变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种变压器运行声音、局部放电在线监测和分析装置，由计算机、中央处理单元、设在变压器中的变压器声音传感器采集单元、设在变压器外的现场声音传感器采集单元和设在变压器油箱外的高频声学传感器所组成，计算机中设有图形显示功能模块、趋势分析功能模块、数据报表功能模块和报警功能模块，中央处理单元由一种精简指令集ＲＩＳＣ架构的中央处理器和实时操作系统构成，变压器声音传感器采集单元、现场声音传感器采集单元为超宽频率抗震型光纤变压器声音传感器。本实用新型专利技术可以实时显示变压器运行中的声音数值和局部放电的超声波图形，并能够对变压器的异常状态给出指示和记录。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于变电站监控
，特别是一种变压器运行声音、局部放电在 线监测和分析装置。
技术介绍
声音是反映变压器运行正常与否的一个主要表现。变压器正常运行时，应发出均 勻的“嗡嗡“声，这是由于交流电通过变压器线圈时产生的电磁力吸引硅钢片及变压器自 身的振动而发出的响声.如果产生不均勻或其它异音，都属不正常的。变压器局部放电是反映高压电气设备状态的一个重要标志。因为很多故障均产生 局部放电。一般情况下，如果变压器油中发现了特征气体，则表明其内部已经存在比较严重 的局部放电。例如，铁心绝缘不良可以导致产生放电，在故障较严重时还会导致铁心两点接 地，甚至出现工频短路电流。因此，局部放电最能有效反映变压器内部的绝缘状况，对高压 系统及特高压系统的大型电力变压器可靠性监测来说，局部放电在线监测非常有效。变压器声音比平时增大，声音异常，可能有以下原因1.电网发生过电压.电网发生单相接地或产生谐振过电压时，都会使变压器的声音增大。2.变压器过负荷时，将会使变压器发出沉重的“嗡嗡“声。3.变压器有杂音，有可能是由于变压器上的某些零部件松动而引起的振动.如果 伴有变压器声音明显增大，且电流电压无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺 钉松动，使硅钢片振动增大所造成的。4.变压器有放电声，变压器有“劈啪“的放电声，若在夜间或阴雨天气下，看到 变压器套管附近有蓝色的电晕或火花，则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良.若是变 压器内部放电则是不接地的部件静电放电或线圈匝间放电，或由于分接开关接触不良放 H1^ ο5.变压器有爆裂声，说明变压器内部或表面绝缘击穿，应立即将变压器停用检查。6.变压器有水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生 短路或分接开关接触不良引起的严重过热，应立即将变压器停用检查。通过对以上现象的分析可以看出变压器的很多异常工况都可以致使变压器的声 音变大，所以我们可以实时采集变压器的声音信号进行变压器的状态进行判断，以此来判 断变压器的内部故障或潜伏性故障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装 置，可以实时显示变压器运行中的声音数值和局部放电的超声波图形，并能够对变压器的 异常状态给出指示和记录。本技术的目的是通过下述技术方案来实现的。本技术的变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置，其特征在于 由计算机，与此计算机相连接的中央处理单元，分别与此中央处理单元相连接的设在变压 器中的变压器声音传感器采集单元、设在变压器外的现场声音传感器采集单元和设在变压 器油箱外的高频声学传感器所组成，所述的计算机中设有图形显示功能模块、趋势分析功 能模块、数据报表功能模块和报警功能模块，所述的中央处理单元由一种精简指令集RISC 架构的中央处理器和实时操作系统构成。所述的变压器声音传感器采集单元为超宽频率抗震型光纤变压器声音传感器采 集单元，所述的现场声音传感器采集单元为超宽频率抗震型光纤变压器声音传感器采集单兀。所述的高频声学传感器为坡莫合金或铁氧体磁心的电流/电压转换型传感器。本技术的工作原理所述的变压器声音传感器采集单元实时采集变压器的 运行状态的声音信号，所述的现场声音传感器采集单元采集变压器现场附近的声音信号， 采集到的变压器的运行状态的声音信号和变压器现场附近的声音信号同时传到所述的中 央处理单元，此中央处理单元的精简指令集RISC通过对两种信号的分析，滤掉现场的背景 音，由此得到变压器运行状态的声音。