[實用新型]基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置

有效

• 申請號: 201420089397.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN204064443U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 杜于龍;常俊曉;劉林;徐浩
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本實用新型一種基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置，用于變壓器故障檢測。

背景技術

在電力系統的各設備中，變壓器的價值既十分昂貴，作用也十分重要。變壓器能否安全運行，直接關系到電網的安全運行。為了保證變壓器安全運行，盡可能延長檢修周期，研究預測變壓器內部潛伏性故障的方法是很有必要。變壓器內部潛伏性故障常會伴隨振動的發生，主要振動源是導電雜質（如金屬屑、金屬線、以及毛刺等），這些雜質在高電場作用下會漂浮跳動或發生電暈，從而導致外殼的振動。電力變壓器在運行過程中，硅鋼片的磁致伸縮會引起鐵心振動，流過繞組的負載電流在磁場力的作用下也會產生振動。當變壓器內部連接金屬部件松動也會導致變壓器出現異常振動。

現有技術中變壓器故障檢測主要有三類：1）、用電氣法測量局部放電；2）、用化學分析法分析由于放電所引起的氣體分解成份。這兩類方法對故障檢測和確定內部故障點位置都有一定效果。

方法1）：可以通過電流互感器采集變壓器a、b、c三相電流，看是否出現異常諧波。還可以采用磁場傳感器來檢測變壓器在直流偏置嚴重情況下的恒定磁場。區別于額定頻率50HZ下的交變磁場。但是由于潛在故障時，電流、電壓、磁場變化量非常微小，對傳感器靈敏度要求高，這就會導致成本價格昂貴。只能檢測電氣故障。

方法2）：是用化學分析法分析放電產生的氣體，這來方法檢測比較靈敏，能夠在很微弱的放電情況下就可以檢測，能夠達到提前預警的能力，但是化學法需要將接受器放置在變壓器內部，并且分析方法比較復雜，該方法只能檢測放電故障。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置，采用多個振動傳感器組成傳感器列陣，感應變壓器外殼上所產生的振動，通過對檢測到的各類波形進行分析，來判斷變壓器是否出現故障，并進一步確定故障類型是什么。從而達到提前預警，提前維護，延長變壓器使用壽命，防止事故的發生。

本實用新型采取的技術方案為：基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置，包括安裝在變壓器上的多個振動傳感器、電源轉換模塊，所述振動傳感器連接信號放大電路，信號放大電路連接帶通濾波電路，帶通濾波電路分別連接比較器、單片機模塊，單片機模塊連接比較器、聲光報警模塊和液晶顯示模塊。

所述信號放大電路包括：一級放大電路、二級放大電路，所述振動傳感器連接一級放大電路，一級放大電路連接帶通濾波電路，帶通濾波電路連接二級放大電路，二級放大電路分別連接比較器、單片機模塊。

所述多個振動傳感器組成傳感器陣列，固定在變壓器的外殼上。所述信號放大電路包括多個放大單元，每一個放大單元對應連接一個振動傳感器。所述帶通濾波電路包括多個濾波單元，每一個濾波單元的頻譜與一個振動傳感器的頻譜一致。所述比較器包括多個比較支路，每一個比較支路對應一個振動傳感器的信號。

所述比較器通過多路通道模塊連接單片機模塊。

所述單片機模塊連接RS-232通訊模塊。

所述電源轉換模塊包括：+5V降壓電路、-5V電壓轉換電路。

所述聲光報警模塊包括LED燈、蜂鳴器。

本實用新型基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置，采用多個振動傳感器組成傳感器列陣，其中每個傳感器的檢測頻譜范圍均不同。振動傳感器固定在變壓器的外殼上，感應變壓器外殼上所產生的振動，并將振動信號通過后期信號放大濾波后送入單片機模塊進處理，單片機模塊根據A/D采樣數據來檢測變壓器正常振動波形，以及潛在的機械和電氣故障導致的振動。

本實用新型基于振動傳感器的變壓器故障預警裝置，優點如下：

1）、使用方便，振動傳感器列陣可以直接安裝在變壓器外殼上，不需要改變變壓器本身結構；2）、檢測功能全面，不僅可以檢測電氣故障，還可以檢測機械故障，而且還可以通過振動頻率判斷故障是有何種原因引起；3）、采用多個振動傳感器同時檢測，提高了檢測準確度和檢測精度；4）、由于振動傳感器直接接觸在變壓器上，信號強度接受更強。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置連接示意圖。

圖2為本實用新型振動檢測及信號處理電路圖。

圖3為本實用新型裝置單片機模塊及其外圍電路圖。

圖4為本實用新型裝置電源轉換模塊電路圖。

具體實施方式