一种配电变压器状态监测与故障诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，包括配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块、故障诊断输出模块、远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块，的配电变压器状态监测模块包括配电变压器特征气体监测单元、配电变压器绕组温度监测单元、配电变压器局部放电监测单元和配电变压器介电损耗监测单元，的配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块和故障诊断输出模块依次相连，远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块分别与MCU控制处理模块相连。与现有技术相比，本发明专利技术功能性强、可靠性高、实时监测参数种类多、稳定性强、监测精度高，同时可以准确识别出配电变压器各类型常见故障。

【技术实现步骤摘要】
一种配电变压器状态监测与故障诊断装置
本专利技术涉及配电设备故障诊断
，尤其是涉及一种配电变压器状态监测与故障诊断装置。
技术介绍
电力变压器作为电力系统中起着承上启下的核心设备之一，其安全、可靠的运行直接影响到整个电力系统的安全、稳定。目前针对电力变压器的状态监测与故障诊断装置大都偏向于35kV及以上的高压电力变压器，而对于10kV及以下的配电变压器状态监测的设计与故障诊断的研究并没有得到相应的推广与应用。随着智能配电网建设的深入推进，对于10kV及以下的配电变压器状态监测与故障诊断提出了更高的要求。一方面，10kV及以下的配电变压器的安装地点大都处于户外，工作环境相较于35kV及以上的高压电力变压器恶劣很多，发生故障的几率大，且10kV及以下的配电变压器数量巨大、分布范围极为广泛；另一方面，针对10kV及以下的配电变压器的检修一般采用计划性检修，存在检修针对性不强、分不清主次、检修方式僵化等问题，不仅浪费了大量的人力、物力、财力，还降低了配电变压器的利用率和电网的供电可靠性，严重影响到电网的整体经济效益。同时10kV及以下的配电变压器几乎很少配备具有故障诊断功能的在线状态监测装置，且此类诊断装置存在功能简单、精度低、实时性差、稳定性差和监测参数单一等缺点，无法可靠、准确的识别出配电变压器常见的故障类型。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，能够对10kV及以下的配电变压器进行故障检测。实现上述目的的一种技术方案是：一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，包括配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块、故障诊断输出模块、远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块，所述的配电变压器状态监测模块包括配电变压器特征气体监测单元、配电变压器绕组温度监测单元、配电变压器局部放电监测单元和配电变压器介电损耗监测单元，所述的配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块和故障诊断输出模块依次相连，远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块分别与MCU控制处理模块相连。进一步的，所述的配电变压器特征气体监测单元包括配电变压器油气分离单元和光纤气体传感器阵列单元。进一步的，所述的配电变压器绕组温度监测单元包括锯齿波滤波器单元、光纤光栅温度传感器测量单元、光电探测器接收单元和信号调理单元。进一步的，所述的配电变压器局部放电监测单元包括压电式超声波传感器单元、前置放大单元和滤波放大单元。进一步的，所述的配电变压器介电损耗监测单元包括配电变压器三相电压单元、配电变压器基准电压获取单元、配电变压器三相电流单元、配电变压器三相电流采集单元和配电变压器模拟信号调理单元。进一步的，所述的A/D数模转换模块采用ADS8344数模转换芯片。进一步的，所述的MCU控制处理模块采用STM32H747主控芯片。进一步的，所述的故障诊断输出模块采用GRU神经网络算法识别配电变压器常见的油中溶解气体故障、绕组温度故障、局部放电故障、接地电流故障。进一步的，所述的POE电源模块包括PSE供电端部分和PE受电端部分，其中PE受电端部分采用AMS1117-5.0电压转换芯片。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术装置中的配电变压器状态监测模块包括配电变压器特征气体监测单元、绕组温度监测单元、局部放电监测单元和介电损耗监测单元，涵盖了配电变压器几乎所有常见故障的状态参数，完全满足智能配电网下对配电变压器实时状态监测与故障诊断的要求。其中绕组温度监测单元中的光纤光栅温度传感器弥补了传统直接测量法破坏变压器绝缘的劣势，无需提供电源，具有非常高的准确性和稳定性，特别适合环境恶劣的户外场所；局部放电监测单元中的压电式超声波传感器弥补了传统局部放电监测方法受电磁干扰的劣势，具有精度高、抗干扰能力强等优点，同时还可以准确定位配电变压器的放电位置。(2)本专利技术装置的POE电源模块是指在目前现有以太网Cat-5双绞线布线的基础上，不对任何架构作改动，采用一根以太网双绞线传输数据的同时又能提供直流电的技术，具有以下优点：可以和标准以太网架构实现无缝集成；避免了交流供电繁琐的安装，有效降低了安装、施工费用；可以实现对配电变压器的远程监控；AMS1117-5.0电压转换芯片可以完全满足各模块所需的工作电压。