电力系统主变压器冷却电机组监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能电网领域，涉及一种电力系统主变压器冷却电机组监测装置。
【背景技术】
[0002]目前220KV以上电力系统主变压器冷却电机组的工作状态信息是由配置在变压器附件的继电器组采集和标志的，需要值班或巡查人员查验和记录，其不足之处在于不能及时将状态信息传送到运行维护部门，特别是当冷却电机组发生故障时，相关部门不能及时得到故障性质和故障定位信息，对迅速处理故障，保证变压器安全运行带来隐患。
[0003]目前，220KV及以上变电站的电力变压器一般均采用强迫油循环风冷冷却系统，其冷却系统控制装置采用接触器、中间继电器、时间继电器等有触点继电器接触器逻辑系统实现对冷却器进行投入或切除控制，功能单一，适用性不强。对变压器油温、负荷电流等参数的设定和修改都由硬件实现，参数的设定和修改不便，不能在线设定和修改;冷却系统发生故障时，也不能提供故障详细信息，贻误故障的排除和装置的修复，影响供电；没有通信功能，集控中心不掌握风冷系统的工作状态和故障情况，也不能远程控制冷却器。电力变压器冷却系统的传统控制装置影响节约电能、提高供电可靠性和变电站综合自动化水平、实现变电站无人值守。因此，有必要研发新型变压器冷却系统智能监控装置，电力部门也迫切需要此装置。目前，该技术的应用在国内处于刚起步阶段，国内有高等院校和厂商研究新型变压器冷却系统智能监控装置，尚未有产品。
[0004]随着变电站综合自动化水平的提高和实现变电站无人值守的发展，电力部门对供电可靠性要求的提高，新型变压器冷却系统智能监控技术的需求呼声将愈来愈高。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是:提出一种电力系统主变压器冷却电机组监测装置，实现对220KV以上电力系统主变压器冷却电机组工作状态实时监测，并将监测结果联网传送至变电所站内自动化系统及远程监控系统。
[0006]本发明提出的一种电力系统主变压器冷却电机组监测装置:
[0007]三相电机的a，b，c三相分别与一个电流互感器相连，电流互感器通过信号检测电路与核心控制器相连；由核心控制器进行采样和数据处理，并由核心控制器内设异步收发器从通信接口输出结果；
[0008]外接开关稳压电源分别连接信号检测电路和核心控制器;外接开关稳压电源、信号检测电路和核心控制器接地；
[0009]核心控制器对多路电机工作状态进行实时监测，包括:数据存储模块:对采集数据进行缓存，适应不同数据速率；
[0010]快速CRC校验模块:对发送数据进行快速CRC运算，提高数据通信可靠性。
[0011]上述的电力系统主变压器冷却电机组监测装置，核心控制器进一步包括:
[0012]采样控制模块:应用状态机对AD转换器进行多路模拟信号的采样控制；
[0013]数字滤波模块:对数据进行滤波算法，提高数据采集可靠性；
[0014]逻辑分析模块:对采样数据，根据工作算法模型对采样数据进行状态判断，状态分为:正常、缺相、过流，对于故障电机给出定位信息；
[0015]UART模块:通过通信接口，将检测数据和结果串行发送至外部RS-485接口 SGPRS-modem，实现监测数据的本地或远程传输。
[0016]信号检测电路，由电流互感器电流转换电路、全波整流与滤波电路、输出电平转换电路三部分组成，对电流信号进行放大、整流、电平转换；
[0017]核心控制器包括:大规模集成电路FPGA器件、高速AD转换器、模拟开关选择器组；核心控制器可包括I个、2个或N个大规模集成电路FPGA器件，同时监测NX8路三相电机的工作状态。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0019](I)本发明的电力系统主变压器冷却电机组监测装置适用于220KV以上变电站、发电厂作为电力变压器冷却系统的监控设备，可作为大型电力变压器配套装置；
[0020](2)对数据进行滤波算法，快速CRC运算，数据采集可靠性与通信可靠性较高；
[0021](3)操作简单，可实现远程控制，设定与修改参数；当冷却系统发生故障时，可以提供故障详细信息，方便故障的排除和装置的修复；
[0022](4)节约电能，可降低能源浪费，并且减少人力物力资源成本；
[0023](5)具有较强的适应性，既可用于新变电站建设，又可用于老变电站改造，成果应用广泛，具有广阔的产业前景。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例的系统框图。
[0025]图2是本发明实施例的信号检测电路图。
[0026]图3是本发明实施例的核心控制器内部电路图。
