一种变压器故障听诊仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于变压器故障检测装置的技术领域，具体涉及一种变压器故障听诊仪；要解决的技术问题为提供一种：能够及时检测和分析变压器故障的变压器故障听诊仪；采用的技术方案为：一种变压器故障听诊仪，包括信号输入模块、信号调整电路A/D采集电路、MCU处理器、LED显示屏和扬声器，信号输入模块的输出端与信号调整电路的输入端电气连接，信号调整电路的输出端与A/D采集电路的输入端电气连接，A/D采集电路的输出端与MCU处理器的输入端电气连接，MCU处理器的输出端分别与LED显示屏的输入端和扬声器的输入端电气连接，信号调整电路包括一级放大电路、二级放大电路和转换电路；本实用新型适用于电力部门。
【专利说明】
一种变压器故障听诊仪
技术领域
[0001]本实用新型属于变压器故障检测装置的技术领域，具体涉及一种变压器故障听诊仪。
【背景技术】
[0002 ]电力设备是构成智能电网的核心部分，它的正常运行是电网安全的根本保证。在智能电网中，变压器是核心设备，也是电力系统事故相对较多的设备之一，其运行可靠性直接影响电力工业的正常生产，随时检查变压器状态，发现并排除其可能发生的故障，已成为保障供电可靠性的重要手段。
[0003]20世纪50年代，随着电力系统设备监测概念的提出，各种不同的监测方法孕育而生，一些工业发达国家即开始状态监测和故障诊断技术的研究，到80年代至90年代，传感技术、计算机技术和光纤等高新技术的发展和应用，使电力设备的状态监测和故障诊断技术得到迅速发展。目前国内外电力行业对电力变压器故障的分析与检查方法不少，但没有一种是利用中医领域中的听诊方法来进行，而是采用局部放电监测、超声定位、绝缘油色谱分析等技术来检测内部放电和绝缘状况，这些方法中每年定期的油样抽取不仅不能为判断变压器的真正安全状态提供有意义的信息，而且检查与试验的周期较长，滞后性较严重，给变压器的安全运行带来安全隐患。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种:能够及时检测和分析变压器故障的变压器故障听诊仪。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种变压器故障听诊仪，包括信号输入模块、信号调整电路A/D采集电路、MCU处理器、LED显示屏和扬声器，所述信号输入模块的输出端与所述信号调整电路的输入端电气连接，所述信号调整电路的输出端与所述A/D采集电路的输入端电气连接，所述A/D采集电路的输出端与所述MCU处理器的输入端电气连接，所述MCU处理器的输出端分别与所述LED显示屏的输入端和所述扬声器的输入端电气连接，所述信号调整电路包括一级放大电路、二级放大电路和转换电路，所述一级放大电路的输入端为所述信号调整电路的输入端，所述一级放大电路的输出端与所述二级放大电路的输入端电气连接，所述二级放大电路的输出端与所述转换电路的输入端电气连接，所述转换电路的输出端为所述信号调整电路的输出端。
[0006]优选地，所述信号输入模块包括声音传感器BI，所述一级放大电路包括NPN型三极管Vl，所述二级放大电路包括NPN型三极管V2，所述转换电路包括变压器Tl;所述声音传感器BI的输出端与电容CI的一端相连，所述电容Cl的另一端连接电阻Rl的一端、电容C2的一端以及所述NPN型三极管Vl的基极，所述NPN型三极管Vl的集电极连接可变电阻RPl的一固定端和电容C3的一端，所述NPN型三极管Vl的发射极连接电阻R2的一端和电容C4的一端，所述电阻Rl的另一端连接所述可变电阻RPl的另一固定端、所述可变电阻RPl的活动端、电容C5的一端、电阻R4的一端以及电阻R3的一端，所述电容C3的另一端与可变电阻RP2的一固定端相连，所述可变电阻RP2的活动端与电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端连接所述电阻R3的另一端以及NPN型三极管V2的基极，所述NPN型三极管V2的集电极连接电容C7的一端以及所述变压器Tl的输入端al，所述变压器Tl的输入端a2连