輸出端與信號(hào)濾波處理電路的輸入端相連接，信號(hào)濾波處理電路的輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連接。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的解串器模塊主要由解串器A、解串器B、解串器C和解串器D共4個(gè)解串器組成；且解串器模塊的串行數(shù)據(jù)輸入端與四通道同步采樣ADC相連接，并行數(shù)據(jù)輸出端與FIFO存儲(chǔ)器的8位并行數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的FIFO存儲(chǔ)器主要由8位FIFO芯片A、8位FIFO芯片B、8位FIFO芯片C和8位FIFO芯片D組成，且這4個(gè)FIFO芯片的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]依次與PCI總線(xiàn)接口電路的32位并行數(shù)據(jù)輸入總線(xiàn)D[31:0]相連接。其具體連接方式即為=FIFO芯片A的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]與PCI總線(xiàn)接口電路的32位并行輸入總線(xiàn)的D [7:0]相連，F(xiàn)IFO芯片B的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]與PCI總線(xiàn)接口電路的32位并行輸入總線(xiàn)的D[15:8]相連，F(xiàn)IFO芯片C的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]與PCI總線(xiàn)接口電路的32位并行輸入總線(xiàn)的D [23:16]相連，F(xiàn)IFO芯片D的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]與PCI總線(xiàn)接口電路的32位并行輸入總線(xiàn)的D[31:24]相連。[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣精度為8位，轉(zhuǎn)換速率達(dá)100MSPS，具有4個(gè)同步采樣通道，其4路同步LVDS串行數(shù)據(jù)輸出端分別與解串器模塊的4個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入端相連。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述PCI總線(xiàn)接口電路，以32位PCI總線(xiàn)接口芯片為核心,插在上位計(jì)算機(jī)的PCI插槽內(nèi)，通過(guò)32位PCI總線(xiàn)以DMA方式將數(shù)據(jù)上傳到上位計(jì)算機(jī)中。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的上位計(jì)算機(jī)安裝有LabVIEW軟件，使用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)了 PCI總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通信程序，用于接收經(jīng)PCI總線(xiàn)上傳的變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)，并采用FFT、小波變換、相關(guān)分析和數(shù)字濾波等信號(hào)處理算法對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以獲取變壓器局部放電的信號(hào)特征，然后判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象。
[0013]本發(fā)明在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置的工作原理:
傳感器模塊內(nèi)的2個(gè)羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器和2個(gè)超聲波傳感器分別將變壓器局部放電時(shí)產(chǎn)生高頻脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后，經(jīng)同軸電纜輸入信號(hào)處理電路模塊，信號(hào)處理電路模塊在PLC控制器的控制下對(duì)輸入的局部放電特征信號(hào)進(jìn)行放大和濾波后，輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器按照PLC控制器設(shè)定的采樣率對(duì)局部放電產(chǎn)生的4路電-聲聯(lián)合信號(hào)進(jìn)行高速同步采樣后，將采樣數(shù)據(jù)經(jīng)4路LVDS高速串行總線(xiàn)輸入解串器模塊，解串器模塊中的4個(gè)解串器分別將4路串行采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)后輸入FIFO存儲(chǔ)器中的4個(gè)8位FIFO芯片進(jìn)行暫存，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的數(shù)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，在PLC控制器的控制下，將FIFO存儲(chǔ)器中的4路8位并行采樣數(shù)據(jù)拼接成32位數(shù)據(jù)后，經(jīng)32位的PCI總線(xiàn)接口電路上傳到上位計(jì)算機(jī)，在上位計(jì)算機(jī)中使用FFT、小波變換、相關(guān)分析、數(shù)字濾波等信號(hào)處理算法綜合分析變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的特征，從而準(zhǔn)確判斷出變壓器的故障類(lèi)型、故障程度和故障位置，并完成數(shù)據(jù)顯示、錄波分析和網(wǎng)絡(luò)通信等功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器局部放電信號(hào)的遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的有益效果是:
1.使用具有高速并行邏輯控制功能的PLC控制器控制多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的寬頻(范圍為IOkHz?IOMHz)電-聲聯(lián)合信號(hào)的同步實(shí)時(shí)采樣，能夠及時(shí)獲得完整的局部放電信號(hào)特征，從而提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
[0015]2.使用PCI總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎蛯?shí)時(shí)性。
[0016]3.在上位計(jì)算機(jī)中采用具有強(qiáng)大信號(hào)處理功能的LabVIEW軟件對(duì)局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)進(jìn)行綜合分析與處理，不僅簡(jiǎn)化了軟件設(shè)計(jì)，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電信號(hào)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)。
