本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的日益提高，對電力行業(yè)的要求不斷增加，希望獲得合格電壓質(zhì)量和不間斷供電的電力服務(wù)。因此，提高供電質(zhì)量、保證供電時間是每個電力工作人員的職責(zé)。變壓器是一個重要的供電設(shè)備，傳統(tǒng)變壓器多架設(shè)在線桿上，雖然有保護(hù)外殼但是長期遭受外部環(huán)境侵蝕，依舊會變壓器的正常工作和使用壽命。箱式變壓器越來越多的被應(yīng)用于電力行業(yè)，這種箱式變壓器結(jié)構(gòu)簡單，缺少監(jiān)控設(shè)置，變壓器的工作狀態(tài)缺少監(jiān)測；同時，箱式變壓器內(nèi)部溫度、濕度環(huán)境會影響變壓器的運行。

目前國內(nèi)外對于變壓器的狀態(tài)監(jiān)測，多采用局部放電監(jiān)測、超聲定位、絕緣油色譜分析等技術(shù)檢測內(nèi)部放電和絕緣狀況。但每年定期的油樣抽取不能為判斷變壓器的真正安全狀態(tài)提供有意義的信息。為了提高智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和電網(wǎng)設(shè)備管理效益，需要加強和提升變壓器的監(jiān)控能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種變壓器監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，該監(jiān)測系統(tǒng)利用了氣體色譜檢測技術(shù)、多頻超聲檢測技術(shù)等多種技術(shù)對變壓器進(jìn)行檢測，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，并且可以及時分析出變壓器的故障類型。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括變壓器，為變壓器提供220v電壓的供電模塊，還包括低壓側(cè)電壓采集模塊、高壓側(cè)電壓采集模塊、氣體色譜監(jiān)測模塊、微處理器、通訊模塊、多頻超聲波傳感器、數(shù)據(jù)庫；

其中，低壓側(cè)電壓采集模塊，用于采集變壓器低壓側(cè)的電壓信息；

高壓側(cè)電壓采集模塊，用于采集變壓器高壓側(cè)的電壓信息；

氣體色譜檢測模塊，用于對變壓器油中甲烷、乙炔所占總烴的含量進(jìn)行檢測；

多頻超聲波傳感器，采用多頻超聲波對變壓器油進(jìn)行檢測并獲得多組頻率不同的超聲波參數(shù)；

微處理器，用于接收多頻超聲波傳感器獲得的超聲波參數(shù)，進(jìn)行計算處理并獲得超聲波參數(shù)的特征值，與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，并將計算獲得的超聲波參數(shù)特征值與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行對比以確定變壓器的運行狀態(tài)；

通訊模塊，用于將低壓側(cè)電壓采集模塊、高壓側(cè)電壓采集模塊、氣體色譜檢測模塊、多頻超聲波傳感器檢測到的低壓側(cè)的電壓信息、高壓側(cè)的電壓信息、變壓器油中的氣體的含量、超聲波參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括：功率控制模塊，用于根據(jù)變壓器的類型和容量選擇合適的功率信號指令，產(chǎn)生需要的載波脈沖信號。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括：超聲波發(fā)射模塊，用于將功率控制模塊產(chǎn)生的載波脈沖信號進(jìn)行升壓處理得到大功率的輸出信號，發(fā)射合適的多頻超聲波。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括：多個溫度傳感器，安裝于變壓器的頂層和底層，用于測量頂層和底層的油溫。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括：報警模塊，與所述微處理器連接，用于當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的電壓信息異常、高壓側(cè)的電壓信息異常、檢測到的甲烷和乙炔總量超出總烴的80%、變壓器的運行狀態(tài)異常時，發(fā)出警示燈和報警聲。

優(yōu)選地，所述微處理器確定的變壓器運行狀態(tài)包括運行正常、過熱性故障、變壓器過載、短路故障、放電故障。

本發(fā)明還提供了一種變壓器的監(jiān)測方法，包括如下步驟：

（1）供電模塊啟動，為變壓器提供220v的電壓；低壓側(cè)電壓采集模塊采集變壓器低壓側(cè)的電壓信息，高壓側(cè)電壓采集模塊采集變壓器高壓側(cè)的電壓信息；氣體色譜檢測模塊對變壓器油中甲烷、乙炔占總烴的含量進(jìn)行檢測；溫度傳感器測量頂層和底層的油溫；

