一种变压器短路冲击监测方法及监测装置与流程

1.本发明涉及短路冲击检测技术领域，具体而言，涉及一种变压器短路冲击监测方法及监测装置。


背景技术：

2.目前，在对变压器故障进行监测的时候，通常采用的是短路故障发生后，技术人员到现场提取故障数据，人为记录冲击峰值和冲击次数，如果统计不准确或者人为疏漏，很可能造成主变遭受冲击的信息丢失，会对设备造成一定的影响，严重的时候可能会出现事故发生。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是变压器在发生故障之后，人为统计发生故障的数据信息带来的不确定性能，目的在于提供一种变压器短路冲击监测方法及监测装置，能够实现对变压器中的电流信号进行自动监测，并能够判断变压器是否会发生短路故障的风险。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种变压器短路冲击监测装置，包括信号处理单元、ad模块以及处理器；
7.所述信号处理单元用于采集变压器的第一信号，并对所述第一信号进行分析处理后，将获得的第二信号输入到所述ad模块中；
8.所述ad模块用于将所述第二信号转换为数值信号，并将数值信号传输到所述处理器中；
9.所述处理器用于将所述数值信号与预设电流值进行判断，判断该数值信号是否符合预设条件，若符合，则触发报警模块进行报警。
10.传统的在变压器短路故障中，通常采取的方式是在短路故障发生后，操作人员到现场提取故障数据，人为记录峰值或冲击次数，但是在采用这种方法对变压器的状态进行判断的时候，可能会存在操作人员统计失误或者疏漏统计的情况，不能及时对变压器的实时状态进行准确判断，从而对变压器造成一定影响，本发明提供了一种变压器短路冲击短路监测装置，能够对变压器中的实时电流进行监测，并根据提供的电流信号与预设电流值进行比较，同时对电流信号达到一定值的次数进行累计的方式，实现了在线对变压器中的电流信号进行实时监测的状态，操作简单且监测效率高。
11.优选地，所述第一信号包括电压信号、电流信号以及开关状态信号。
12.优选地，所述信号处理单元包括模拟信号调理单元以及开关量隔离采集单元，所述模拟信号调理单元用于采集变压器的模拟量信号，并对模拟量信号进行标准化处理，并将处理后的信号发送到所述ad模块中；
13.所述开关量隔离采集单元用于对变压器的开关状态信号进行采集，并将所述开关状态信号转换为电平信号输入到所述ad模块中。
14.优选地，所述模拟信号调理单元包括m个互感器板，且每个所述互感器板上设有n个互感器，每个所述互感器板用于测量对应绕组的模拟量信号，且每个所述互感器测量所述绕组上的第一信号。
15.优选地，所述开关量隔离采集单元包括s路开关状态信号转换电路，每路所述开关量信号装换电路包括抗干扰电路、滤波电路以及光电耦合电路，所述抗干扰电路用于减小共模噪声对输入信号的干扰；所述滤波电路用于滤除从信号输入端输入的外界干扰信号；所述光电耦合电路用于将滤波之后的强电开关状态信号隔离转换为弱电的电平信号。
16.优选地，所述处理器中，预设条件为：开关状态信号为合位置；变压器的电流信号累计六次处于预设电流值的百分之五十至百分之七十之间，或变压器收到电流信号大于预设电流值的百分之七十。
17.优选地，所述预设电流值为变压器的极限电流值。
18.优选地，所述监测装置还包括fpga采集模块，所述fpga采集模块用于给传输过来的信号增加时间戳，获得第三信号，并将第三信号传输到处理器中。
19.优选地，所述监测装置还包括存储器，所述存储器用于存储所述处理器处理之后的信号数据。
20.10、一种变压器短路冲击监测方法，其特征在于，监测方法步骤包括：
21.s1：获取变压器的电流信号与开关状态信号；
22.s2：判断判断变压器各侧的开关状态信号，若变压器各侧的开关位置均为合位置，则进入步骤s3；
23.s3：判断电流信号与预设电流值之间的关系，若电流信号累计超过六次处于预设电流值的百分之五十到百分之七十之间，或电流信号超过预设电流值的百分之七十，则发出报警信号。
24.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
25.本发明实施例提供的一种变压器短路冲击监测方法及监测装置，实时获取变压器短路冲击数据，自动记录短路冲击电压电流幅值、次数，超过规定阈值时自动告警，具有相对人工提取故障信息准确度高、操作简单、效率高的优点。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为监测装置示意图
28.图2为模拟信号调理单元示意图
29.图3为开关量隔离采集单元示意图
30.图4为处理器处理流程示意图
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本
发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
32.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
33.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
34.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
