一种电力设备故障远程自诊断装置的制作方法

本发明涉及电力电子设备诊断技术领域，具体为一种电力设备故障远程自诊断装置。

背景技术：

目前电力设备类型越来越多，电气设备越来越复杂和精密，电气设备造价越来越贵重，因此对设备维保要求越来越高，现有技术维护防范，是通过人工定期巡检达到对电气设备的监控，或者智能化配电设备，但人工监测只能用肉眼观测设备表面状况，内部一些关键位置并不能检测到，或者只是单方面的对内部温度进行监测预防，单方面的温度检测监测也没法具体的判断电气运行状况。而智能化配电设备一般通过gsm或gprs发送故障预警信息，而此类都是直接依附于电信网络进行故障传递，成本比较大，同时在中远距离造成了障预警信息资源的浪费。鉴于此，需一种完善、能实时的将被测控电力设备数据反应出来、通信完备的故障监测装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力设备故障远程自诊断装置，以解决上述背景技术中提出的问题。所述电力设备故障远程自诊断装置具有能达到实时全方面的远程监控，取代了人工巡检的繁琐，并具有语音报警功能，发生故障能快速准确的查询故障位置，同时通信距离远、通讯成本低，能够高效、实时的远程读取数据，做到实时主站工控机实时对电力设备故障的监控，以便及时作出诊断的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力设备故障远程自诊断装置，包括瞬/缓故障检测模块、特征气体检测模块以及图像监测模块，所述瞬/缓故障检测模块、特征气体检测模块以及图像监测模块安装在电力设备周围/内，且通过信号预处理及采集模块通信连接于信号传输模块ⅰ，信号传输模块ⅰ通信连接于dsp处理器，所述dsp处理器连接有报警模块，还通过信号传输模块ⅱ通信连接于主站工控机。

优选的，还包括与dsp处理器多线程连接的显示模块、raid磁盘阵列以及电源模块。

优选的，所述瞬/缓故障检测模块包括油位传感器、电压互感器、电流互感器以及温度互感器，其中，所述油位传感器置于电力设备冷却液系统，所述电压互感器、电流互感器接至电力设备用电线，所述温度互感器置于电力设备周围/内。

优选的，所述特征气体检测模块包括气体传感器阵列单元和与之连接的数据处理器，所述气体传感器阵列单元置于电力设备周围/内，包括co传感器和sno2半导体传感器。

优选的，所述图像监测模块包括ccd图像传感模块、视频采集模块以及视频采集控制模块，其中，所述视频采集模块分别与ccd图像传感模块、视频采集控制模块连接。

优选的，所述信号预处理及采集模块包括多通道a/d转换模块，以及与其连接的过零比较器、滤波模块以及采集集中器，其中，所述多通道a/d转换模块与视频采集控制模块连接，所述过零比较器与电压互感器连接，所述滤波模块与电流互感器连接。

优选的，所述信号传输模块ⅰ、信号传输模块ⅱ包括mcu控制芯片，以及其通过pa模块连接的edgedtu模块和lora模块，其中，所述mcu控制芯片与采集集中器连接，所述edgedtu模块和lora模块通信连接dsp处理器。

优选的，所述多通道a/d转换模块采用14位同步采样a/d转换器max125。

优选的，所述dsp处理器采用arm7tdm处理芯片，所述mcu控制芯片为s3c2410，所述edgedtu模块为qr26edgedtu，所述lora模块为sx127x芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了从电、气以及(外部)画面的故障全面监测，可对电力设备(内)部元件温度、环境温湿度、电缆温度、电气母排温度进行等监测，集中进行管理，再通过专用工业计算机tmsis-4000/pc/rk/hf以画面的形式表现出来，能达到实时全方面的远程监控，取代了人工巡检的繁琐，并具有语音报警功能，发生故障能快速准确的查询故障位置，通过全方面的监控，也更能直观的知道故障发生诱因，可方便尽快加以改善，减低事故发生的几率，同时采用edgedtu模块为和lora模块的internet方式和lpwan方式通信，通信距离远、通讯成本低，能够高效、实时的远程读取数据，做到实时主站工控机实时对电力设备故障的监控，以便及时作出诊断。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明信号预处理及采集模块与瞬/缓故障检测模块连接示意图；

