有载调压开关振动信号在线监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有载调压变压器在线监测技术领域，具体设及一种有载调压开关振动 信号在线监测装置。
【背景技术】
[0002] 有载调压开关（0LTC，化-loadTap化anger)是变压器在运行中唯一带电操作的 组件，它是变压器完成调压的核屯、部件，也是变压器的重要配套组件之一。它通过在不中断 变压器负载的条件下，进行分接变换的操作，来改变变压器的距数比。有载调压开关能否满 足变压器长时期运行的可靠性，直接影响到变压器的使用可靠性。国内平均统计数据表明， 化TC故障占变压器故障的20%W上，仅次于绕组故障。与绕组故障不同的是，人们对有载调 压开关故障的认识不够充分，该主要是因为过去有载调压开关动作并不频繁，对其研究不 够深入，因此为了确保调压开关安全可靠地运行，开展对其状态的监测和故障诊断的研巧， 提高故障检测的智能化水平，保证有载调压变压器的安全运行具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能在线实时反映有载调压开关的损坏程 度、及时给出预警信息、提醒运维人员采取措施W防止有载调压开关发生故障的有载调压 开关振动信号在线监测装置。
[0004] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种有载调压开关振动信号在线监测 方法，包括如下步骤： (1) 构建有载调压开关机振动信号在线监测平台，其包括加速度传感器、永磁体、电荷 放大器、信号适配器、A/D转换模块、微处理器ARM、第一GSM模块、第二GSM模块、服务器、存 储器、显示器和继电器J; 所述加速度传感器通过永磁体吸附在用于固定有载调压开关的接线端子的螺母上；所 述加速度传感器的输出端接所述电荷放大器的相应输入端；所述电荷放大器的输出端接所 述信号适配器的相应输入端；所述信号适配器的输出端接所述A/D转换电路的相应输入 端；所述A/D转换模块与所述微处理器ARM的相应端口双向连接； 所述微处理器ARM的COM端口接所述第一GSM模块的相应输入端；所述第一GSM模块 与所述第二GSM模块通过GSM网络无线连接；所述第二GSM模块的输出端接所述服务器的 相应输入端； 所述微处理器ARM的GPIO端口接所述继电器J的动臂J-4 ;所述继电器J的常闭触点J-3接地；所述继电器J的静触点J-2接+3. 3V直流电源；所述继电器J的线圈J-I与有载 调压开关的辅助触点K串联后接在+12V直流电源的两端； 所述显示器与存储器的输入端分别接所述微处理器ARM的相应输出端； (2) 利用所述加速度传感器获取有载调压开关的振动信号； (3) 利用电荷放大器将加速度传感器输出的电压信号进行放大处理； (4) 利用信号适配器将放大处理后的电压信号进行lOOHz-15曲Z的带通滤波并隔离传 送到A/D转换模块的输入端； (5) 利用所述微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态；当有载调压开关有 切换动作时，有载调压开关的辅助触点K闭合，继电器J线圈J-I得电，继电器J的常开触 点J-2闭合，使所述微处理器ARM的GPIO端为高电平，则所述微处理器ARM控制所述A/D 转换模块将模拟信号转换成数字信号，同时所述微处理器ARM进行数据采集和数据处理过 程； 所述数据采集和数据处理过程是： (5-1)将所述数字信号存入所述微处理器ARM的寄存器中； (5-2)设定所述数字信号的振动峰值X,与数字信号的均方根值的比值为峰值因 数，其表达式为
(5-3)设定峰值因数阔值为1~1. 8 ; (5-4)若所述峰值因数超过所述振动峰值阔值，则判定有载调压开关机械状态存在故 障；否则，判定有载调压开关机械状态为正常； (6) 利用所述存储器存储所述微处理器ARM的寄存器中的数字信号； (7) 利用所述显示器显示有载调压开关机械状态：若有载调压开关机械状态存在故障， 则所述显示器显示有载调压开关机械状态故障；若有载调压开关机械状态正常，则所述显 示器显示有载调压开关机械状态正常； (8) 利用所述微处理器ARM的COM端口将有载调压开关机械状态信息传输给所述第一 GSM模块；所述第一GSM模块通过GSM网络将有载调压开关工作状态信息发送给所述第二 GSM模块；所述第二GSM模块接收有载调压开关工作状态信息，并将所述有载调压开关工作 状态信息传输给所述服务器。
