变压器故障监测及报警系统技术方案

变压器故障监测及报警系统，它涉及电力系统技术领域。它包含云服务器、变压器现场检测器、管理员设备、变压器、高压线；所述的云服务器包含数据服务器、控制调度主站，多个变压器现场检测器的检测数据输出端连接于云服务器，且多个变压器现场检测器分别连接对应的变压器，各变压器均连接于高压线；多个管理员设备分别连接于云服务器；所述的变压器现场检测器包含防水外壳、位单片机、数据采集单元、数据分析单元、NB‑IOT通讯单元；适用于～kV配电网，能够实现故障区域及故障类型判定；具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。

【技术实现步骤摘要】
变压器故障监测及报警系统
本技术涉及电力系统
，具体涉及一种变压器故障监测及报警系统。
技术介绍
变压器在电力系统运行中发挥着重要作用，而且价格也非常昂贵，其主要功能是实现电能的分配、电压的转化以及转移的作用。电力系统安全与否、供电性能是否可靠、运行是否经济与变压器有着直接的关系。所以，变压器的正常运行对整个电力系统而言非常重要。因变压器长期处于不停歇的工作状态，所以无法避免故障的产生。当小电流接地系统发生单相接地故障时，其它两相对地电压升高到线电压，对电网的绝缘薄弱点形成威胁。如长期带故障运行，就有可能使故障进一步扩大成两点或多点接地甚至是相间短路；此外，间歇性弧光接地还会引起全系统过电压，进一步危及系统的绝缘。随着线路总长度的增加，电力系统规模的增大，对地电容电流变得越来越大，间歇性弧光接地引起的过电压也变得越来越高。特别在最近几年，由于单相接地故障造成电缆爆炸，互感器烧毁，甚至母线烧毁，发电机组停运等一系列恶性事故，对电网安全稳定运行造成极大的影响。所以，当小电流接地系统发生单相接地故障时，尽快找出故障线路排除故障就具有极其重大的意义。因此，相关电力运维人员需全面提高对变压器故障检测工作的重视，加强现代在线监测技术和故障诊断技术的应用，综合提高变压器的故障检测和维修效率，进而促进我国电力事业的进一步发展。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种变压器故障监测及报警系统，适用于6～35kV配电网，能够实现故障区域及故障类型判定；具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经小电阻接地、经高阻接地等接地方式，适用于6kV、10kV、35kV的系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案是：它包含云服务器1、变压器现场检测器2、管理员设备3、变压器4、高压线5；所述的云服务器1包含数据服务器11、控制调度主站12，多个变压器现场检测器2的检测数据输出端连接于云服务器1，且多个变压器现场检测器2分别连接对应的变压器4，各变压器4均连接于高压线5；多个管理员设备3分别连接于云服务器1；所述的变压器现场检测器2包含防水外壳、32位单片机、数据采集单元、数据分析单元、NB-IOT通讯单元；进一步的，所述的变压器现场检测器2、管理员设备3、变压器4数量相同，且均一一对应连接；实现一对一的控制及一对一检测。进一步的，所述的高压线5电压值为6-35kv，本系统适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经小电阻接地、经高阻接地等接地方式，适用于6kV、10kV、35kV的系统。进一步的，所述的变压器现场检测器2与变压器4之间的连接工作方式为铁芯电流信号提取。本技术的工作原理：云服务器负责系统运行、监控变压器状态。其它单元组成变压器现场监测器安装在现场，完成铁芯电流信号的提取，数字化处理、监测参数的显示、历史数据的自动保存，并将最新数据自动保存到存储器中或通过通信线路上传给云服务器，云服务器获得了变压器现场监测器上传的数据后可以进行波形显示，历史数据的分析以及初步的故障诊断等，云服务器和变压器现场监测器之间通过NB-IOT通讯单元进行数据交换。变压器现场监测器由防水外壳、32位单片机、数据采集、数据分析、NB-IOT通讯等单元组成。电流互感器完成对泄漏电流模拟量的采集，经A/D转换后通过SPI接口传到单片机；由单片机发出控制命令，实现对模拟开关的控制；设置通信单元模块，通过该模块可完成软件系统的调试、维护及程序的在线更新。采用上述技术方案后，本技术有益效果为：本系统适用于6～35kV配电网，能够实现故障区域及故障类型判定。系统具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。