附图说明图1为本专利技术一种配电变压器状态监测与故障诊断装置的结构框图；图中标号所示：1、配电变压器状态监测模块，11、配电变压器特征气体监测单元，12、配电变压器绕组温度监测单元，13、配电变压器局部放电监测单元，14、配电变压器介电损耗监测单元14，111、配电变压器油气分离单元，112、光纤气体传感器阵列单元，121、锯齿波滤波器单元，122、光纤光栅温度传感器测量单元，123、光电探测器接收单元，124、信号调理单元，131、压电式超声波传感器单元，132、前置放大单元，133、滤波放大单元，141、配电变压器三相电压单元，142、配电变压器基准电压获取单元，143、配电变压器三相电流单元，144、配电变压器三相电流采集单元，145、配电变压器模拟信号调理单元，2、A/D数模转换模块，3、MCU控制处理模块，4、故障诊断输出模块，5、远程无线通信模块，6、HMI人机交互模块，7、POE电源模块。具体实施方式为了能更好地对本专利技术的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：请参阅图1，本专利技术涉及一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，该装置包括配电变压器状态监测模块1、A/D数模转换模块2、MCU控制处理模块3、故障诊断输出模块4、远程无线通信模块5、HMI人机交互模块6和POE电源模块7：(1)配电变压器状态监测模块1：包括配电变压器特征气体监测单元11、配电变压器绕组温度监测单元12、配电变压器局部放电监测单元13和配电变压器介电损耗监测单元14，其中：配电变压器特征气体监测单元11包括配电变压器油气分离单元111和光纤气体传感器阵列单元112；优选的，配电变压器特征气体监测单元11具体监测流程如下：首先将配电变压器油气分离单元111安装在配电变压器油流动顺畅的部位，然后渗透膜将会把溶解在配电变压器油中的特征气体(H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO、CO2等)分离出来，最后光纤气体传感器阵列单元112将会捕捉到分离到气室内的特征气体，并将气体信号转为为MCU控制处理模块3能够识别处理的电信号。配电变压器绕组温度监测单元12包括锯齿波滤波器单元121、光纤光栅温度传感器测量单元122、光电探测器接收单元123和信号调理单元124；优选的，配电变压器绕组温度监测单元12具体监测流程如下：首先将配电变压器绕组温度监测单元12安装在配电变压器三相绕组上(共计6个绕组)，然后锯齿波滤波器单元121中的压电体器件通过不断的对配电变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，包括配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块、故障诊断输出模块、远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块，所述的配电变压器状态监测模块包括配电变压器特征气体监测单元、配电变压器绕组温度监测单元、配电变压器局部放电监测单元和配电变压器介电损耗监测单元，所述的配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块和故障诊断输出模块依次相连，远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块分别与MCU控制处理模块相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，包括配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块、故障诊断输出模块、远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块，所述的配电变压器状态监测模块包括配电变压器特征气体监测单元、配电变压器绕组温度监测单元、配电变压器局部放电监测单元和配电变压器介电损耗监测单元，所述的配电变压器状态监测模块、A/D数模转换模块、MCU控制处理模块和故障诊断输出模块依次相连，远程无线通信模块、HMI人机交互模块和POE电源模块分别与MCU控制处理模块相连。


2.根据权利要求1所述的一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的配电变压器特征气体监测单元包括配电变压器油气分离单元和光纤气体传感器阵列单元。


3.根据权利要求1所述的一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的配电变压器绕组温度监测单元包括锯齿波滤波器单元、光纤光栅温度传感器测量单元、光电探测器接收单元和信号调理单元。


4.根据权利要求1所述的一种配电变压器状态监测与故障诊断装置，其特征在于，所述的配电变压器局部放电监测单元包括压电式超...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩万里，黄晨宏，傅铭，胡达，王辉，蔡晔，陈子豪，郑真，汪笃红，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31