接所述电阻R4的另一端、电阻R5的一端、PNP型三极管V3的集电极、电容C9的一端以及+6V电源，所述变压器TI的第一输出端bl与所述PNP型三极管V3的基极相连，所述变压器Tl的第一输出端b2连接所述电阻R5的另一端以及电阻R6的一端，所述变压器Tl的第二输出端wl与PNP型三极管V4的基极相连，所述变压器Tl的第二输出端w2连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，所述PNP型三极管V4的发射极连接所述电阻R7的另一端、所述电阻R6的另一端、所述PNP型三极管V3的发射极以及电容C8的一端，所述电容C8的另一端与所述A/D采集电路的输入端相连，所述A/D采集电路的接地端、所述PNP型三极管V4的集电极、所述电阻R8的另一端、所述电容C7的另一端、所述NPN型三极管V2的发射极、所述可变电阻RP2的另一固定端、所述电容C4的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述声音传感器BI的接地端、所述电容C5的另一端和所述电容C9的另一端均接地。
[0007]优选地，所述声音传感器BI为驻极体式话筒。
[0008]优选地，所述M⑶处理器包括处理模块、判定模块和存储模块。
[0009]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0010]本实用新型中的变压器故障听诊仪包括信号输入模块、信号调整电路A/D采集电路、MCU处理器、LED显示屏和扬声器，信号输入模块采集变压器运行时的声音后，将该声音信号传递给信号调整电路，信号调整电路对信号进行调整和检波后，经过A/D采集电路传送给M⑶处理器，M⑶处理器对接收到的信号进行处理后，一方面直接变为语音信号通过扬声器告知检查人员，检查人员通过对变压器发出的语音信号进行甄别，进而判定变压器的健康状况，另一方面，M⑶处理器将声脉信号在LED显示屏上进行显示，检查人员通过对LED显示屏上的波形进行检查和比对，及时判定出变压器是否异常。
【附图说明】
[0011 ]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0012]图1为本实用新型提供的电路结构框图；
[0013]图2为本实用新型提供的信号调整电路的结构示意图；
[0014]图中:101为信号输入模块，102为信号调整电路，103为A/D采集电路，104为MCU处理器，1041为处理模块，1042为判定模块，1043为存储模块，105为LED显示屏，106为扬声器。
【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例;基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0016]电力设备的检查与故障判断也遵循“望、闻、问、切”的中医理论，对人体的内脏已用听诊检查法，那么电力变压器的正常与非正常运行也有一定的规律，通过对变压器内部运行部件发出的声音的检查与记录，就可以实现对它的健康状况进行判定，给检修试验变压器提供第一手资料。
[0017]图1为本实用新型提供的电路结构框图，如图所示，一种变压器故障听诊仪，包括信号输入模块101、信号调整电路102、A/D采集电路103、MCU处理器104、LED显示屏105和扬声器106，所述信号输入模块1I的输出端与所述信号调整电路1 2的输入端电气连接，所述信号调整电路1 2的输出端与所述A/D采集电路1 3的输入端电气连接，所述A/D采集电路103的输出端与所述MCU处理器104的输入端电气连接，所述M⑶处理器104的输出端分别与所述LED显示屏105的输入端和所述扬声器106的输入端电气连接，所述信号调整电路102包括一级放大电路、二级放大电路和转换电路，所述一级放大电路的输入端为所述信号调整电路102的输入端，所述一级放大电路的输出端与所述二级放大电路的输入端电气连接，所述二级放大电路的输出端与所述转换电路的输入端电气连接，所述转换电路的输出端为所述信号调整电路102的输出端。
