一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，特別是涉及一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，屬于變壓器安全運行監(jiān)測技術領域。
【背景技術】
[0002]配電變壓器是配電網(wǎng)絡中的重要電力設備，其運行數(shù)據(jù)是配電網(wǎng)絡的基礎和重要數(shù)據(jù)，配電變壓器監(jiān)測終端是配電自動化系統(tǒng)的重要部分，在系統(tǒng)中完成采集模擬量和狀態(tài)量以及執(zhí)行遙控操作等功能，實現(xiàn)對配電變壓器遙測、遙信、遙控功能，可以保障配電系統(tǒng)的可靠運行。
[0003]目前，配電變壓器監(jiān)測終端的監(jiān)測范圍仍較小、監(jiān)測實時性能仍較差，普遍存在監(jiān)測效果較低的缺陷；為此需要設計一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測，從而及早發(fā)現(xiàn)變壓器故障。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，在全面擴大監(jiān)測范圍的基礎上，實現(xiàn)變壓器性能的實時在線監(jiān)測，并結合變壓器監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)綜合判斷變壓器健康狀況，從而可確保變壓器安全運行。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置，包括相互通訊的變壓器監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)管理單元，所述變壓器監(jiān)測單元至少為一臺，所述數(shù)據(jù)管理單元用于根據(jù)變壓器監(jiān)測單元獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析來預測變壓器健康狀況。
[0006]其中，所述變壓器監(jiān)測單元包括嵌入式微處理器電路，均與嵌入式微處理器電路的輸入接口相連并單向通訊的溫度信號調理電路、電流信號調理電路、電壓信號調理電路、撥碼開關電路、視頻信號調理電路、環(huán)境溫濕度信號調理電路、鍵盤電路、電源電路和時鐘電路，均與嵌入式微處理器電路的輸出接口相連并單向通訊的液晶顯示電路、超溫報警輸出電路、超溫風機控制電路、超溫跳閘輸出電路、保護控制輸出電路和除濕控制電路，以及均與嵌入式微處理器電路雙向通訊連接的通信接口電路和SD卡存儲電路；所述數(shù)據(jù)管理單元通過通信接口電路與嵌入式微處理器電路相連。
[0007]而且，所述溫度信號調理電路的輸入端連接有溫度傳感器，所述電流信號調理電路的輸入端連接有電流傳感器，所述電壓信號調理電路的輸入端連接有電壓傳感器，所述視頻信號調理電路的輸入端連接有視頻攝像頭，所述環(huán)境溫濕度信號調理電路的輸入端連接有環(huán)境溫濕度傳感器；所述溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器均布設于變壓器上，所述視頻攝像頭對準變壓器安裝，所述環(huán)境溫濕度傳感器布設于變壓器所在現(xiàn)場環(huán)境中。
[0008]本發(fā)明的監(jiān)測裝置進一步設置為:所述變壓器監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)管理單元通過無線或有線相連。
[0009]本發(fā)明的監(jiān)測裝置進一步設置為:所述電流傳感器采用開口式電流互感器，布設在變壓器的輸出端母排上。
[0010]本發(fā)明的監(jiān)測裝置進一步設置為:所述溫度信號調理電路包括均與嵌入式微處理器電路的A/D端口相連的A相溫度信號調理電路、B相溫度信號調理電路和C相溫度信號調理電路；所述溫度傳感器包括分別與A相溫度信號調理電路、B相溫度信號調理電路和C相溫度信號調理電路相連的A相溫度傳感器、B相溫度傳感器和C相溫度傳感器。
[0011]以及，所述電流信號調理電路包括均與嵌入式微處理器電路的A/D端口相連的A相電流信號調理電路、B相電流信號調理電路和C相電流信號調理電路；所述電流傳感器包括分別與A相電流信號調理電路、B相電流信號調理電路和C相電流信號調理電路相連的A相電流傳感器、B相電流傳感器和C相電流傳感器。
[0012]以及，所述溫度信號調理電路包括均與嵌入式微處理器電路的A/D端口相連的A相電壓信號調理電路、B相電壓信號調理電路和C相電壓信號調理電路；所述電壓傳感器包括分別與A相電壓信號調理電路、B相電壓信號調理電路和C相電壓信號調理電路相連的A相電壓傳感器、B相電壓傳感器和C相電壓傳感器。
[0013]本發(fā)明的監(jiān)測裝置進一步設置為:所述液晶顯示電路的輸出端連接有顯示屏，所述超溫報警輸出電路的輸出端連接有報警器，所述超溫風機控制電路的輸出端連接有風機，所述超溫跳閘輸出電路的輸出端與變壓器的跳閘開關相連，所述保護控制輸出電路的輸出端與變壓器的保護開關相連，所述除濕控制電路的輸出端連接有除濕機。
[0014]本發(fā)明的監(jiān)測裝置進一步設置為:所述顯示屏的顯示內容包括變壓器的鐵芯溫升，變壓器電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、1-31次電壓諧波、1-31次電流諧波，環(huán)境溫濕度，現(xiàn)場視頻圖像，風機和除濕機狀態(tài)，變壓器的三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度，以及變壓器機號。
[0015]本發(fā)明還提供一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
1)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)；
