智能化配网变压器监测装置的制作方法

本实用新型涉及变压器监测技术领域，尤其涉及一种智能化配网变压器监测装置。

背景技术：

电力系统，作为国民经济的支柱产业，其安全稳定运行对人们的生活以及正常的运作，都十分重要。只有确保电力系统持续稳定供电，才能为城市的日常生活提供保障。便利变压器的职责是负责传输、分配电力和电压转换，为电力部门提供服务，是电力系统最关键的电力设备之一。变压器处于正常运行是电力系统可靠，安全，经济，高质量运行的重要保证。因此，电力运行人员必须最大化阻止电力变压器事故的发生，降低变压器发生故障的可能性。变压器运行的好与否，直接影响电网的安全可靠运行。电力变压器故障影响整个电网系统的配电能力，甚至会造成大规模停电，给人民的生活造成巨大的损失和不便。所以，对电力变压器进行在线监测能够及时排除电力变压器故障，保护电力安全运行。目前，常用的解决办法就是工作人员依靠工作经验，等事故发生了才去现场，故障查找基本靠人工巡线，这种办法不能及时排除变压器故障，可能在故障查找前就已经发生故障，造成停电事故。因此，研制一种功能完善，能及时发现故障的智能化配网变压器的监测终端，对电力变压器的安全运行有很大的提升，同时能够保持电力系统安全稳定。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种智能化配网变压器监测装置，以ARM处理器为核心，采用就地通信与远程GPRS通信结合的综合通信方式，对配网变压器的实时运行数据进行采集、传输和综合分析，对变压器的运行状况进行实时监测。不仅为可以为变压器的剩余寿命评估提供依据，提高变压器的利用率。而且还可以为变压器的状态检修提供依据，减少甚至停止计划检修的检修方式，有效的减少计划检修所造成的不必要的停电时间。

本实用新型采取的技术方案为：

智能化配网变压器监测装置，包括模拟量采集模块、信号滤波模块、AD转换模块、开关量输入输出模块、数据处理单元、局部放电在线监测模块、无线通讯模块、电源模块。

所述模拟量采集模块连接信号滤波模块，信号滤波模块连接AD转换模块，AD转换模块连接数据处理单元，所述数据处理单元分别连接开关量输入输出模块、无线通讯模块、电源模块；

所述模拟量采集模块，用于对变压器三相电压、三相电流、变压器油温七路模拟量信号采集，模拟量采集模块输入端直接和变压器相连。

所述局部放电在线监测模块包括绝缘监测探头，通过绝缘监测探头采集表征局部放电电压信号，采集的电压信号经过AD转换同数据处理单元进行信号传输。

所述数据处理单元用于对采集的模拟量分析处理，数据处理单元采用以ARM为核心的LPC2214芯片，LPC2214芯片内核为ARM7TDMI-S微控处理器，片内静态RAM容量为16KB。

所述AD转换模块采用AD7607芯片，TV1013型电压互感器、TA1320型电流互感器分别将采集的大电压与大电流信号转换成小电压或小电流经过AD转换模块进行模拟信号转换成数字信号。

所述信号滤波模块采用二阶有源滤波电路，所述二阶有源滤波电路对模拟量采集模块采集的信号进行滤去高次谐波。

所述模拟量采集模块包括：

DS18B20数字温度传感器，用于对变压器油温进行采集；

TV1013型电压互感器对变压器三相电压进行采集；

TA1320型电流互感器对变压器三相电流进行采集。

所述电源模块包括正常供电电源、故障备用电源；正常供电电源的供电电压取自配电变压器的二次侧，经过电压转换、整流转变为直流，再利用DC/DC芯片进行转变为±12V、±5V为各个芯片供电，所述DC/DC芯片采用SDW20-12T5B芯片。故障备用电源采用锂电池。

所述无线通讯模块包括就地无线通信部分、远程GPRS通信部分；就地无线通信部分采用nRF无线模块；远程GPRS通信部分采用GPRS模块。

该监测装置连接有避雷器。

该监测装置安置在一个钢制箱体内，所述钢制箱体内置防潮吸水布。

本实用新型一种智能化配网变压器监测装置，以ARM处理器为核心，采用就地通信与远程GPRS通信结合的综合通信方式，对配网变压器的实时运行数据进行采集、传输和综合分析，对变压器的运行状况进行实时监测，不仅为可以为变压器的剩余寿命评估提供依据，提高变压器的利用率。而且还可以为变压器的状态检修提供依据，减少甚至停止计划检修的检修方式，有效的减少计划检修所造成的不必要的停电时间。