[0017]4.該裝置以PLC控制器為控制核心，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易維護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定性高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明中傳感器模塊的功能示意圖。
[0020]圖中:1-傳感器模塊，2-PLC控制器，3-信號(hào)處理電路模塊，4_模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，5_解串器模塊，6-FIF0存儲(chǔ)器，7-PCI總線(xiàn)接口電路，8-上位計(jì)算機(jī)，11-羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A，12-羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B，13-超聲波傳感器A，14-超聲波傳感器B，31-信號(hào)放大處理電路，32-信號(hào)濾波處理電路，51-解串器A，52-解串器B，53-解串器C，54-解串器D，61-8 位 FIFO 芯片 A，62-8 位 FIFO 芯片 B，63-8 位 FIFO 芯片 C，64-8 位 FIFO 芯片 D。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例:
如附圖1、2所示，一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器模塊1、信號(hào)處理電路模塊3、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4、解串器模塊5、FIF0存儲(chǔ)器6和PCI總線(xiàn)接口電路7和上位計(jì)算機(jī)8 ;其中，該裝置還包括PLC控制器2，且PLC控制器2設(shè)有I/O端口和RS232接口 ；所述的信號(hào)處理電路模塊3、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4、解串器模塊5、FIFO存儲(chǔ)器6和PCI總線(xiàn)接口電路7的控制端分別與PLC控制器2的I/O端口相連接，所述上位計(jì)算機(jī)8通過(guò)RS232總線(xiàn)與PLC控制器2的RS232接口相連接；所述的PLC控制器2分別控制信號(hào)處理電路模塊3和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4，對(duì)傳感器模塊I采集到的變壓器局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和同步A/D變換后，經(jīng)解串器模塊5將采樣數(shù)據(jù)暫存在FIFO存儲(chǔ)器6中，然后在PLC控制器2的控制下，將8位采樣數(shù)據(jù)拼接成32位數(shù)據(jù)后，經(jīng)32位的PCI總線(xiàn)接口電路7上傳到上位計(jì)算機(jī)8，在上位計(jì)算機(jī)8中對(duì)電-聲信號(hào)聯(lián)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理，以判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象，同時(shí)，所述上位計(jì)算機(jī)8通過(guò)RS232總線(xiàn)對(duì)PLC控制器2的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與設(shè)置。
[0023]所述的傳感器模塊I包括羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A 11、羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B 12、超聲波傳感器A 13和超聲波傳感器B 14 ;其中，羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A 11和羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B 12分別安裝在變壓器高、低壓側(cè)的中性點(diǎn)處，其頻帶寬度設(shè)置為IOkHz?IOMHz ;超聲波傳感器A 13和超聲波傳感器B 14分別通過(guò)凝膠耦合劑粘貼在變壓器的高、低壓側(cè)油箱壁上，其帶寬為40kHz?200kHz。
[0024]所述的信號(hào)處理電路模塊3包括信號(hào)放大處理電路31和信號(hào)濾波處理電路32 ；所述的信號(hào)放大處理電路31的輸入端與傳感器模塊I的輸出端相連接，信號(hào)放大處理電路31的輸出端與信號(hào)濾波處理電路32的輸入端相連接，信號(hào)濾波處理電路32的輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸入端相連接。
[0025]所述的解串器模塊5主要由解串器A 51、解串器B 52、解串器C 53和解串器D54共4個(gè)解串器組成；且解串器模塊5的串行數(shù)據(jù)輸入端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸出端相連接，并行數(shù)據(jù)輸出端與FIFO存儲(chǔ)器6的8位并行數(shù)據(jù)輸入端相連接。
[0026]所述的FIFO存儲(chǔ)器6主要由8位FIFO芯片A 61、8位FIFO芯片B 62、8位FIFO芯片C 63和8位FIFO芯片D 64組成，且這4個(gè)FIFO芯片的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q [7:0]依次與PCI總線(xiàn)接口電路7的32位并行數(shù)據(jù)輸入總線(xiàn)D[31:0]相連接。
[0027]所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4的采樣精度為8位，轉(zhuǎn)換速率達(dá)100MSPS，具有4個(gè)同步采樣通道，其4路同步LVDS串行數(shù)據(jù)輸出端分別與解串器模塊的4個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入端相連。
[0028]所述PCI總線(xiàn)接口電路7以32位PCI總線(xiàn)接口芯片為核心，插在上位計(jì)算機(jī)的PCI插槽內(nèi)，通過(guò)32位PCI總線(xiàn)以DMA方式將數(shù)據(jù)上傳到上位計(jì)算機(jī)中。[0029]所述的上位計(jì)算機(jī)8安裝有LabVIEW軟件，使用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)了 PCI總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通信程序，用于接收經(jīng)PCI總線(xiàn)上傳的變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)，并采用FFT、小波變換、相關(guān)分析和數(shù)字濾波等信號(hào)處理算法對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，以獲取變壓器局部放電的信號(hào)特征，然后判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象。
