一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统的制作方法

文档序号:20214084发布日期:2020-03-31 11:33阅读:353来源:国知局

本发明涉及电力变压器监测系统领域,尤其涉及一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统。



背景技术:

近年来,我国工业电技术水平正迅速提升,大容量电力变压器也得到广泛应用。通常在大型变电站系统中,各个电力变压器的工作电流与散热管的油温参数对整个供电系统的正常运行起到至关重要的影响,必须要进行实时监测以便进行及时调控管理;

目前,项工作多采用人工进行查询和信息反馈,造成大量人力成本输出,而且也不便于及时发现参数变化问题,电力变压器的运行事故率仍比较高,变压器的运行状态不能实时的反馈给技术人员,造成突然性的大范围设备停运,容易造成电力设备电压不稳,波动大,对设备造成大范围电压冲击,导致设备损坏,因此本发明提出一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统,以解决现有技术中的不足之处。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提出一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统,通过基于无线数据传输进行实时采集电力变压器的工作电流、电压参数、变压器油箱及散热管的油温参数、油中溶解气体压力等参数,在通过现场终端对其进行分析以及对分析的基础上,将相关参数及分析结果上传到主监测单元,显示模块进行显示,并供主监测单元进行相应的调控管理,可以提高对智能电力变压器监测的可靠性和及时性,通过利用加密模块对传输的数字信号进行加密以及通过身份校验模块对用户身份进行校验甄别,提高了智能电力变压器监测过程中的数据传输安全性。

本发明提出一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统,其特征在于:包括监测传感器、调理电路、a/d转换单元、第一单片机、无线数据传输芯片、加密模块、第二单片机、身份校验模块、显示模块和主监测单元,所述监测传感器连接调理电路,所述调理电路连接a/d转换单元,所述监测传感器采集智能电力变压器的工作电流、电压、变压器内部局部放电激发的电磁波信号、变压器油箱及散热管的油温以及变压器油箱及散热管油中的溶解气体压力参数,然后通过调理电路传输至a/d转换单元,所述a/d转换单元对接收到的绕组电流信号和冷却油温信号的模拟信号进行采样,并转换为数字信号,所述a/d转换单元连接第一单片机,所述第一单片机连接无线数据传输芯片,所述无线数据传输芯片内部嵌设有加密模块,所述无线数据传输芯片通过加密模块连接第二单片机,所述第二单片机内部嵌设有身份校验模块,所述第二单片机连接显示模块,所述显示模块连接主监测单元,所述主监测单元内部设有解码单元和合成单元,所述a/d转换单元将数字信号传输至第一单片机后通过无线数据传输芯片将数字信号传输至第二单片机,并通过与第二单片机连接的显示模块进行数据显示,所述主监测单元根据显示模块显示的电流和温度监测值进行相应的调控管理。

进一步改进在于:所述监测传感器包括电流互感器、温度传感器和压力互感器,所述调理电路包括电流调理电路、温度调理电路和压力调理电路,所述电流互感器、温度传感器和压力互感器分别采集智能电力变压器内的绕组电流信号、变压器油箱及散热管的油温参数和电压信号,并分别通过电流调理电路、温度调理电路和压力调理电路传输至a/d转换单元。

进一步改进在于:所述监测传感器还包括uhf传感器和气压检测器所述调理电路还包括电磁波调理电路和气压调理电路,所述uhf传感器用于检测变压器内部局部放电激发的电磁波信号,然后通过所述电磁波调理电路将电磁波信号传输至a/d转换单元,所述气压检测器用于检测变压器油箱及散热管油中的溶解气体压力信号,然后通过所述气压调理电路将溶解气体压力信号传输至a/d转换单元。

进一步改进在于:所述加密模块包括公钥生成单元和私钥生成单元,所述无线数据传输芯片接收数字信号后将数字信号分为两路,一路数字信号通过公钥生成单元进行处理,形成公钥信息进行传输,另一路数字信号通过私钥生成单元进行处理,形成私钥信息进行传输。

进一步改进在于:所述身份校验模块用于对获取二单片机内数字信号的用户进行身份校验,并只对身份校验通过的用户开放数字信号获取权限。

进一步改进在于:所述身份校验模块为采用账号密码和动态密码双重校验方式的身份校验模块。

进一步改进在于:所述解码单元用于对主监测单元接收的经过加密模块加密处理后的数字信号进行解码,具体为分别对公钥信息和私钥信息进行解码。

进一步改进在于:所述合成单元用于合成解码后的公钥信息和私钥信息,形成完整的解码后的数字信号数据。

本发明的有益效果为:本发明通过基于无线数据传输进行实时采集电力变压器的工作电流、电压参数、变压器油箱及散热管的油温参数、油中溶解气体压力、变压器内部局部放电激发的电磁波信号参数,在通过现场终端对其进行分析以及对分析的基础上,将相关参数及分析结果上传到主监测单元,显示模块进行显示,并供主监测单元进行相应的调控管理,可以提高对智能电力变压器监测的可靠性和及时性,通过利用加密模块对传输的数字信号进行加密以及通过身份校验模块对用户身份进行校验甄别,提高了智能电力变压器监测过程中的数据传输安全性。