（2）功率控制模塊根據(jù)變壓器的類型和容量選擇合適的功率信號指令，產(chǎn)生需要的載波脈沖信號；超聲波發(fā)射模塊將產(chǎn)生的載波脈沖信號進(jìn)行升壓處理得到大功率的輸出信號，發(fā)射合適的多頻超聲波；多頻超聲波傳感器對變壓器油進(jìn)行檢測并獲得多組頻率不同的超聲波參數(shù)并傳輸給微處理器；

（3）微處理器接收多頻超聲波傳感器獲得的超聲波參數(shù)，進(jìn)行計算處理并獲得超聲波參數(shù)的特征值，與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，并將計算獲得的超聲波參數(shù)特征值與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行對比以確定變壓器的運行狀態(tài)；

（4）當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的電壓信息異常、高壓側(cè)的電壓信息異常、檢測到的甲烷和乙炔總量超出總烴的80%、變壓器的運行狀態(tài)異常時，報警模塊會發(fā)出警示燈和報警聲；

（5）通訊模塊將低壓側(cè)電壓采集模塊、高壓側(cè)電壓采集模塊、氣體色譜檢測模塊、多頻超聲波傳感器檢測到的低壓側(cè)的電壓信息、高壓側(cè)的電壓信息、變壓器油中的氣體的含量、超聲波參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選地，所述運行狀態(tài)包括運行正常、過熱性故障、變壓器過載、短路故障、放電故障。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，利用了電壓采集技術(shù)、氣體色譜檢測技術(shù)、多頻超聲檢測技術(shù)等多種技術(shù)對變壓器進(jìn)行檢測，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，并且可以及時分析出變壓器的故障類型，保障了用電安全。

（2）本發(fā)明的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，氣體色譜檢測模塊用于對變壓器油中甲烷、乙炔所占總烴的含量進(jìn)行檢測，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱性故障時，變壓器油會分解產(chǎn)生大量的甲烷和乙烯，甲烷和乙炔的總量會不斷升高，二者所占比例也會不斷升高，配合溫度傳感器，可以及時確定熱源故障點，便于采取措施。

（3）本發(fā)明的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，功率控制模塊、超聲波發(fā)射模塊、多頻超聲波協(xié)同作用，可發(fā)出多種頻率不同的超聲波信號對變壓器油進(jìn)行檢測，采集到的大量超聲波參數(shù)進(jìn)行分析處理后與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，確定變壓器的多種故障類型。

（4）本發(fā)明的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，報警模塊在當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的電壓信息異常、高壓側(cè)的電壓信息異常、檢測到的甲烷和乙炔總量超出總烴的80%、變壓器的運行狀態(tài)異常時，均發(fā)出警示燈和報警聲，便于在監(jiān)測時出現(xiàn)疏忽，聽到報警聲后采取措施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種變壓器監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的一種變壓器監(jiān)測方法的流程框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。這里將詳細(xì)地對示例性實施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

實施例1.

如圖1所示，本實施例的一種變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，包括變壓器1，為變壓器提供220v電壓的供電模塊2，還包括低壓側(cè)電壓采集模塊3、高壓側(cè)電壓采集模塊4、氣體色譜監(jiān)測模塊5、微處理器6、通訊模塊7、多頻超聲波傳感器8、數(shù)據(jù)庫9、功率控制模塊10、超聲波發(fā)射模塊11、溫度傳感器12、報警模塊13。

具體地，低壓側(cè)電壓采集模塊3用于采集變壓器低壓側(cè)的電壓信息，高壓側(cè)電壓采集模塊4用于采集變壓器高壓側(cè)的電壓信息。

氣體色譜檢測模塊5，用于對變壓器油中甲烷、乙炔所占總烴的含量進(jìn)行檢測。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱性故障時，變壓器油會分解產(chǎn)生大量的甲烷和乙烯，甲烷和乙炔的總量會不斷升高，二者所占比例也會不斷升高，配合溫度傳感器，可以及時確定熱源故障點，便于采取措施。