高频声学传感器实时采集变压器局部放电或电弧放 电所产生的的暂态声音信号传到所述的中央处理单元。中央处理单元将所得到变压器运行 状态的声音及变压器局部放电或电弧放电所产生的的暂态声音信号传到所述的计算机，经 计算机中的图形显示功能模块、趋势分析功能模块、数据报表功能模块和报警功能模块分 别处理后，分别进行图形显示、趋势分析、编制数据报表，发现报警状况时及时发送报警信 号。本技术的局部放电在线监测技术借助先进的传感技术和电子技术，根据超声 波原理将高频声学传感器放在油箱外部，以便测取局部放电或电弧放电所产生的的暂态声 音信号。局部放电在线监测要采用高性能传感器，传感器为坡莫合金或铁氧体磁心的电 流/电压转换型传感器，因为这种传感器既可以将传感信号与一次侧有效隔离，又可以非 常灵敏的采集到超声波信号。本系统通过超宽频率抗震型光纤声音传感器采集变压器正常 运行时发出的“嗡嗡“声，和通过辅助超宽频率抗震型光纤声音传感器采集变压器附近的 声音。利用辅助超宽频率抗震型光纤声音传感器采集到的变压器附近的声音可以滤掉雷电 等外界背景音。通过光纤将两种声音信号传送到中央处理单元，中央处理单元将此信号进 行储存，并由计算机分析和存储，同时能画出实时曲线。当变压器投入运行时，首先记录一段正常运行时的声音信号并进行存储，把此段 声音信号认为是正常的声音信号，之后对实时采集到的声音信号和此前储存的信息进行比 较和模糊处理，以此判断变压器的运行工况。对变压器的局部放电监测采用超声定位，由于 超声波可以向所有方向传递和辐射，声音会通过大多数绝缘材料进行传递，所以声能的衰 减程度将与频率呈近似指数的关系。可将绝缘材料看成是声能的低级滤波器。声波的初始 频率和幅度主要取决于放电源的性质。因此，声频率和声能幅度必然随着放电源的距离增 大而降低。局部放电监测便是基于这一原理。局部放电在线监测技术借助先进的传感技术 和电子技术，根据超声波原理将高频声学传感器放在油箱外部以便测取局部放电或电弧放 电所产生的的暂态声音信号。局部放电的声音通过高频声学传感器传给中央处理单元进行分析处理。由于变压器若出现几千PC的局部放电量，仍然可以继续运行。但如果局部放电 量达到lOOOOpC以上时，则表明变压器绝缘的缺陷已经十分严重。但从变压器内部出现局 部放电到绝缘击穿仍有一定时间的演变过程。根据这种演变，通过局部放电监测的阈值报 警和视在放电量的历史数据的发展趋势，可以判断变压器内部的绝缘状况。阈值报警就是 当高频信号的幅值和每周期脉冲个数达到设定的阈值，以及脉冲波形达到脉冲宽度和频度 时，由中央处理单元自动发出的阈值报警信号。计算机系统根据综合监测数据的分析结果， 可以估算出变压器的运行特性和寿命损失。本技术的有益效果是通过对变压器运行状态的声音、局部放电在线监测和 分析，使有关管理人员能在自己的办公电脑中随时掌握各站主变的运行状态，以便及时作 出决策，预防事故的发生。此装置有助于电厂、变电站实现真正意义上的无人值守，可以减 少事故和维护费用，实现状态监测。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的具体实施方式。如图1所示，以下结合附图说明本技术的具体实施方式。本技术的变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置，其特征在于 由计算机6，与此计算机6相连接的中央处理单元5，分别与此中央处理单元5相连接的设 在变压器3中的变压器声音传感器采集单元2、设在变压器3外的现场声音传感器采集单 元1和设在变压器油箱外的高频声学传感器4所组成，所述的计算机6中设有图形显示功 能模块、趋势分析功能模块、数据报表功能模本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种变压器运行状态声音、局部放电在线监测和分析装置，其特征在于由计算机，与此计算机相连接的中央处理单元，分别与此中央处理单元相连接的设在变压器中的变压器声音传感器采集单元、设在变压器外的现场声音传感器采集单元和设在变压器油箱外的高频声学传感器所组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕钢，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]