变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法
【专利摘要】本发明涉及一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，包括以下步骤：步骤S1：读取变压器直流偏磁监测的电流信号和加速度信号；步骤S2：采用低通滤波的算法从电流信号中分离出直流分量和交流分量，得到电流的定值、时域信号；步骤S3：对加速度信号进行频域处理，得到加速度的定值、时域信号和频率信号；步骤S4：采用三种表格：主数据表、时域数据表、频域数据表保存电流信号的定值和时域信号，以及加速度信号的定值、时域信号和频率信号。与现有技术相比，本发明可将存储的数据量极大地减少，节约存储空间，并且读取数据的速度很快，查看监测结果历史变化趋势时，不需要查看所有的数据，查看方便。
【专利说明】变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多数据类型、大容量的数据处理和存储方法，尤其是涉及一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法。
【背景技术】
[0002]随着变电站智能化改造工程在我国顺利进行，输变电设备状态监测技术已成为实现智能变电站建设的关键支撑技术，更是智能变电站建设的核心内容。因此，输变电设备状态监测与故障诊断系统的建设对提高国家电网公司生产管理水平、加强状态监测检修辅助决策应用、推动智能电网建设具有积极而深远的意义。在电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备，而且是导致电力系统事故最多的设备之一，而且其故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响，因此电力电压器的在线监测与诊断技术尤为重要。
[0003]受到高压直流输电的接地极影响，两个处于不同直流电位的变电站经输电线路构成回路，将直流电流引入电力变压器的中性点和绕组中，使得电力变压器出现直流偏磁现象，造成变噪声增大，振动加剧等，还可能发生过热以及交流电网的谐波畸变增大。因而，电力变压器中性点通过的直流电流要实时检测，如有异常可快速及时地向调度反映，通过这种方式来掌握及控制直流电流对变压器的影响。
[0004]电力变压器直流偏磁监测主要监测中性点电流和振动，振动通常要频域变换才能反应振动的幅度，因此所采样的点数较多，对于大型电力变压器，三相分离，每一相都需要监测若干点的振动情况，这就造成了该监测系统的数据存储量很大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，该数据处理和存储方法可将存储的数据量极大地减少，节约存储空间，并且读取数据的速度很快，查看监测结果历史变化趋势时，不需要查看所有的数据，查看方便。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]—种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，包括以下步骤:
[0008]步骤S1:读取变压器直流偏磁监测的电流信号和加速度信号；
[0009]步骤S2:采用低通滤波的算法从电流信号中分离出直流分量和交流分量，得到电流的定值、时域信号；
[0010]所述的低通滤波算法的截止频率为1-6HZ ；
[0011]步骤S3:对加速度信号进行频域处理，得到加速度的定值、时域信号和频率信号；
[0012]所述的步骤S3具体为:
[0013]301:将加速度信号进行带通滤波，截止频率选择为50Hz整数倍±5Hz，一直处理到 2000Hz ；
[0014]302:将带通滤波后的加速度时域数据进行FFT算法处理，得到相应的定值、时域信号和频域信号；
[0015]步骤S4:采用三种表格:主数据表、时域数据表、频域数据表保存电流信号定值和时域信号，以及加速度信号的定值、时域信号和频率信号；
[0016]其中，主数据表存储每个采样时刻的时间、时域波形的采样频率、电流时域信号数据分离出的直流电流，以及电流信号和加速度信号的特征值；时域数据表存储电流和加速度原始采集数据的纵坐标和横坐标，横坐标通过采样时刻的采样率计算得到；频域数据表存储加速度在2000Hz时的频域信号数据。
[0017]所述的电流信号的特征值包括最大值、分离出的交流电流的幅值、有效值，所述的加速度信号的特征值包括时域最大值、均方差值、平均值以及频域最大值以及相应的频率。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0019]I)本发明方法采用的存储方式可大量减小数据的存储空间；
[0020]2)本发明方法存储数据后，再查看历史数据时，可查看主表中的特征值，不需要打开所有的数据文件，读取快速，效率高；
[0021 ] 3)本发明方法将数据的频域结果同时存储，便于直接读取，不需要再进行计算，执行效率高，且并不会额外占用过多存储空间；
