[發明專利]一種配電變壓器狀態監測與故障診斷裝置

在審

• 申請號: 202110386785.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112946533A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 韓萬里;黃晨宏;傅銘;胡達;王輝;蔡曄;陳子豪;鄭真;汪篤紅
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;G01R31/72;G01R31/12;G01K11/32
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

本發明涉及一種配電變壓器狀態監測與故障診斷裝置，包括配電變壓器狀態監測模塊、A/D數模轉換模塊、MCU控制處理模塊、故障診斷輸出模塊、遠程無線通信模塊、HMI人機交互模塊和POE電源模塊，的配電變壓器狀態監測模塊包括配電變壓器特征氣體監測單元、配電變壓器繞組溫度監測單元、配電變壓器局部放電監測單元和配電變壓器介電損耗監測單元，的配電變壓器狀態監測模塊、A/D數模轉換模塊、MCU控制處理模塊和故障診斷輸出模塊依次相連，遠程無線通信模塊、HMI人機交互模塊和POE電源模塊分別與MCU控制處理模塊相連。與現有技術相比，本發明功能性強、可靠性高、實時監測參數種類多、穩定性強、監測精度高，同時可以準確識別出配電變壓器各類型常見故障。

技術領域

本發明涉及配電設備故障診斷技術領域，尤其是涉及一種配電變壓器狀態監測與故障診斷裝置。

背景技術

電力變壓器作為電力系統中起著承上啟下的核心設備之一，其安全、可靠的運行直接影響到整個電力系統的安全、穩定。目前針對電力變壓器的狀態監測與故障診斷裝置大都偏向于35kV及以上的高壓電力變壓器，而對于10kV及以下的配電變壓器狀態監測的設計與故障診斷的研究并沒有得到相應的推廣與應用。

隨著智能配電網建設的深入推進，對于10kV及以下的配電變壓器狀態監測與故障診斷提出了更高的要求。一方面，10kV及以下的配電變壓器的安裝地點大都處于戶外，工作環境相較于35kV及以上的高壓電力變壓器惡劣很多，發生故障的幾率大，且10kV及以下的配電變壓器數量巨大、分布范圍極為廣泛；另一方面，針對10kV及以下的配電變壓器的檢修一般采用計劃性檢修，存在檢修針對性不強、分不清主次、檢修方式僵化等問題，不僅浪費了大量的人力、物力、財力，還降低了配電變壓器的利用率和電網的供電可靠性，嚴重影響到電網的整體經濟效益。同時10kV及以下的配電變壓器幾乎很少配備具有故障診斷功能的在線狀態監測裝置，且此類診斷裝置存在功能簡單、精度低、實時性差、穩定性差和監測參數單一等缺點，無法可靠、準確的識別出配電變壓器常見的故障類型。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種配電變壓器狀態監測與故障診斷裝置，能夠對10kV及以下的配電變壓器進行故障檢測。

實現上述目的的一種技術方案是：一種配電變壓器狀態監測與故障診斷裝置，其特征在于，包括配電變壓器狀態監測模塊、A/D數模轉換模塊、 MCU控制處理模塊、故障診斷輸出模塊、遠程無線通信模塊、HMI人機交互模塊和POE電源模塊，所述的配電變壓器狀態監測模塊包括配電變壓器特征氣體監測單元、配電變壓器繞組溫度監測單元、配電變壓器局部放電監測單元和配電變壓器介電損耗監測單元，所述的配電變壓器狀態監測模塊、A/D數模轉換模塊、MCU控制處理模塊和故障診斷輸出模塊依次相連，遠程無線通信模塊、HMI人機交互模塊和POE電源模塊分別與MCU控制處理模塊相連。

進一步的，所述的配電變壓器特征氣體監測單元包括配電變壓器油氣分離單元和光纖氣體傳感器陣列單元。

進一步的，所述的配電變壓器繞組溫度監測單元包括鋸齒波濾波器單元、光纖光柵溫度傳感器測量單元、光電探測器接收單元和信號調理單元。

進一步的，所述的配電變壓器局部放電監測單元包括壓電式超聲波傳感器單元、前置放大單元和濾波放大單元。

進一步的，所述的配電變壓器介電損耗監測單元包括配電變壓器三相電壓單元、配電變壓器基準電壓獲取單元、配電變壓器三相電流單元、配電變壓器三相電流采集單元和配電變壓器模擬信號調理單元。

進一步的，所述的A/D數模轉換模塊采用ADS8344數模轉換芯片。

進一步的，所述的MCU控制處理模塊采用STM32H747主控芯片。

進一步的，所述的故障診斷輸出模塊采用GRU神經網絡算法識別配電變壓器常見的油中溶解氣體故障、繞組溫度故障、局部放電故障、接地電流故障。