动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统及其方法，属于变压器技术领域。它解决了现有技术中对缺乏远程监测变压器油泵轴承偏移量的问题。本故障监测和预警系统包括云计算中心，均与云计算中心连接的若干个现场监测仪和若干个客户端，现场监测仪用于检测变压器转子轴承的偏移量，云计算中心用于对数据进行分析判断现场监测仪所对应变压器油泵的运行工况并将结果输出给客户端进行显示。本方法包括：A、建立PCA主元模型；B、对比判断；C、输出比较结果：本动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统及其方法能够实现变压器有本远程故障监测和预警，监测全面并且实时显示，实用性高。

【技术实现步骤摘要】
动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统及其方法
本专利技术属于变压器油泵
，涉及动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统及其方法。
技术介绍
“和谐”系列高速电动车组全部是动力分散式交流传动电动车组。交流传动电动车组将电能转变为机械能的过程是：接触网提供25kV单相工频高压电→牵引变压器将高压电降压→降压后的单相工频电输出到牵引变流器→牵引变流器完成整流、滤波和逆变，输出可调频、调压的三相交流电→驱动三相交流异步牵引电机→列车运行。可见，牵引变压器是动车组列车的动力核心。大功率牵引变压器工作时，会产生大量的热量，如果不能及时将这些热量传递出去，变压器内部温度过高，会导致线圈老化、绝缘失效等严重后果。目前，动车组牵引变压器大多采用强油风冷式冷却装置，热油被油泵抽出进入油冷却器，油冷却装置利用风扇吹风把热量带走，冷却器后的变压器油再回到牵引变压器油箱。通过强油循环及风冷散热，使变压器油温度降低到设计要求的数值。油泵是牵引变压器冷却系统的动力部件；另外，每套变压器冷却系统一般只配置1台油泵。可见，油泵的可靠性直接决定了冷却系统的性能。动机牵引变压器大多配套使用Y型油泵，转子与定子之间气隙小。在长期的运转中，轴承磨损会导致转子径向及轴向位移，具体体现为定转子间的径向气隙变化及轴向相对位移。若未能及时监测油泵的轴承磨损且在轴承发生故障前进行预报，则轴承故障会进一步演化为定、转子间的直接摩擦，可能造成重大事故。中国专利封闭马达的轴承磨耗监视装置[申请号97116268.9]，针对普通屏蔽电机的轴承磨损提出了一种基于检测线圈的检测装置，其公开的技术方案如下：封闭马达的轴承磨耗监视装置，备有检测回路，分别在油泵定子铁心齿部长度方向两端，以180度间隔设置相向的一对检测线圈，通过整流元件将该相向的各一对检测线圈的差动输出接线回路并联连接，将输出显示器与该并联回路串联连接。如图1所示，该专利是通过测量线圈的信号变化来检测转子轴承位移，为了便于说明，在图1中设定了3维坐标系。其中，检测线圈C1、检测线圈C3、检测线圈C5、检测线圈C7用于检测转子轴承在Z轴方向位移，而检测线圈C2、检测线圈C4、检测线圈C6、检测线圈C8用于转子轴承在X轴方向位移，检测线圈C1-检测线圈C8均具有两个引出端。在其公开的技术方案中，将检测线圈C1-检测线圈C8按照图2所示线路进行连接，可以通过电压表的输出获得转子Z轴方向和X轴方向位移。然而，该专利公开的技术方案存在以下缺点：1、只能实现转子Z轴方向和X轴方向位移的检测，当转子轴承发生y轴方向位移时，则无法检测。2、只能输出电压值的模拟信号，并不能直观的反应故障情况，并且输出的信号不能够使用信息化管理的需求；3、智能现场检测和预警，不能实现远程监测预警。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，该系统所要解决的技术问题是如何实现动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警。本专利技术通过下列技术方案来实现：动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，包括现场监测仪、云计算中心和客户端，其特征在于，所述现场监测仪和客户端均有若干个，若干个现场监测仪和若干个客户端分别配置有唯一识别条码且均通过无线网络与所述云计算中心连接，所述现场监测仪用于检测变压器转子轴承X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的偏移量并将检测结果输出，所述X轴、Y轴和Z轴为以转子轴承2一个端面的中心为原点且以转子轴承2的轴心线为X轴所建立的空间直角坐标系的三条互相垂直的坐标轴，所述X轴为横轴，Y轴为纵轴，Z轴为竖轴,所述云计算中心用于接收现场监测仪的检测结果进行分析判断现场监测仪所对应变压器油泵的运行工况并将结果输出给客户端，所述客户端接收云计算中心发送的计算结果并将监测结果进行显示，当所述云计算中心分析出某个变压器油泵发生故障时客户端进行预警提示。本动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统的工作原理如下：将具有唯一识别条码的现场监测仪安装在对应的动车组牵引变压器油泵上，现场监测仪工作后实时采集变压器油泵的工况数据，并将检测到的工况数据通过无线网络发送到云计算中心，云计算中心接收工况数据后进行分析处理并将数据存储备份，处理结束后云计算中心通过无线网络将结果发送客户端进行显示；此外，当处理结果显示有油泵发生故障后，云计算中心记录对应的现场监测仪识别条码，同时将处理结果发送给客户端，通过客户端提示用户，客户可以非常方便地根据检测到故障的现场监测仪的唯一识别条码来辨别对应的变压器油泵。在上述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统中，所述系统还包括企业数据中心，所述企业数据中心与所述云计算中心通过无线网络连接，所述企业数据中心接收云计算中心的数据并进行备份。这里所说的企业数据中心主要为油泵生产企业服务，通过企业数据中心能够将油泵的运行数据备份，确保数据的安全性，这样能够便于油泵生产企业对数据进行分析和研究。