附图说明

图1为本实用新型系统结构图。

具体实施方式

如图1所示，智能化配网变压器监测装置，包括模拟量采集模块、信号滤波模块、AD转换模块、开关量输入输出模块、数据处理单元、局部放电在线监测模块、无线通讯模块、电源模块。

所述模拟量采集模块连接信号滤波模块，信号滤波模块连接AD转换模块，AD转换模块连接数据处理单元，所述数据处理单元分别连接开关量输入输出模块、无线通讯模块、电源模块。

所述模拟量采集模块，用于对变压器三相电压、三相电流、变压器油温七路模拟量信号采集，模拟量采集模块输入端直接和变压器相连。

所述数据处理单元主要对采集的模拟量进行综合分析。所述数据处理单元选用以ARM为核心的LPC2214芯片。所述LPC2214芯片内核为ARM7TDMI-S微控处理器，片内静态RAM容量为16KB，传输速度快。所述LPC2214芯片支持两种节电模式，空闲模式与掉电模式，可采用双电源供电。

所述AD转换模块采用AD7607芯片作为此装置的数据采集芯片。TV1013型电压互感器、TA1320型电流互感器分别将采集的大电压与大电流信号转换成小电压或小电流经过AD转换模块进行模拟信号转换成数字信号。所述AD7607芯片具有8路14位同步采样的模数转换通道，每个通道都含有一个真正的可以接受两级输入的寄存器，可通过编程设置实现对幅值为-5~+5V与-10~+10V的交流电压信号进行测量与模数转换。

所述信号滤波模块采用二阶有源滤波电路。所述信号滤波模块的主要功能对模拟量采集模块采集的信号进行滤去高次谐波，经过滤波电路的信号方可进行AD转换。

所述变压器油温检测采用DS18B20数字温度传感器，DS18B20数字温度传感器适用电源电压范围广，可在3~5V的电压范围内可靠工作。DS18B20数字温度传感器接口方式简单，采用单线接口技术。DS18B20数字温度传感器还可同时对多点进行温度监测。DS18B20数字温度传感器接线方便，可根据应用场合的不同选择不同的封装和外观，可在极为恶劣的条件下稳定工作。

所述开关量输入输出模块采用的型号为HC-209，所述开关量输入输出模块为8路开关量输入、8路继电器输出模块。开关量输入输出模块主要完成配电变压器低压侧出线开关状态、终端工作状态是否正常、通讯状态是否正常等情况。开关量需要在经过光电隔离后接入LPC2214芯片。光电隔离器件采用TLP521-4型号光电隔离器进行割隔离，转变为3.3V的电压信号。

所述电源模块负责为装置的众多芯片供电。所述电源模块包括正常供电电源部分和故障备用电源部分。所述正常供电电源部分负责在电网正常运行时，为装置供电并为故障备用电源充电，正常供电电源的供电电压取自配电变压器的二次侧，经过电压转换，整流转变为直流12，再利用DC/DC芯片进行转变为±12V、±5V为各个芯片供电。所述DC/DC芯片采用SDW20-12T5B芯片。所述故障备用电源部分采用锂电池，所述锂电池具有能力重量比低，使用寿命长，体积小，电能储存效果好等特点，可快速完成充电等优点。

所述无线通讯模块采用就地无线通信模块与远程GPRS通信模块组合方式进行通信；所述就地无线通信模块采用nRF模块无线通信，方便工作人员及时了解配电变压器及线路的运行情况。所述远程GPRS通信模块采用GPRS模块，主要对配电变压器的紧急信息进行实时传输，保证紧急信息传输的可靠性和实时性。

所述局部放电在线监测模块可以将变压器早期阶段的异常进行在线监测。局部信号检测通过绝缘监测探头采集表征局部放电电压信号，采集的电压信号经过限幅器件对信号电压幅值进行限制，然后经过AD转换便可和LPC2214芯片进行信号传输。

为了防止雷击或间接雷击造成设备破坏，本实用新型一种智能化配网变压器监测装置，连接有避雷器。

本实用新型一种智能化配网变压器监测装置，集中安置在一个钢制箱体内，所述钢制箱体内置防潮吸水布，用于对监测装置进行防水。

本实用新型一种智能化配网变压器监测装置，以ARM处理器为核心，采用就地通信与远程GPRS通信结合的综合通信方式，对配网变压器的实时运行数据进行采集、传输和综合分析，对变压器的运行状况进行实时监测，不仅为可以为变压器的剩余寿命评估提供依据，提高变压器的利用率。而且还可以为变压器的状态检修提供依据，减少甚至停止计划检修的检修方式，有效的减少计划检修所造成的不必要的停电时间。