本实用新型涉及电力安全监测技术领域，具体涉及一种变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置。
背景技术：
特高压换流站以单极大地回路方式运行时直流电流经接地中性点流入交流变压器引起直流偏磁问题。出现直流偏磁时，变压器励磁电流发生畸变并产生大量谐波，铁心磁通过饱和，引起变压器噪声与振动加剧，严重威胁变压器的安全运行。
为了对直流偏磁问题进行诊断，目前主要采用的方法包括变压器高压侧中性点电流检测法以及噪声检测法2种。中性点电流检测法直接对中性点直流进行检测，对直流偏磁状态判断的准确性较高，但在检测之前需要改变变压器中性点的运行方式，即将待检测主变中性点接地刀闸拉开并在接地端安装霍尔传感器，因此检测的实时性与安全性较差。现有的噪声检测方法采用声级计测量变压器声压级，通过直流偏磁前后变压器声压级的差异判断直流偏磁状态，该方法依赖感官判断，要求工作人员具有丰富的运行经验，在中性点直流较小时容易造成误判。此外，现有的检测方法均需要工作人员前往现场，由于受影响变电站数量多、分布广，该方法缺乏灵活性，容易造成人力与物力资源浪费。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够为实现变压器直流偏磁状态的实时监测与预警提供基础噪声数据，无需改变设备运行状态、无需接触带电设备，测试方便，安全性高，有利于提高变压器检修工作的自动化程度的变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置，包括依次相连的噪声采集单元、中央处理单元、通讯接口模块和远程传输模块，所述噪声采集单元包括传声器、前置放大器、信号放大模块、数据采集模块、A/D转换模块和恒流电流源模块，所述传声器、前置放大器、信号放大模块、数据采集模块、A/D转换模块依次相连，所述A/D转换模块的输出端和中央处理单元相连，所述恒流电流源模块的输出端分别和传声器、前置放大器相连。
优选地，所述传声器安装于变压器不含冷却装置的一侧，且位于1/2变压器高度、距离变压器0.3m。
优选地，所述信号放大模块为放大倍数恒定的仪表放大器。
优选地，所述通讯接口模块为RS485通讯模块。
优选地，所述远程传输模块为GPRS无线通讯模块。
本实用新型变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置具有下述优点：本实用新型包括依次相连的噪声采集单元、中央处理单元、通讯接口模块和远程传输模块，噪声采集单元包括传声器、前置放大器、信号放大模块、数据采集模块、A/D转换模块和恒流电流源模块，传声器、前置放大器、信号放大模块、数据采集模块、A/D转换模块依次相连，A/D转换模块的输出端和中央处理单元相连，恒流电流源模块的输出端和前置放大器相连，通过噪声采集单元能够实现对变电站的噪声的精确采集，能够为实现变压器直流偏磁状态的实时监测与预警提供基础噪声数据，无需改变设备运行状态、无需接触带电设备，测试方便，安全性高，有利于提高变压器状态检修工作的自动化程度。
附图说明
图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。
图例说明：1、噪声采集单元；11、传声器；12、前置放大器；13、信号放大模块；14、数据采集模块；15、A/D转换模块；16、恒流电流源模块；2、中央处理单元；3、通讯接口模块；4、远程传输模块。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置包括依次相连的噪声采集单元1、中央处理单元2、通讯接口模块3和远程传输模块4，噪声采集单元1包括传声器11、前置放大器12、信号放大模块13、数据采集模块14、A/D转换模块15和恒流电流源模块16，传声器11、前置放大器12、信号放大模块13、数据采集模块14、A/D转换模块15依次相连，A/D转换模块15的输出端和中央处理单元2相连，恒流电流源模块16的输出端分别和传声器11、前置放大器12相连。本实施例的变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置通过噪声采集单元1能够实现对变电站的噪声的精确采集，能够为实现变压器直流偏磁状态的实时监测与预警提供基础噪声数据，无需改变设备运行状态、无需接触带电设备，测试方便，安全性高，有利于提高变压器状态检修工作的自动化程度。
本实施例中，传声器11安装于变压器不含冷却装置的一侧，且位于1/2变压器高度、距离变压器0.3m，通过上述位置的选择，能够降低变压器的冷却装置噪声对变压器本体噪声信号的干扰，提高变压器本体噪声信号检测准确性。前置放大器12用于将传声器11的输出信号进行放大。信号放大模块13为放大倍数恒定的仪表放大器，仪表放大器放大倍数恒定，能够提升信号放大的准确性，防止在放大环节造成信号畸变，以便于确保实现变压器直流偏磁状态的实时监测与预警的精确度。数据采集模块14的采样频率为65536Hz、采样时间为0.125s，通过上述参数选择，能够在降低信号数据存储量的同时保证可听声频率的完全覆盖。A/D转换模块15采用单电源工作方式，A/D转换模块15的转换精度为16位，简化了系统供电方式，保证了数据转换精度。恒流电流源模块16用于为传声器11与前置放大器12提供4mA恒定工作电流，以驱动传声器11与前置放大器12正常工作。
本实施例中，中央处理单元2可以根据需要选择单片机或其他类型的微处理器。通讯接口模块3为RS485通讯模块，具有接口简单、电缆兼容性好、数据传输距离长的优点。远程传输模块4为GPRS无线通讯模块，具有网络覆盖区域广、成本低的优点，适合信号的远距离传输；此外也可以根据实际需要选择3G或4G无线通讯模块。
本实施例的变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置的工作过程如下：（1）在靠近变压器不含冷却装置的一侧布置传声器11，位于1/2变压器高度，距离变压器0.3m。变压器冷却装置噪声水平与变压器本体相当，变压器散热片对于噪声传播具有一定的阻挡作用，选择靠近变压器不含冷却装置的一侧布置噪声检测点能够降低冷却装置对变压器本体噪声信号检测的干扰。（2）中央处理单元2发出指令采集变压器噪声信号，传声器11、前置放大器12以及恒流电流源模块16配合实现噪声信号接收功能并将声信号转化为电信号，信号放大模块13将电信号进行放大以满足数据采集要求，数据采集模块14与A/D转换模块15对电信号进行采样并将模拟信号转化为数字信号输入中央处理单元2。需要说明的是，本实施例的变压器直流偏磁状态检测用噪声采集装置并不依赖于某一种特定的基于噪声的直流偏磁状态检测方法。例如，现有的噪声检测方法采用测量变压器声压级，通过直流偏磁前后变压器声压级的差异判断直流偏磁状态，中央处理单元2既可以测量变压器声压级的差异来直接判断变压器是否处于直流偏磁状态；此外也可以根据需要采用其他基于噪声信号的直流偏磁状态检测方法，例如：将数字电信号转换为声压信号，对声压信号进行频谱分析并提取2kHz范围内的噪声信号频谱，中央处理单元2根据噪声信号提取直流偏磁噪声特征参数，将直流偏磁噪声特征参数和预设的直流偏磁噪声特征参数阈值比较，如果直流偏磁噪声特征参数超过直流偏磁噪声特征参数阈值，则判定变压器处于直流偏磁状态，否则判定变压器处于正常状态。其中，直流偏磁噪声特征参数为噪声信号的奇偶次谐波比，奇偶次谐波比为频谱2kHz范围内50Hz奇次谐波幅值和与偶次谐波幅值和的比值。此外，也可以根据需要采用其他类似的直流偏磁噪声特征参数等，甚至还可以直接将检测得到的噪声信号输出给监测中心，由监测中心来进行变压器直流偏磁状态检测判断，在此不再赘述。（3）中央处理单元2通过通讯接口模块3将检测结果经远程传输模块4传输至监测中心。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。