多类变压器智能监测系统的制作方法

本实用新型涉及变压器领域，具体是多类变压器智能监测系统。

背景技术：

目前已存在变压器监测系统，其一般由变压器监控单元、数据采集单元、处理中心、显示器单元和报警单元等一些单元模块组成，可达到初步对变压器状态监测和报警的效果，少量监测系统具有远程通信的功能。

目前的变压器监测系统存在系统功能较低、电流测量不精确、远程通信距离受限、用户无法远程更改系统报警阈值、用户使用困难、无法对多种类变压器进行系统分类、数字化智能监测等问题。大多数变压器监测系统功能单一，要么可测温度、要么可测电流，并且不能测量油液高度，对变压器的电流检测不精确。少量变压器监测系统可远程通信，但主要为无线收发模块，对通信距离有较大限制。有些变压器监测系统具有显示器单元，但对待用户不够友善，可视化程度低，用户无法对系统阈值进行修改。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供多类变压器智能监测系统，它测量精准，可测数据类型多，通讯距离较远，方便用户操作使用，且人机交互更友善。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

多类变压器智能监测系统，包括数据采集终端、服务端和客户端，所述数据采集终端、服务端之间及服务端、客户端之间均通过网络连接，所述数据采集终端包括单片机、温度采集单元、电流互感单元、油液高度采集单元、USB连接模块、显示屏、位置采集单元、数据传输单元和降压供电模块，所述温度采集单元、电流互感单元、油液高度采集单元、USB连接模块、显示屏、位置采集单元、数据传输单元和降压供电模块分别与单片机电性连接。

进一步的，所述数据采集终端和服务端之间通过GSM网络连接，所述服务端和客户端之间通过GPRS网络连接。

进一步的，所述单片机为STM32系列单片机。

进一步的，所述数据传输单元为SIM800C模块。

进一步的，所述温度采集单元为DS18B20温度传感器。

进一步的，所述客户端包括移动客户端和PC客户端。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、数据采集终端内设有多个传感器，用来监测多种数据信息，系统功能多。

2、数据采集终端内的各传感器和元器件均与单片机连接，通过单片机来接收信号进行处理并发出控制信号，使得设备集成度高，电流测量精确。

3、数据采集终端内设有数据传输单元，使得数据采集终端、服务端和客户端之间通过网络远程连接，使远程通信距离不受限。

4、该监测系统设有客户端，用户可通过客户端上专门的软件远程更改系统报警阈值，实现在手机或电脑上实时监测、对多种类变压器进行系统分类、数字化智能监测，用户可视化程度高，人机交互更友善。

附图说明

附图1是本实用新型的工作原理图。

附图中所示标号：

1、数据采集终端；2、服务端；3、客户端；4、单片机；5、温度采集单元；6、电流互感单元；7、油液高度采集单元；8、USB连接模块；9、显示屏；10、位置采集单元；11、数据传输单元；12、降压供电模块；13、移动客户端；14、PC客户端。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是多类变压器智能监测系统，主体结构包括数据采集终端1、服务端2和客户端3，服务端2用于分类管理和记录接收数据信息等，所述数据采集终端1、服务端2之间通过GSM网络连接，所述服务端2、客户端3之间通过GPRS网络连接，所述数据采集终端1包括单片机4、温度采集单元5、电流互感单元6、油液高度采集单元7、USB连接模块8、显示屏9、位置采集单元10、数据传输单元11和降压供电模块12，所述温度采集单元5、电流互感单元6、油液高度采集单元7、USB连接模块8、显示屏9、位置采集单元10、数据传输单元11和降压供电模块12分别与单片机4电性连接，通过温度采集单元5、电流互感单元6和油液高度采集单元7来收集温度、电流和油液高度的数据，使监测更加全面，且通过单片机4来接收处理数据，使测量结果更准确，USB连接模块8和降压供电模块12为数据采集终端1提供了两种供电方式，场所适应能力更广泛，位置采集单元10可以对变压器进行定位，方便对不同区域内的变压器按照地理位置进行分类管理，管理人员通过客户端3进行数据的查看和监测，方便对紧急情况进行快速定位和处理。

优选的，所述数据采集终端1和服务端2之间通过GSM网络连接，所述服务端2和客户端3之间通过GPRS网络连接，通过数据采集终端1内的数据传输单元11来进行数据传输和接收，使远程通信距离不受限。

优选的，所述单片机4为STM32系列单片机，型号为STM32F429，在180MHz频率下，从Flash存储器执行时，STM32F429单片机能够提供225DMIPS/608CoreMark性能，并且利用意法半导体的ART加速器实现了FLASH零等待状态，处理更快速。