[0005] 进一步的，所述加速度传感器的数量为大于1的整数，相对应的所述电荷放大器 的数量与所述加速度传感器的数量相同。
[0006] 所述加速度传感器的型号为AD化345;所述信号适配器的型号为LC0208;所述 电荷放大器的型号为DHF-IO;所述A/D转换模块的型号为AD5780 ;所述微处理器ARM的 型号为SamsungS3C2440 ;所述第一GSM模块为S星GT-Y3400 ;所述第二GSM模块为S星 GT-Y3400 ;所述服务器为戴尔化we巧dge29 ;所述显示器为方正FG769-VC;所述存储器的 型号为M25P128-VMF6TP。
[0007] 本发明的有益效果是：本发明通过监测有载调压开关切换时的各种振动信号，便 可监测出有载调压开关切换时间的变化、触头接触不良、触头磨损、弹黃弹性下降和电弧等 故障，从而可W诊断出调压开关处于正常状态，还是发生了故障；本发明可实时在线反映有 载调压开关的损坏程度，及时给出预警信息，提醒运维人员采取措施防止有载调压开关故 障的发生。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明的具有单个加速度传感器的有载调压开关机振动信号在线监测平 台原理不意图。
[0009]图2为本发明的具有多个加速度传感器的有载调压开关机振动信号在线监测平 台原理不意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面将结合附图1-2,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。本发明的具体监测方法如下： (1)构建有载调压开关机振动信号在线监测平台，其包括加速度传感器、永磁体、电荷 放大器、信号适配器、A/D转换模块、微处理器ARM、第一GSM模块、第二GSM模块、服务器、存 储器、显示器和继电器J ; 所述加速度传感器通过永磁体吸附在用于固定有载调压开关的接线端子的螺母上；所 述加速度传感器的输出端接所述电荷放大器的相应输入端；所述电荷放大器的输出端接所 述信号适配器的相应输入端；所述信号适配器的输出端接所述A/D转换电路的相应输入 端；所述A/D转换模块与所述微处理器ARM的相应端口双向连接； 所述微处理器ARM的COM端口接所述第一GSM模块的相应输入端；所述第一GSM模块 与所述第二GSM模块通过GSM网络无线连接；所述第二GSM模块的输出端接所述服务器的 相应输入端； 所述微处理器ARM的GPIO端口接所述继电器J的动臂J-4 ;所述继电器J的常闭触点J-3接地；所述继电器J的静触点J-2接+3. 3V直流电源；所述继电器J的线圈J-I与有载 调压开关的辅助触点K串联后接在+12V直流电源的两端； 所述显示器与存储器的输入端分别接所述微处理器ARM的相应输出端； (2)利用所述加速度传感器获取有载调压开关的振动信号； (3)利用电荷放大器将加速度传感器输出的电压信号进行放大处理； (4)利用信号适配器将放大处理后的电压信号进行lOOHz-15曲Z的带通滤波并隔离传 送到A/D转换模块的输入端； (5)利用所述微处理器ARM来判断有载调压开关是否为切换状态；当有载调压开关有 切换动作时，有载调压开关的辅助触点K闭合，继电器J线圈J-I得电，继电器J的常开触 点J-2闭合，使所述微处理器ARM的GPIO端为高电平，则所述微处理器ARM控制所述A/D 转换模块将模拟信号转换成数字信号，同时所述微处理器ARM进行数据采集和数据处理过 程； 所述数据采集和数据处理过程是： (5-1)将所述数字信号存入所述微处理器ARM的寄存器中； (5-2)设定所述数字信号的振动峰值心P与数字信号的均方根值XfW的比值为峰值因 数，其表达式为
(5-3)设定峰值因数阔值为1~1. 8 ; (5-4)若所述峰值因数超过所述振动峰值阔值，则判定有载调压开关机械状态存在故 障；否则，判定有载调压开关机械状态为正常； (6) 利用所述存储器存储所述微处理器ARM的寄存器中的数字信号； (7) 利用所述显示器显示有载调压开关机械状态：若有载调压开关机械状态存在故障， 则所述显示器显示有载调压开关机械状态故障；若有载调压开关机械状态正常，则所述显 示器显示有载调压开关机械状态正常； (8) 利用所述