[0027]图4是FPGA顶层设计图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0029]本实施例的监测装置可作为大型电力变压器配套装置。如图1所示的监测装置系统框图，图中:CT是电流互感器，三相电机工作电流信号经过信号检测电路放大、整流、电平转换后，由核心控制器进行采样和数据处理，结果由FPGA内设UART(通用异步收发器)从5_DATA，S_CL0CK端口输出。外部可根据需要，连接至RS-485接口或GPRS-modem，实现监测结果的本地或远程通信联网。
[0030]图2是信号检测电路，由互感器电流转换电路、全波整流与滤波电路、输出电平转换电路三部分组成。
[0031]图3是核心控制器FPGA内部电路图，由大规模集成电路FPGA器件EP2C8Q208C8N、高速AD转换器TLC5510、模拟开关选择器组⑶4051组成。当FPGA使用单个大规模集成电路FPGA器件，可以同时监测8路三相电机的工作状态，当采用2块大规模集成电路FPGA器件，可以对16路三相电机进行实时监测，可实现对于220KV以上电力系统主变压器冷却电机组监测。并且可根据需要设置N个大规模集成电路FPGA器件。
[0032]图4是本实施例的核心控制器FPGA顶层设计图，核心控制器对多路电机工作状态进行实时监测，设置6个功能模块，各模块具体功能为:
[0033 ]采样控制模块:应用状态机对TLC551OAD转换器进行多路模拟信号的采样控制；
[0034]数字滤波模块:对数据进行滤波算法，提高数据采集可靠性；
[0035]数据存储模块:对采集数据进行缓存，适应不同数据速率；
[0036]逻辑分析模块:对采样数据，根据工作算法模型进行状态判断:正常、缺相、过流；对于故障电机给出定位信息；
[0037]UART模块:通过通信接口，将检测数据和结果串行发送至外部RS-485接口 SGPRS-modem，实现监测数据的本地或远程传输；
[0038]快速CRC校验模块:对发送数据进行快速CRC运算，提高数据通信可靠性。
[0039]本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
【主权项】
1.电力系统主变压器冷却电机组监测装置，其特征在于，包括:核心控制器，电流互感器，信号检测电路，通信接口； 三相电机的a，b，c三相分别与一个所述电流互感器相连，所述电流互感器通过信号检测电路与所述核心控制器相连；由所述核心控制器进行采样和数据处理，并由所述核心控制器内设异步收发器从通信接口输出结果； 外接开关稳压电源分别连接所述信号检测电路和所述核心控制器;所述外接开关稳压电源、所述信号检测电路和所述核心控制器接地； 所述核心控制器对多路电机工作状态进行实时监测，包括:数据存储模块:对采集数据进行缓存，适应不同数据速率； 快速CRC校验模块:对发送数据进行快速CRC运算，提高数据通信可靠性。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于: 所述信号检测电路，由电流互感器电流转换电路、全波整流与滤波电路、输出电平转换电路三部分组成;所述信号检测电路对电流信号进行放大、整流、电平转换。3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于: 所述核心控制器包括:大规模集成电路FPGA器件、高速AD转换器、模拟开关选择器组；所述核心控制器包括N个所述大规模集成电路FPGA器件，同时监测NX 8路三相电机的工作状态。根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于:所述核心控制器，还包括以下功能模块，各模块具体功能为: 采样控制模块:应用状态机对AD转换器进行多路模拟信号的采样控制； 数字滤波模块:对数据进行滤波算法，提高数据采集可靠性； 逻辑分析模块:对采样数据，根据工作算法模型对采样数据进行状态判断，状态分为:正常、缺相、过流，对于故障电机给出定位信息； UART模块:通过所述通信接口，将检测数据和结果串行发送至外部RS-485接口或GPRS-modem，实现监测数据的本地或远程传输。
【专利摘要】本发明公开一种电力系统主变压器冷却电机组监测装置，包括：核心控制器，电流互感器，信号检测电路，通信接口；三相电机的a，b，c三相分别与一个电流互感器相连，电流互感器通过信号检测电路与核心控制器相连；由核心控制器进行采样和数据处理，并由核心控制器内设异步收发器从通信接口输出结果；外接开关稳压电源分别连接信号检测电路和核心控制器；外接开关稳压电源、信号检测电路和核心控制器接地；核心控制器同时对多路电机工作状态进行实时监测。本发明具有较强的适应性，既可用于新变电站建设，又可用于老变电站改造；节约电能，及人力物力资源；信息详细、数据可靠性高，方便故障的排除和装置的修复。
【IPC分类】G01R31/34
【公开号】CN105676126
【申请号】CN201610031565
【发明人】肖闽进
【申请人】常州工学院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月18日