通過變壓器監(jiān)測單元的溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、視頻攝像頭和環(huán)境溫濕度傳感器分別采集變壓器溫度、變壓器電流、變壓器電壓、現(xiàn)場視頻圖像和現(xiàn)場環(huán)境溫度，并作為實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式微處理器電路；嵌入式微處理器電路將接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總后通過通信接口電路傳輸給數(shù)據(jù)管理單元；
2)統(tǒng)計分析出變壓器特征量；
數(shù)據(jù)管理單元將獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析出變壓器特征量，包括變壓器鐵芯溫升并繪制溫升曲線，變壓器電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、1-31次電壓諧波、1-31次電流諧波、三相電壓不平衡度和三相電流不平衡度，以及變壓器負荷狀況、超溫報警狀況、變壓器環(huán)境溫濕度情況、風機和除濕機開啟情況；
3)預測變壓器健康狀況；
根據(jù)統(tǒng)計分析的變壓器特征量，利用最大熵譜法在線預測變壓器健康狀況；
數(shù)據(jù)管理單元還根據(jù)獲取的現(xiàn)場視頻圖像在線監(jiān)測變壓器現(xiàn)場人員出入情況。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
1、本發(fā)明提供的一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置，通過多臺變壓器監(jiān)測單元和一臺數(shù)據(jù)管理單元的設置，其中每臺變壓器監(jiān)測單元均包括嵌入式微處理器電路，與嵌入式微處理器電路相連的多路信號調理電路、撥碼開關電路、鍵盤電路、電源電路、時鐘電路、液晶顯示電路、以及多路控制輸出電路、通信接口電路和SD卡存儲電路，利用多路信號調理電路分別連接的采集監(jiān)測數(shù)據(jù)用傳感器，可大幅擴大監(jiān)測范圍；而數(shù)據(jù)管理單元可根據(jù)變壓器監(jiān)測單元獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析來預測變壓器健康狀況，不僅實現(xiàn)變壓器性能的實時在線監(jiān)測，還可實現(xiàn)綜合判斷變壓器健康狀況，從而可確保變壓器安全運行。
[0017]2、本發(fā)明提供的一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，通過獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析出變壓器特征量，再利用最大熵譜法在線預測變壓器健康狀況；其中數(shù)據(jù)管理單元還根據(jù)獲取的現(xiàn)場視頻圖像在線監(jiān)測變壓器現(xiàn)場人員出入情況。因此，在線監(jiān)測高效的同時，還具備預測變壓器健康狀況的功能。
[0018]上述內容僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術手段，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置中變壓器監(jiān)測單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]如圖1所示的一種用于配電變壓器性能在線監(jiān)測裝置，包括相互通訊的變壓器監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)管理單元，其中變壓器監(jiān)測單元至少為一臺，數(shù)據(jù)管理單元用于根據(jù)變壓器監(jiān)測單元獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析來預測變壓器健康狀況；圖1中所示的變壓器監(jiān)測單元為η臺，分別為1號變壓器監(jiān)測單元、2號變壓器監(jiān)測單元、3號變壓器監(jiān)測單元、……、η號變壓器監(jiān)測單元；每臺變壓器監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)管理單元可通過無線或有線相連，組網(wǎng)快捷方便。
[0022]如圖2所示，每臺變壓器監(jiān)測單元包括嵌入式微處理器電路，均與嵌入式微處理器電路的輸入接口相連并單向通訊的溫度信號調理電路、電流信號調理電路、電壓信號調理電路、撥碼開關電路、視頻信號調理電路、環(huán)境溫濕度信號調理電路、鍵盤電路、電源電路和時鐘電路，均與嵌入式微處理器電路的輸出接口相連并單向通訊的液晶顯示電路、超溫報警輸出電路、超溫風機控制電路、超溫跳閘輸出電路、保護控制輸出電路和除濕控制電路，以及均與嵌入式微處理器電路雙向通訊連接的通信接口電路和SD卡存儲電路；所述數(shù)據(jù)管理單元通過通信接口電路與嵌入式微處理器電路相連。
[0023]其中，所述溫度信號調理電路的輸入端連接有溫度傳感器，所述電流信號調理電路的輸入端連接有電流傳感器，所述電壓信號調理電路的輸入端連接有電壓傳感器，所述視頻信號調理電路的輸入端連接有視頻攝像頭，所述環(huán)境溫濕度信號調理電路的輸入端連接有環(huán)境溫濕度傳感器；即，溫度傳感器通過溫度信號調理電路與嵌入式微處理器電路單向通訊連接，電流傳感器通過電流信號調理電路與嵌入式微處理器電路單向通訊連接，電壓傳感器通過電壓信號調理電路與嵌入式微處理器電路單向通訊連接，視頻攝像頭通過視頻信號調理電路與嵌入式微處理器電路單向通訊連接，環(huán)境溫濕度傳感器通過環(huán)境溫濕度信號調理電路與嵌入式微處理器電路單向通訊連接。
[0024]所述溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器均布設于變壓器上，所述視頻攝像頭對準變壓器安