附图说明

图1为本发明系统框架示意图。

图2为本发明监测传感器结构示意图。

图3为本发明调理电路结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1、2、3所示,本实施例提出一种基于无线数据传输的智能电力变压器监测系统,其特征在于:包括监测传感器、调理电路、a/d转换单元、第一单片机、无线数据传输芯片、加密模块、第二单片机、身份校验模块、显示模块和主监测单元,所述监测传感器连接调理电路,所述调理电路连接a/d转换单元,所述监测传感器采集智能电力变压器的工作电流、电压、变压器内部局部放电激发的电磁波信号、变压器油箱及散热管的油温以及变压器油箱及散热管油中的溶解气体压力参数,然后通过调理电路传输至a/d转换单元,所述a/d转换单元对接收到的绕组电流信号和冷却油温信号的模拟信号进行采样,并转换为数字信号,所述a/d转换单元连接第一单片机,所述第一单片机连接无线数据传输芯片,所述无线数据传输芯片内部嵌设有加密模块,所述无线数据传输芯片通过加密模块连接第二单片机,所述第二单片机内部嵌设有身份校验模块,所述第二单片机连接显示模块,所述显示模块连接主监测单元,所述主监测单元内部设有解码单元和合成单元,所述a/d转换单元将数字信号传输至第一单片机后通过无线数据传输芯片将数字信号传输至第二单片机,并通过与第二单片机连接的显示模块进行数据显示,所述主监测单元根据显示模块显示的电流和温度监测值进行相应的调控管理。

所述监测传感器包括电流互感器、温度传感器和压力互感器,所述调理电路包括电流调理电路、温度调理电路和压力调理电路,所述电流互感器、温度传感器和压力互感器分别采集智能电力变压器内的绕组电流信号、变压器油箱及散热管的油温参数和电压信号,并分别通过电流调理电路、温度调理电路和压力调理电路传输至a/d转换单元。

所述监测传感器还包括uhf传感器和气压检测器所述调理电路还包括电磁波调理电路和气压调理电路,所述uhf传感器用于检测变压器内部局部放电激发的电磁波信号,然后通过所述电磁波调理电路将电磁波信号传输至a/d转换单元,当uhf传感器检测到信号后,经过滤波、射频前置放大器和检波器后,过所述电磁波调理电路将电磁波信号传输至a/d转换单元,由所述a/d转换单元进行采样,然后所述第一单片机进行存储、数字信号处理与分析后通过无线数据传输芯片上传至主监测单元,主监测单元通过利用已有的故障诊断专家系统根据获取的数据组建故障模式数据库,然后对变压器的绝缘状态进行诊断,并以多种方式在显示模块进行显示放电指纹特征数据,所述第一单片机上存储的局部放电历史测量数据,所述主监测单元的工作人员可进行查询,所述气压检测器用于检测变压器油箱及散热管油中的溶解气体压力信号,然后通过所述气压调理电路将溶解气体压力信号传输至a/d转换单元。

所述加密模块包括公钥生成单元和私钥生成单元,所述无线数据传输芯片接收数字信号后将数字信号分为两路,一路数字信号通过公钥生成单元进行处理,形成公钥信息进行传输,另一路数字信号通过私钥生成单元进行处理,形成私钥信息进行传输。

所述身份校验模块用于对获取二单片机内数字信号的用户进行身份校验,并只对身份校验通过的用户开放数字信号获取权限。

进一步改进在于:所述身份校验模块为采用账号密码和动态密码双重校验方式的身份校验模块。

所述解码单元用于对主监测单元接收的经过加密模块加密处理后的数字信号进行解码,具体为分别对公钥信息和私钥信息进行解码。

所述合成单元用于合成解码后的公钥信息和私钥信息,形成完整的解码后的数字信号数据。

本发明通过基于无线数据传输进行实时采集电力变压器的工作电流、电压参数、变压器油箱及散热管的油温参数、油中溶解气体压力、变压器内部局部放电激发的电磁波信号参数,在通过现场终端对其进行分析以及对分析的基础上,将相关参数及分析结果上传到主监测单元,显示模块进行显示,并供主监测单元进行相应的调控管理,可以提高对智能电力变压器监测的可靠性和及时性,通过利用加密模块对传输的数字信号进行加密以及通过身份校验模块对用户身份进行校验甄别,提高了智能电力变压器监测过程中的数据传输安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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