[0022]4)本发明方法存储时域波形的时候，行与列都得到了最合理的利用，表的利用率闻，进一步提闻了效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0025]电力变压器直流偏磁监测系统的监测类型有两种:电流和反应振动的加速度。如图1所示，变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，包括以下步骤:
[0026]步骤S1:读取变压器直流偏磁监测的电流信号和加速度信号；
[0027]电力变压器直流偏磁监测系统，电流和加速度的采样率都为lOkS/s，采样时间为ls，时域采样点为10000，加速度信号频域变换后的频率分辨率为I。
[0028]步骤S2:采用低通滤波的算法从电流信号中分离出直流分量和交流分量，得到电流的定值、时域信号；
[0029]对于电流检测，检测到的结果是交流电流与直流电流，通过中性点的交流电流为50Hz整数倍的正弦波，通过低通滤波器将交、直流电流分离，低通滤波器的截止频率为I?6Hz ;本实施例采用的低通截止频率为IHz。
[0030]步骤S3:对表征振动的加速度信号进行频域处理，以此观察振动的幅值，电力变压器的振动频率为50Hz的整数倍，得到加速度的定值、时域信号和频率信号；具体为:
[0031]301:将加速度信号进行带通滤波，截止频率选择为50Hz整数倍±5Hz，一直处理到 2000Hz ；
[0032]302:将带通滤波后的加速度时域数据进行FFT算法处理，得到相应的定值、时域信号和频域信号；
[0033]加速度频域分辨率与时域数据采集时间正反比，频域分辨率为IHz时，时域采集Is的信号，频率分辨率为0.5Hz，时域采集2s的信号。
[0034]步骤S4:采用三种表格:主数据表、时域数据表、频域数据表保存电流信号定值和时域信号，以及加速度信号的定值、时域信号和频率信号。
[0035]主数据表存储每个采样时刻的时间、时域波形的采样频率、电流时域信号数据分离出的直流电流，以及电流信号和加速度信号的特征值。
[0036]电流信号的特征值包括最大值、分离出的交流电流的幅值、有效值，加速度信号的特征值包括时域最大值、均方差值、平均值以及频域最大值以及相应的频率。
[0037]时域数据表存储电流和加速度原始采集数据的纵坐标和横坐标，横坐标通过采样时刻的采样率计算得到。
[0038]频域数据表存储加速度在2000Hz时的频域信号数据。
[0039]如表I所示为主数据表的结构，记录采样时刻、直流电流、采样频率、加速度频率最大值以及相对应的频率。
[0040]表I主数据表的结构
[0041]
采样时刻I直流电流I采样频率~I加速度频域最大值 I相对应的频率
2011-12-22 14:23:39~ 5.672204 10000120100
2011-12-22 14:25:39~ 5.621875 10000Π8150
【权利要求】
1.一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:读取变压器直流偏磁监测的电流信号和加速度信号； 步骤S2:采用低通滤波的算法从电流信号中分离出直流分量和交流分量，得到电流的定值、时域信号； 步骤S3:对加速度信号进行频域处理，得到加速度的定值、时域信号和频率信号； 步骤S4:采用三种表格:主数据表、时域数据表、频域数据表保存电流信号的定值和时域信号，以及加速度信号的定值、时域信号和频率信号； 其中，主数据表存储每个采样时刻的时间、时域波形的采样频率、电流时域信号数据分离出的直流电流，以及电流信号和加速度信号的特征值；时域数据表存储电流和加速度原始采集数据的纵坐标和横坐标，横坐标通过采样时刻的采样率计算得到；频域数据表存储加速度在2000Hz时的频域信号数据。
2.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，其特征在于，所述的低通滤波算法的截止频率为l-6Hz。
3.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为: 301:将加速度信号进行带通滤波，截止频率选择为50Hz整数倍±5Hz，一直处理到2000Hz ； 302:将带通滤波后的加速度时域数据进行FFT算法处理，得到相应的定值、时域信号和频域信号。
4.根据权利要求1所述的一种变压器直流偏磁监测系统的数据处理和存储方法，其特征在于，所述的电流信号的特征值包括最大值、分离出的交流电流的幅值、有效值，所述的加速度信号的特征值包括时域最大值、均方差值、平均值以及频域最大值以及相应的频率。
【文档编号】G06F17/30GK104182553SQ201410395207
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】刘闯, 周行星, 陆启宇, 袁志文, 彭伟 申请人:国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司