[0018]具体地，所述M⑶处理器104可包括处理模块1041、判定模块1042和存储模块1043。
[0019]本实用新型中的变压器故障听诊仪接收到的是宽带频率信号，因此需要所述信号输入模块101将宽带频率信号转换成电信号，再经过所述信号调整电路102对变压器发出的各种声音进行调整和检波，然后经由所述A/D采集电路103送给所述MCU处理器104进行处理、存储，所述MCU处理器104对接收的声音与故障类别进行比对和判断，直接变为语音通过所述扬声器106告知检查人员，并根据用户设在在所述LED显示屏105上实时显示出来，以便用户仔细观察声音波形是否畸变，另外，波形数据可以通过串行通信方式传给上位机(PC机)，再利用上位机的处理功能和模拟示波器软件来显示杂音波形。对于变压器工作时发出的声音，电力工作人员通过长时间的接触和摸索可以得出如下规律:正常运行时声音是均匀的交流声，内部放电声音是吱吱的放电音，铁芯多点接地声音是轻微的毕波音，缺相或高压引线断开没有声音，分接开关不到位是较大的秋秋音，箱体内部掉入异物和穿心螺杆松动是叮叮当当音或呼呼音，有螺丝垫片在油箱内是吱啦吱啦音，套管脏污破损是嘶嘶音，夕卜部线路断线或短路是唧哇唧哇音，过负荷是低沉的嗡嗡声，绕组短路是咕嘟咕嘟的开水声。
[0020]所述信号输入模块101可包括声音传感器BI，所述一级放大电路可包括NPN型三极管VI，所述二级放大电路可包括NPN型三极管V2，所述转换电路可包括变压器Tl;所述声音传感器BI的输出端与电容CI的一端相连，所述电容CI的另一端连接电阻Rl的一端、电容C2的一端以及所述NPN型三极管Vl的基极，所述NPN型三极管Vl的集电极连接可变电阻RPl的一固定端和电容C3的一端，所述NPN型三极管Vl的发射极连接电阻R2的一端和电容C4的一端，所述电阻Rl的另一端连接所述可变电阻RPl的另一固定端、所述可变电阻RPl的活动端、电容C5的一端、电阻R4的一端以及电阻R3的一端，所述电容C3的另一端与可变电阻RP2的一固定端相连，所述可变电阻RP2的活动端与电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端连接所述电阻R3的另一端以及NPN型三极管V2的基极，所述NPN型三极管V2的集电极连接电容C7的一端以及所述变压器Tl的输入端al，所述变压器Tl的输入端a2连接所述电阻R4的另一端、电阻R5的一端、PNP型三极管V3的集电极、电容C9的一端以及+6 V电源，所述变压器TI的第一输出端bl与所述PNP型三极管V3的基极相连，所述变压器Tl的第一输出端b2连接所述电阻R5的另一端以及电阻R6的一端，所述变压器TI的第二输出端w I与PNP型三极管V4的基极相连，所述变压器Tl的第二输出端w2连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，所述PNP型三极管V4的发射极连接所述电阻R7的另一端、所述电阻R6的另一端、所述PNP型三极管V3的发射极以及电容C8的一端，所述电容C8的另一端与所述A/D采集电路103的输入端相连，所述A/D采集电路(103 )的接地端、所述PNP型三极管V4的集电极、所述电阻R8的另一端、所述电容C7的另一端、所述NPN型三极管V2的发射极、所述可变电阻RP2的另一固定端、所述电容C4的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述声音传感器BI的接地端、所述电容C5的另一端和所述电容C9的另一端均接地。
[0021]本实用新型中，由于变压器故障现象不同，发出的声音也不同，因此可选用话筒作为声音传感器，声音传感器有很多种，本案对声音传感器的选取原则是:灵敏度高，抗干扰能力强，除了要提取声音信号外，还要求它不受外界信号的干扰。所以本案可选用驻极体式话筒来作为声音传感器BI，其中拾音器选用老式听诊器的振膜头部分，在振膜耳把套上2M长的橡皮管，另一头插入一只微型驻极体话筒，话筒的2根导线接到电路中的拾音处，驻极体话筒处用套管加固，以防止操作时损坏拾
[0022]音器，同时防止产生不必要的噪声干扰。