35.实施例一
36.本实施例公开了一种变压器短路冲击监测装置，包括信号处理单元、ad模块以及处理器；在本实施例中，信号处理单元输出端与ad模块输入端连接，
37.所述信号处理单元用于采集变压器的第一信号，并对所述第一信号进行分析处理后，将获得的第二信号输入到所述ad模块中；在本实施例中，采集的第一信号为电压信号、电流信号以及开关状态信号，将采集的模拟信号输入到ad模块中，ad模块将模拟信号转换为数值信号，并将数值信号进行输出，如果是开关状态信号，ad模块就将开关状态信号转换为高低电平信号进行输出。
38.本实施例中，信号处理单元包括模拟信号调理单元以及开关量隔离采集单元，所述模拟信号调理单元用于采集变压器的模拟量信号，并对模拟量信号进行标准化处理，并将处理后的信号发送到所述ad模块中；所述开关量隔离采集单元用于对变压器的开关状态信号进行采集，并将所述开关状态信号转换为电平信号输入到所述ad模块中。
39.本实施例中，如图2所示，模拟信号调理单元包括m个互感器板，且每个所述互感器板上设有n个互感器，每个所述互感器板用于测量对应绕组的模拟量信号，且每个所述互感器测量所述绕组上的第一信号。
40.在变压器系统中，存在若干个绕组，绕组是指构成与变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线匝。各个副绕组的匝数不同，则其端电压也不同，因此多绕组变压器可以向几个不同电压的用电设备供电。因此，每个绕组都存在不同的电压信号、电流信号等模拟量信号，在本实施例中，设置的一个互感器板就对应测量一个绕组的模拟量信号，一个互感器板上设置多个互感器，设置的多个互感器能够用于测量绕组上的不同的模拟量信号，以及将测量的模拟量信号转换为系统统一有效值的信号输出，同时便于接入主机箱ad采样板，彻底实现了模拟量采样信号电气上的隔离，保证采样数据的安全可靠。
41.所述ad模块用于将所述第二信号转换为数值信号，并将数值信号传输到所述处理
器中；
42.在本实施例中，如图3所示，开关量隔离采集单元包括s路开关状态信号转换电路，每路所述开关量信号装换电路包括抗干扰电路、滤波电路以及光电耦合电路，所述抗干扰电路用于减小共模噪声对输入信号的干扰；所述滤波电路用于滤除从信号输入端输入的外界干扰信号；所述光电耦合电路用于将滤波之后的强电(如110v/220v)开关状态信号隔离转换为弱电(如24v)的电平信号。
43.变压器中，存在多组开关，每一组开关就需要对应的开关状态信号转换电路进行测量，测量的开关信号来判断对应的变压器是否为空投变压器，若不是空投变压器，则对采集的模拟量信号进行处理。
44.所述处理器中，预设条件为：开关状态信号为合位置；变压器的电流信号累计六次处于预设电流值的百分之五十至百分之七十之间，或变压器收到电流信号大于预设电流值的百分之七十。所述预设电流值为变压器的极限电流值。
45.所述处理器用于对所述数值信号进行分析判断，判断该数值信号是否符合预设条件，若符合，则触发报警模块进行报警。
46.在本实施例的处理器中，要对传输过来的模拟量信号做如下处理：
47.如图4所示，首先判断开关状态信号，进而判断变压器的开关位置是否为合的位置，如果不是，则变压器为空投变压器；其次，在将获得的电流信号与变压器的极限电流值进行比较，判断电流信号的大小与极限电流值之间的比值，看看该比值是在哪个范围内，若比值处于百分之五十到百分之七十之间，在此判断之前获取的电流信号处于极限电流值百分之五十到百分之七十之间的次数，若累计次数超过六次，则发出报警信号；若比值的范围超过百分之七十，则直接发出报警信号。
48.在本实施例中，监测装置还包括fpga采集模块，所述fpga采集模块用于给传输过来的信号增加时间戳，获得第三信号，并将第三信号传输到处理器中。
49.在本实施例中设置的fpga采集模块中，读取a/d模块输入，给数据打上精确到微秒的时间戳，并缓存在内部ram中，然后通过内部千兆网口发送数据给cpu处理模块；监测装置还包括存储器，所述存储器用于存储所述处理器处理之后的信号数据。
50.本实施例提的一种变压器短路冲击监测装置，实时获取变压器短路冲击数据，自动记录短路冲击电压电流幅值、次数，超过规定阈值时自动告警，具有相对人工提取故障信息准确度高、操作简单、效率高的优点。
51.实施例二
52.本实施例公开了一种变压器短路冲击监测方法，本实施例是基于实施例一种的装置实现的监测方法，监测方法步骤包括：
53.s1：获取变压器的电流信号与开关状态信号；
54.s2：判断变压器各侧的开关状态信号，若是变压器各侧的开关位置均为合位置，说明变压器不属于空投变压器，则进入步骤s3；
55.若变压器中压或者低压侧开关信号为开位置，且高压侧开关位置由开位置转化为合位置，说明变压器属于空投变压器。
56.判断开关状态信号，主要是用来判断变压器是否为空投变压器，如果变压器的开关状态为开位置就是空投变压器。
57.s3：判断电流信号与预设电流值之间的关系，若电流信号累计超过六次处于预设电流值的百分之五十到百分之七十之间，或电流信号超过预设电流值的百分之七十，则发出报警信号。
58.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。