图3为本发明信号传输模块ⅰ、ⅱ示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明提供一种技术方案：

一种电力设备故障远程自诊断装置，包括瞬/缓故障检测模块、特征气体检测模块以及图像监测模块，所述瞬/缓故障检测模块、特征气体检测模块以及图像监测模块安装在电力设备周围/内，且通过信号预处理及采集模块通信连接于信号传输模块ⅰ，信号传输模块ⅰ通信连接于dsp处理器，所述dsp处理器连接有报警模块，还通过信号传输模块ⅱ通信连接于主站工控机，还包括与dsp处理器多线程连接的显示模块、raid磁盘阵列以及电源模块，所述报警模块包括声光报警、蜂鸣器，所述显示模块采用cm12864型lcd，所述主站工控机为专用工业计算机tmsis-4000/pc/rk/hf，所述raid磁盘阵列内置sql数据库或者oracle数据库以实现磁盘的群集，所述电源模块用于整个装置供电，所述瞬/缓故障检测模块包括油位传感器、电压互感器、电流互感器以及温度互感器，其中，所述油位传感器置于电力设备冷却液系统，所述电压互感器、电流互感器接至电力设备用电线，所述温度互感器置于电力设备周围/内，所述信号预处理及采集模块包括多通道a/d转换模块，以及与其连接的过零比较器、滤波模块以及采集集中器，其中，所述多通道a/d转换模块与视频采集控制模块连接，所述过零比较器与电压互感器连接，所述滤波模块与电流互感器连接，所述电力设备冷却液系统为变压器、发电机组的油液或者冷却液系统，油位传感器用于检测冷却系统中的油液(冷却液)消耗程度的精确测，电压互感器、电流互感器用于检测(输电)电力设备三相交流电流/压信号，电流经过滤波模块滤去整流输出电压中的纹波，所述温度传感器用于对电缆温度、电气母排等部件温度进行检测，电压信号经过零比较器电压整形成方波信号，输出相应的电信号，分别输入到多通道a/d转换模块的输入，并通过多通道a/d转换模块预处理，进行a/d转换通过，将采集数据通过dsp处理器处理分析后送入主站工控机，用于监控管理，所述瞬/缓故障检测模块具有瞬态故障检测功能，具体为电压互感器、电流互感器和温度传感器主要检测变化量较为瞬态的信号，还具有缓态故障检测功能，具体为油位传感器，对油液损耗的变化量不是很急的信号进行检测，所述多通道a/d转换模块采用14位同步采样a/d转换器max125，所述特征气体检测模块包括气体传感器阵列单元和与之连接的数据处理器，所述气体传感器阵列单元置于电力设备周围/内，包括co传感器和sno2半导体传感器，所述co传感器和sno2半导体传感器用于检测变压器油中的特征气体，如co，h2，ch4，c2h2，c4h4等，分别将其检测出来，然后将各个气体浓度转成相应的电信号，将电信号预处理，进行a/d转换，通过多通道a/d转换模块预处理，进行a/d转换通过，将采集数据通过dsp处理器处理分析后送入主站工控机，用于监控管理，所述图像监测模块包括ccd图像传感模块、视频采集模块以及视频采集控制模块，其中，所述视频采集模块分别与ccd图像传感模块、视频采集控制模块连接，所述ccd图像传感模块采用tcd1501c型ccd图像传感器，通过转动驱动安装在电力设备上、内或周围，实时采集被监控电力设备的图像信息，如是否有无关人员/动物靠近、收到外力破坏、起火等，并通过视频采集控制模块，1394采集卡，将tcd1501c型ccd图像传感器摄入的pal制图像传送到saa7115解码器(tms320dm642内置)，saa7115解码器将信号转变成并行的bt.656图像码流送至视频采集控制模块，tms320dm642视频口vp0，tms320dm642将其再解码，得到yuv格式的图像，并通过edma(tms320dm642内置)传输到其内的sdram中存储，图像大小根据实际情况调整，tms320dm642通过访问sdram中的图像数据，依照相应的程序进行相应的图像处理，然后通过dsp处理器传递到主站工控机，便于监控以及管理，通过报警模块告警，所述信号传输模块ⅰ、信号传输模块ⅱ包括mcu控制芯片，以及其通过pa模块连接的edgedtu模块和lora模块，其中，所述mcu控制芯片与采集集中器连接，所述edgedtu模块和lora模块通信连接dsp处理器所述dsp处理器采用arm7tdm处理芯片，所述mcu控制芯片为s3c2410，所述edgedtu模块为qr26edgedtu，所述lora模块为sx127x芯片，所述lora模块是超长距离的小无线技术，融合了数字扩频、数字信号处理和纠偏编码技术，可以由多个模块组成成一个无线数传网络，通信距离远，最远可达15km，且功耗低，速度相对较快，解决了zigbee、rfid、wifi模块的通信距离短，gsm通讯模块成本较高的问题，本装置，信号传输模块ⅰ、信号传输模块ⅱ均采用由edgedtu模块为和lora模块为通信载体，为internet方式和lpwan方式通信，mcu控制芯片通过pa模块为edgedtu模块为和lora模块进行发射功率放大，使通信距离有更好的保证，当发生lora模块意外掉线的情况时，mcu控制芯片控制edgedtu模块连接信号预处理及采集模块以及主站工控机的服务器或连接备用服务器，并通过报警模块告警lora模块处于“失灵”状态，同时，以便及时处理，当处于中远距离，lora模块恢复正常通信，mcu控制芯片根据实际情况对edgedtu模块的internet方式通信进行管控，以节约通信成本以及通信资源，装置采用labviewdsc或者μc/os-ⅱ进行前端界面设计，采用sql数据库或者oracle数据库作为后台数据库对所述装置程序进行开发设计，以及存储采集处理后的电信号，方便对工作程序进行输入和修改、与主站工控机进行数据交换，以便更好地工作。

本发明实现了从电、气以及(外部)画面的故障全面监测，可对电力设备(内)部元件温度、环境温湿度、电缆温度、电气母排温度进行等监测，集中进行管理，再通过专用工业计算机tmsis-4000/pc/rk/hf以画面的形式表现出来，能达到实时全方面的远程监控，取代了人工巡检的繁琐，并具有语音报警功能，发生故障能快速准确的查询故障位置，通过全方面的监控，也更能直观的知道故障发生诱因，可方便尽快加以改善，减低事故发生的几率，同时采用edgedtu模块为和lora模块的internet方式和lpwan方式通信，通信距离远、通讯成本低，能够高效、实时的远程读取数据，做到实时主站工控机实时对电力设备故障的监控，以便及时作出诊断。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。