功率控制模塊10，用于根據(jù)變壓器的類型和容量選擇合適的功率信號指令，產(chǎn)生需要的載波脈沖信號。超聲波發(fā)射模塊11，用于將功率控制模塊產(chǎn)生的載波脈沖信號進(jìn)行升壓處理得到大功率的輸出信號，發(fā)射合適的多頻超聲波。多頻超聲波傳感器8，采用多頻超聲波對變壓器油進(jìn)行檢測并獲得多組頻率不同的超聲波參數(shù)。該多頻超聲波技術(shù)可發(fā)出多種頻率不同的超聲波信號對變壓器油進(jìn)行檢測，采集到的大量超聲波參數(shù)進(jìn)行分析處理后與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，確定變壓器的多種故障類型

微處理器6，用于接收多頻超聲波傳感器獲得的超聲波參數(shù)，進(jìn)行計算處理并獲得超聲波參數(shù)的特征值，與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，并將計算獲得的超聲波參數(shù)特征值與數(shù)據(jù)庫9中的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行對比以確定變壓器的運行狀態(tài)。具體地，通過分析軟件對超聲波參數(shù)進(jìn)行分析，得出變壓器油的水分含量、擊穿電壓、體積電阻率、油界面張力等參數(shù)，并將這些參數(shù)與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而判斷變壓器的運行狀態(tài)。所述運行狀態(tài)包括運行正常、過熱性故障、變壓器過載、短路故障、放電故障。

通訊模塊7，用于將低壓側(cè)電壓采集模塊3、高壓側(cè)電壓采集模塊4、氣體色譜檢測模塊5、多頻超聲波傳感器8檢測到的低壓側(cè)的電壓信息、高壓側(cè)的電壓信息、變壓器油中的氣體的含量、超聲波參數(shù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中。

報警模塊13與所述微處理器6連接，用于當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的電壓信息異常、高壓側(cè)的電壓信息異常、檢測到的甲烷和乙炔總量超出總烴的80%、變壓器的運行狀態(tài)異常時，發(fā)出警示燈和報警聲。

如圖2所示，本實施的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括如下步驟：

（1）供電模塊啟動，為變壓器提供220v的電壓；低壓側(cè)電壓采集模塊采集變壓器低壓側(cè)的電壓信息，高壓側(cè)電壓采集模塊采集變壓器高壓側(cè)的電壓信息；氣體色譜檢測模塊對變壓器油中甲烷、乙炔占總烴的含量進(jìn)行檢測；溫度傳感器測量頂層和底層的油溫；

（2）功率控制模塊根據(jù)變壓器的類型和容量選擇合適的功率信號指令，產(chǎn)生需要的載波脈沖信號；超聲波發(fā)射模塊將產(chǎn)生的載波脈沖信號進(jìn)行升壓處理得到大功率的輸出信號，發(fā)射合適的多頻超聲波；多頻超聲波傳感器對變壓器油進(jìn)行檢測并獲得多組頻率不同的超聲波參數(shù)并傳輸給微處理器；

（3）微處理器接收多頻超聲波傳感器獲得的超聲波參數(shù)，進(jìn)行計算處理并獲得超聲波參數(shù)的特征值，與變壓器油參數(shù)建立聯(lián)系，并將計算獲得的超聲波參數(shù)特征值與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)特征值進(jìn)行對比以確定變壓器的運行狀態(tài)；

（4）當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的電壓信息異常、高壓側(cè)的電壓信息異常、檢測到的甲烷和乙炔總量超出總烴的80%、變壓器的運行狀態(tài)異常時，報警模塊會發(fā)出警示燈和報警聲；

（5）通訊模塊將低壓側(cè)電壓采集模塊、高壓側(cè)電壓采集模塊、氣體色譜檢測模塊、多頻超聲波傳感器檢測到的低壓側(cè)的電壓信息、高壓側(cè)的電壓信息、變壓器油中的氣體的含量、超聲波參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中。

本發(fā)明的變壓器監(jiān)測系統(tǒng)，利用了電壓采集技術(shù)、氣體色譜檢測技術(shù)、多頻超聲檢測技術(shù)等多種技術(shù)對變壓器進(jìn)行檢測，提高了故障診斷的準(zhǔn)確性，并且可以及時分析出變壓器的故障類型，保障了用電安全。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。