本系统适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经小电阻接地、经高阻接地等接地方式，适用于6kV、10kV、35kV的系统。系统能够实时监测系统三相电压、零序电压及线路每个监测点的有功电流、零序电流。当系统异常时能够立刻启动故障录波，同时准确判别故障类型，如系统谐振、接地故障、短路故障、线路断线。通过APP或者短信，主动发送给管理人员，管理人员可派发工单给抢修人员，抢修人员依据手机APP地图定位，快速查出故障故障地点，完成抢修。此系统可精确定位接地故障发生点，降低接地故障安全风险，并大幅降低抢修时间和停电时间。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的工作原理拓扑图；图2为本技术中主控MCU的电路图；图3为本技术中485通讯电路图；图4为本技术中计量电路图；图5为本技术中4G模块原理图；图6为本技术中电源主控电路图。附图标记说明：云服务器1、变压器现场检测器2、管理员设备3、变压器4、高压线5、数据服务器11、控制调度主站12。具体实施方式参看图1-图6所示，本具体实施方式采用的技术方案是：针对入户侧的用电安全接地故障精准定位研究，用接地故障监测新方法、新结构、新系统，设计完善的低功耗、高可靠性、长寿命的接地故障传感器及宽范围低损耗感应取电新方法，研制一套接地故障在线监测系统，各个采集感知传感器通过NB-IOT上传至监测系统，实现入户侧接地故障全感知、全可视，与运维抢修人员联动，快速预测和处理告警警情。针对0.4千伏配电网线路接地故障项目的研究，将解决存在安全风险高、隐蔽性强、检修停电时间长等问题，提高配电网的安全性，并大幅缩短接地故障的检修时间，填补目前市场空白。整个系统由LCD、单片机、计量IC、NB-IOT、指示灯、主站云服务器等单元组成。当系统判断多点接地存在时，采样值稳定且超过300mA，发出告警信号，提示工作人员变压器发生铁芯接地，应尽快处理。采样值稳定且超过100mA，发出带变压器编号相别提示信号，提醒应进行预防性跟踪试验，尽快找出接地电流变大的原因。具体实施步骤为：信号采集、处理：该监测系统在采集监测信号时不改变设备的运行状态。铁芯电流正常和故障时的数值差别较大，通过测量回路中电流互感器，分别精确监测正常运行情况下的弱接地电流（微安级）和铁芯发生多点接地后出现的大接地电流（可达几十安），保证测量精度。采用傅里叶算法，将经变换后离散的采样值计算出电流基波幅值和高次谐波分量，进行各种分析和处理，提高采集、运算精度。一、时钟日历芯片、EEPROM：实时时钟日历芯片提供给主机当前的准确时间，每隔60秒系统将采集到的电流幅值存入以当前日期命名的文件，并记录采集电流的时间。每24小时记录一个文件,可用按时间来查阅的电流趋势图。EEPROM存储芯片存储所有电流互感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变压器故障监测及报警系统，其特征在于：它包含云服务器(1)、变压器现场检测器(2)、管理员设备(3)、变压器(4)、高压线(5)；所述的云服务器(1)包含数据服务器(11)、控制调度主站(12)，多个变压器现场检测器(2)的检测数据输出端连接于云服务器(1)，且多个变压器现场检测器(2)分别连接对应的变压器(4)，各变压器(4)均连接于高压线(5)；多个管理员设备(3)分别连接于云服务器(1)；所述的变压器现场检测器(2)包含防水外壳、32位单片机、数据采集单元、数据分析单元、NB-IOT通讯单元。/n

【技术特征摘要】
1.变压器故障监测及报警系统，其特征在于：它包含云服务器(1)、变压器现场检测器(2)、管理员设备(3)、变压器(4)、高压线(5)；所述的云服务器(1)包含数据服务器(11)、控制调度主站(12)，多个变压器现场检测器(2)的检测数据输出端连接于云服务器(1)，且多个变压器现场检测器(2)分别连接对应的变压器(4)，各变压器(4)均连接于高压线(5)；多个管理员设备(3)分别连接于云服务器(1)；所述的变压器现场检测器(2)包含防水外壳、32位单片机、数据采集单元、数据分析单元、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迪，付志峰，贾杰，毛勒尔，罗大伟，王帆，史记，吕品，王星博，赵闯，范海新，边连英，寇汉鹏，刘畅，秦玉红，刘传洋，王文强，高崇泽，陈满林，王洪洋，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15