在上述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统中，所述现场监测仪包括依次以90度间隔设在油泵定子左端的检测线圈C1-检测线圈C4、依次以90度间隔设在油泵定子右端的检测线圈C5-检测线圈C8、开关组一、开关组二和控制器，所述检测线圈C1和检测线圈C5位置相对应，所述检测线圈C1和检测线圈C3串联形成回路一，所述检测线圈C5和检测线圈C7串联形成回路二，所述开关组一和开关组二能够相互配合使检测线圈C2与检测线圈C4串联形成回路三且检测线圈C6与检测线圈C8串联形成回路四，或者所述开关组一和开关组二能够相互配合使检测线圈C2与检测线圈C6串联形成回路五且检测线圈C4与检测线圈C8串联形成回路六，所述回路一-回路六分别与所述控制器的输入端连接，所述控制器分别根据回路一和回路二、回路三和回路四、回路五和回路六输入的电信号计算出转子轴承在各个方向上的偏移量。通过在油泵定子上设置八个检测线圈，检测线圈C1-检测线圈C4设置在油泵定子的左端并相互之间间隔90度，检测线圈C5-检测线圈C8设置在油泵定子右端的相应位置，这样能够便于建X-Y-Z立直角坐标系，并且检测线圈C1与检测线圈C3串联配对形成回路一，检测线圈C5与检测线圈C7串联配对形成回路二，此外通过开关组一和开关组二的配合时检测线圈C2、检测线圈C4、检测线圈C6和检测线圈C8能够在不同时刻实现如下配对方案：1、检测线圈C2与检测线圈C4串联形成回路三且检测线圈C6与检测线圈C8串联形成回路四；2、检测线圈C2与检测线圈C6串联形成回路五且检测线圈C4与检测线圈C8串联形成回路六，这样可以通过控制器对回路一和回路二、回路三和回路四、回路五和回路六进行差动分析处理：回路一和回路二两个回路信号差动处理后能够反映出油泵轴的Z轴方向的径向位移；回路三和回路四两个回路信号差动处理后能够反映出油泵轴的Y轴方向的径向位移；回路五和回路六两个回路信号差动处理后能够反映出油泵轴的X轴方向的径向位移，从而能够检测出油泵轴在建立的X-Y-Z立直角坐标系中任意方向上的偏移，实现转子轴承位置的全方位检测。在上述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统中，所述开关组一包括开关k1-开关k4，所述开关组二包括开关k5-开关k8，所述检测线圈C2的引出端一与控制器连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，包括现场监测仪、云计算中心和客户端，其特征在于，所述现场监测仪和客户端均有若干个，若干个现场监测仪和若干个客户端分别配置有唯一识别条码且均通过无线网络与所述云计算中心连接，所述现场监测仪用于检测变压器转子轴承(2)的偏移量并将检测结果输出，所述云计算中心用于接收现场监测仪的检测结果进行分析判断现场监测仪所对应变压器油泵的运行工况并将结果输出给客户端，所述客户端接收云计算中心发送的计算结果并将监测结果进行显示，当所述云计算中心分析出某个变压器油泵发生故障时客户端进行预警提示。

【技术特征摘要】
1.动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，包括现场监测仪、云计算中心和客户端，其特征在于，所述现场监测仪和客户端均有若干个，若干个现场监测仪和若干个客户端分别配置有唯一识别条码且均通过无线网络与所述云计算中心连接，所述现场监测仪用于检测变压器转子轴承(2)X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的偏移量并将检测结果输出，所述X轴、Y轴和Z轴为以转子轴承(2)一个端面的中心为原点且以转子轴承(2)的轴心线为X轴所建立的空间直角坐标系的三条互相垂直的坐标轴，所述X轴为横轴，Y轴为纵轴，Z轴为竖轴，所述云计算中心用于接收现场监测仪的检测结果进行分析判断现场监测仪所对应变压器油泵的运行工况并将结果输出给客户端，所述客户端接收云计算中心发送的计算结果并将监测结果进行显示，当所述云计算中心分析出某个变压器油泵发生故障时客户端进行预警提示。2.根据权利要求1所述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，其特征在于，所述系统还包括企业数据中心，所述企业数据中心与所述云计算中心通过无线网络连接，所述企业数据中心接收云计算中心的数据并进行备份。3.根据权利要求1或2所述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，其特征在于，所述现场监测仪包括依次以90度间隔设在油泵定子(1)左端的检测线圈C1-检测线圈C4、依次以90度间隔设在油泵定子(1)右端的检测线圈C5-检测线圈C8、开关组一(3)、开关组二(4)和控制器，所述检测线圈C1和检测线圈C5位置相对应，所述检测线圈C1和检测线圈C3串联形成回路一，所述检测线圈C5和检测线圈C7串联形成回路二，所述开关组一(3)和开关组二(4)能够相互配合使检测线圈C2与检测线圈C4串联形成回路三且检测线圈C6与检测线圈C8串联形成回路四，或者所述开关组一(3)和开关组二(4)能够相互配合使检测线圈C2与检测线圈C6串联形成回路五且检测线圈C4与检测线圈C8串联形成回路六，所述回路一-回路六分别与所述控制器的输入端连接，所述控制器分别根据回路一和回路二、回路三和回路四、回路五和回路六输入的电信号计算出转子轴承(2)在各个方向上的偏移量。4.根据权利要求3所述的动车组牵引变压器油泵远程故障监测和预警系统，其特征在于，所述开关组一(3)包括开关k1-开关k4，所述开关组二(4)包括开关k5-开关k8，所述检测线圈C2的引出端一与控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎贤钛，陈文联，张世荣，张其强，王道华，
申请(专利权)人：浙江尔格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33