[0030]該實(shí)施例的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定性好，且精確度高、可靠性強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，包括依次連接的傳感器模塊(1)、信號(hào)處理電路模塊(3)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、解串器模塊(5 )、FIFO存儲(chǔ)器(6 )和PCI總線(xiàn)接口電路(7)和上位計(jì)算機(jī)(8);其特征在于:該裝置還包括PLC控制器(2)，且PLC控制器(2)設(shè)有I/O端口和RS232接口；所述的信號(hào)處理電路模塊(3)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、解串器模塊(5)、FIFO存儲(chǔ)器(6)和PCI總線(xiàn)接口電路(7)的控制端分別與PLC控制器(2)的I/O端口相連接，所述上位計(jì)算機(jī)(8)通過(guò)RS232總線(xiàn)與PLC控制器(2)的RS232接口相連接；所述的PLC控制器(2 )分別控制信號(hào)處理電路模塊(3 )和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4 )，對(duì)傳感器模塊(I)采集到的變壓器局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)和超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和同步A/D變換后，經(jīng)解串器模塊(5 )將采樣數(shù)據(jù)暫存在FIFO存儲(chǔ)器(6 )中，然后在PLC控制器(2 )的控制下，將8位采樣數(shù)據(jù)拼接成32位數(shù)據(jù)后，經(jīng)32位的PCI總線(xiàn)接口電路(7)上傳到上位計(jì)算機(jī)(8)，在上位計(jì)算機(jī)(8)中對(duì)電-聲信號(hào)聯(lián)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和處理，以判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象，同時(shí)，所述上位計(jì)算機(jī)(8 )通過(guò)RS232總線(xiàn)對(duì)PLC控制器(2)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的傳感器模塊(1)包括羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A (11)、羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B (12)、超聲波傳感器A (13)和超聲波傳感器B (14);其中，羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器A (11)和羅果夫斯基線(xiàn)圈傳感器B (12)分別安裝在變壓器高、低壓側(cè)的中性點(diǎn)處，其頻帶寬度設(shè)置為IOkHz~IOMHz ;超聲波傳感器A (13)和超聲波傳感器B (14)分別通過(guò)凝膠耦合劑粘貼在變壓器的高、低壓側(cè)油箱壁上，其帶寬為40kHz~200kHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的信號(hào)處理電路模塊(3)包括信號(hào)放大處理電路(31)和信號(hào)濾波處理電路(32);所述的信號(hào)放大處理電路(31)的輸入端與傳感器模塊(I)的輸出端相連接，信號(hào)放大處理電路(31)的輸出端與信號(hào)濾波處理電路(32)的輸入端相連接,信號(hào)濾波處理電路(32)的輸出端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的輸入端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的解串器模塊(5)主要由解串器A (51)、解串器B (52)、解串器C (53)和解串器D (54)共4個(gè)解串器組成；且解串器模塊(5)的串行數(shù)據(jù)輸入端與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的輸出端相連接，并行數(shù)據(jù)輸出端與FIFO存儲(chǔ)器(6)的8位并行數(shù)據(jù)輸入端相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的FIFO存儲(chǔ)器(6)主要由8位FIFO芯片A (61)、8位FIFO芯片B (62)、8位FIFO芯片C (63)和8位FIFO芯片D (64)組成，且這4個(gè)FIFO芯片的8位并行數(shù)據(jù)輸出總線(xiàn)Q[7:0]依次與PCI總線(xiàn)接口電路(7)的32位并行數(shù)據(jù)輸入總線(xiàn)D[31:0]相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的采樣精度為8位，轉(zhuǎn)換速率達(dá)100MSPS，具有4個(gè)同步采樣通道，其4路同步LVDS串行數(shù)據(jù)輸出端分別與解串器模塊的4個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述PCI總線(xiàn)接口電路(7)以32位PCI總線(xiàn)接口芯片為核心，插在上位計(jì)算機(jī)的PCI插槽內(nèi)，通過(guò)32位PCI總線(xiàn)以DMA方式將數(shù)據(jù)上傳到上位計(jì)算機(jī)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的變壓器局部放電信號(hào)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的上位計(jì)算機(jī)(8)安裝有LabVIEW軟件，使用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)了 PCI總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)通信程序，用于接收經(jīng)PCI總線(xiàn)上傳的變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)，并采用FFT、小波變換、相關(guān)分析和數(shù)字濾波等信號(hào)處理算法對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的電-聲信號(hào)的同步采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處 理，以獲取變壓器局部放電的信號(hào)特征，然后判斷變壓器內(nèi)是否存在局部放電現(xiàn)象。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103809087SQ201310715630
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】麥艷紅, 鐘文, 謝偉山, 羅小霞 申請(qǐng)人:廣西桂網(wǎng)電力試驗(yàn)有限公司