[0023]本实用新型采用对运行变压器的现场听诊方法，可以及时听出变压器发出的声音，根据变压器内部声音直接判定它的运行情况，从而判定异常部位和类别，帮助检修人员快速的发现缺陷，也可以为变压器是否继续运行提供依据。
[0024]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种变压器故障听诊仪，其特征在于:包括信号输入模块(101)、信号调整电路(102)A/D采集电路(103)、M⑶处理器(104)、LED显示屏(105)和扬声器(106)，所述信号输入模块(101)的输出端与所述信号调整电路(102)的输入端电气连接，所述信号调整电路(102)的输出端与所述A/D采集电路(1 3 )的输入端电气连接，所述A/D采集电路(1 3 )的输出端与所述M⑶处理器(104 )的输入端电气连接，所述M⑶处理器(104 )的输出端分别与所述LED显示屏(105)的输入端和所述扬声器(106)的输入端电气连接，所述信号调整电路(102)包括一级放大电路、二级放大电路和转换电路，所述一级放大电路的输入端为所述信号调整电路(1 2 )的输入端，所述一级放大电路的输出端与所述二级放大电路的输入端电气连接，所述二级放大电路的输出端与所述转换电路的输入端电气连接，所述转换电路的输出端为所述信号调整电路(102)的输出端。2.根据权利要求1所述的一种变压器故障听诊仪，其特征在于:所述信号输入模块(101)包括声音传感器BI，所述一级放大电路包括NPN型三极管VI，所述二级放大电路包括NPN型三极管V2，所述转换电路包括变压器Tl; 所述声音传感器BI的输出端与电容Cl的一端相连，所述电容Cl的另一端连接电阻Rl的一端、电容C2的一端以及所述NPN型三极管Vl的基极，所述NPN型三极管Vl的集电极连接可变电阻RPI的一固定端和电容C3的一端，所述NPN型三极管Vl的发射极连接电阻R2的一端和电容C4的一端，所述电阻Rl的另一端连接所述可变电阻RPl的另一固定端、所述可变电阻RPl的活动端、电容C5的一端、电阻R4的一端以及电阻R3的一端，所述电容C3的另一端与可变电阻RP2的一固定端相连，所述可变电阻RP2的活动端与电容C6的一端相连，所述电容C6的另一端连接所述电阻R3的另一端以及NPN型三极管V2的基极，所述NPN型三极管V2的集电极连接电容C7的一端以及所述变压器Tl的输入端al，所述变压器Tl的输入端a2连接所述电阻R4的另一端、电阻R5的一端、PNP型三极管V3的集电极、电容C9的一端以及+6V电源，所述变压器Tl的第一输出端bl与所述PNP型三极管V3的基极相连，所述变压器Tl的第一输出端b2连接所述电阻R5的另一端以及电阻R6的一端，所述变压器Tl的第二输出端wl与PNP型三极管V4的基极相连，所述变压器Tl的第二输出端w2连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，所述PNP型三极管V4的发射极连接所述电阻R7的另一端、所述电阻R6的另一端、所述PNP型三极管V3的发射极以及电容C8的一端，所述电容C8的另一端与所述A/D采集电路(1 3 )的输入端相连，所述A/D采集电路(103)的接地端、所述PNP型三极管V4的集电极、所述电阻R8的另一端、所述电容C7的另一端、所述NPN型三极管V2的发射极、所述可变电阻RP2的另一固定端、所述电容C4的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述声音传感器BI的接地端、所述电容C5的另一端和所述电容C9的另一端均接地。3.根据权利要求2所述的一种变压器故障听诊仪，其特征在于:所述声音传感器BI为驻极体式话筒。4.根据权利要求1所述的一种变压器故障听诊仪，其特征在于:所述MCU处理器(104)包括处理模块(1041 )、判定模块(1042)和存储模块(1043)。
【文档编号】G01R31/12GK205427122SQ201620197637
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】杨建伟
【申请人】国家电网公司, 国网山西省电力公司长治供电公司