优选的，所述数据传输单元11为SIM800C模块，SIM800C是一款四频GSM/GPRS模块，工作频率为850MHZ、900MHZ、1800MHZ、1900MHz，满足全球绝大多数地区对无线通信频段的要求，使绝大多数地区的变压器监测系统都可以实现通讯距离不受限。

优选的，所述温度采集单元5为DS18B20温度传感器，DS18B20温度传感器是一种可以将温度变量转换为标准化数字信号的传感器支持多点组网，最多可以将8个传感器并联在三线上，使温度检测更准确，实现对温度的实时监控。

优选的，所述客户端3包括移动客户端13和PC客户端14，通过在客户端3安装专门的软件来对数据采集终端1采集的数据进行监测，可以通过PC客户端14上的软件更改不同种类变压器的ID、IP、COM、电流、温度、油面高度的报警阈值等。

实施例：多类变压器智能监测系统，包括数据采集终端1、服务端2和客户端3，其中服务端2为网络服务器，是连接数据采集终端1与客户端3的枢纽，起承上启下的作用。网络服务器用来存储数据采集终端1定时发送的数据信息，对不同种类的变压器进行分类整理。本系统网络服务器分为四个部分，且是层层递进的关系，分别是数据采集层，即数据采集子系统；数据存储层，即数据库；业务支撑层包括管理员用户和普通用户；顶层为前台操作层，即前台网站，也是本系统中的客户端，所述数据采集终端1、服务端2之间通过GSM网络连接，服务端2、客户端3之间通过GPRS网络连接，所述数据采集终端1包括单片机4、温度采集单元5、电流互感单元6、油液高度采集单元7、USB连接模块8、显示屏9、位置采集单元10、数据传输单元11和降压供电模块12，所述单片机4为STM32F429单片机，所述数据传输单元11为SIM800C模块，所述温度采集单元5为DS18B20温度传感器，降压供电模块12为220V转5V降压供电模块，显示屏9为LCD屏幕，位置采集单元10采用ATK-S1216F8-BD GPS/北斗模块采集位置信息，定位效果极佳，电流互感单元6为Y-FCT罗氏线圈，Y-FCT罗氏线圈线性度极高、动态特性可从1A至100KA、可过载、被测量导体无负载消耗，与传统带铁芯的互感器相比，罗氏线圈可实现对电流实时测量，并且响应速度更快、不会饱和，同时几乎不会出现相位误差，所述温度采集单元5、电流互感单元6、油液高度采集单元7、USB连接模块8、显示屏9、位置采集单元10、数据传输单元11和降压供电模块12分别与单片机4电性连接，所述客户端3包括移动客户端13和PC客户端14，本系统配套开发有应用软件，安装在客户端3上，方便管理人员管理。

本系统功能多、集成度高、电流测量精确、远程通信距离不受限、用户可远程更改系统报警阈值、用户可视化程度高且手机电脑均可实时监测、对多种类变压器进行系统分类、数字化智能监测。

同时对该系统的运行进行了较为系统的测试，实验测试与某电力公司合作共同完成，测试过程是对同一台视在功率为25kVA的小型变压器进行三天无间断的测试。测试内容包括产品的耐压测试、耐高温测试以及产品系统的稳定性测试。从本次测试所得的数据中抽取了10小时的变压器部分数据信息，测试部分数据表如下表所示。测试从上午11点开始共持续10个小时，测试内容包括变压器油面高度、三相电流值、油内温度和经纬度。由于表中所列的测试过程较短，变压器油箱内油面高度没有变化，未下降到第二档位，所以高度值没有变化。根据变压器额定电流的经验估计法可得，

因此，经该公式计算该型号变压器其额定电流大约为36A左右。观察测试数据表可知在17：00时B相点出现了45.1A的跳变值，同时该时刻测试管理员接收到数据采集终端发送的报警短信。整体测试结果仍符合预期效果。

部分测试数据表

在此系统中，三相电流值测量的数据是否准确决定了该系统价值的高低，所以必须单独对罗氏线圈的稳定性进行测量。通过罗氏线圈对A、B、C三相电电压进行AD采样，并以此结果与实际电流值作对比，共得出三组数据，根据数据可知AD转换电压值与变压器实际输出电流值成线性关系。当实际电流值超过100A时，试验所用的罗氏线圈已经超载结果仍然为线性关系。时极电流小于5A时，AD采样出的电压值波动较大，因此测试电流不宜过小，总体测试结果较为理想。