[發明專利]基于5G網絡的有載分接開關機械振動檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202110605845.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113390591B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 余長廳;黎大健;陳梁遠;張磊;趙堅;龔文蘭;焦健
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01R19/25;G01R31/34;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市專注魚專利代理有限公司 44456
• 代理人: 劉玉珠

一種基于5G網絡的有載分接開關機械振動檢測系統，包括：無線振動加速度傳感器、電流互感器、信號采集單元、信號處理單元、5G網絡傳輸單元以及電源單元。本檢測系統通過檢測、處理分析有載分接開關檔位切換時的驅動電機電流信號和振動信號，實現了有載分接開關機械狀態多通道振動信號的高效數據傳輸、去冗余及數據共享，方便進一步的有載分接開關機械狀態的高效、準確地判斷。本發明檢測方法操作簡單，易于實施，并且便于操作人員及時發現有載分接開關運行狀態的異常，大大降低了有載分接開關及變壓器的故障損壞率，同時延長了有載分接開關及變壓器的壽命。

技術領域

本發明涉及一種信號監測系統，尤其涉及一種基于5G網絡的有載分接開關機械振動檢測系統。

背景技術

有載分接開關是電力變壓器或換流變帶載調壓的關鍵部件，其可靠性對電力變壓器或換流變及電力系統的安全可靠運行影響重大。隨著有載分接開關運行年限的增長及調壓次數的增多，不可避免地會發生各種形式的故障。歷年的故障統計表明，機械故障是有載分接開關的主要故障類型，且是部分電氣故障的誘因。現有的獲取有載分接開關運行狀態信息的方法主要是依據切換次數、定期電氣試驗等，無法及時準確有載分接開關機械狀態信息，給有載分接開關及變壓器的安全可靠運行帶來隱患。

有載分接開關主要由選擇開關、切換開關、電動機構和快速機構等部分組成等部分組成，在檔位切換過程中源自轉動軸轉動、切換開關動靜觸頭的撞擊等機械過程所產生的振動信號包含了豐富的設備狀態信息，故可通過監測有載分接開關檔位切換時的振動特性，采集、分析和處理有載分接開關頂部的振動信號，據此對變壓器或換流變有載分接開關的機械狀態進行識別，可及時發現有載分接開關運行過程中的潛伏性故障，提高變壓器或換流變及電力系統運行的可靠性和安全性。現有技術大都通過由粘貼在變壓器或換流變有載分接開關頂蓋或變壓器或換流變箱壁上的振動傳感器獲取振動信號，經傳輸線連接至數據采集系統進行本地采集和存儲，進而至云端或者服務器或者進行分析處理。但是，振動傳感器與數據采集系統之間連接線纜的存在變電站現場存在諸多不便。考慮到有載分接開關振動特性傳遞的復雜性，數據采集系統大都采用多通道振動信號采集，尤其是對并聯運行的換流變有載分接開關來說，現有的振動信號分析處理方式效率低且時延長，且無法及時進行有載分接開關運行狀態的實時分析診斷。

發明內容

本發明目的是提供一種基于5G網絡的有載分接開關機械振動檢測系統，該檢測系統能夠對有載分接開關機械振動信號及電機電流信號進行采集、預處理及壓縮變換，從而實現對有載分接開關機械狀態監測用多通道信號的高效傳輸和數據共享，方便進一步的有載分接開關機械狀態的高效、準確地判斷。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種5G網絡的有載分接開關機械振動檢測系統，其包括：無線振動加速度傳感器、電流互感器、信號采集單元、信號處理單元、5G網絡傳輸單元以及電源單元；所述無線振動加速度傳感器放置于所述有載分接開關的頂蓋上，檢測有載分接開關檔位切換時的振動信號；所述電流互感器放置于所述有載分接開關的控制箱內，檢測有載分接開關檔位切換時的驅動電機電流信號；所述信號采集單元分別連接所述無線振動加速度傳感器和所述電流互感器，接收所述無線振動加速度傳感器的振動信號和所述電流互感器驅動電機電流信號，并對所述振動信號和驅動電機電流信號分別進行模數轉換、濾波和放大；所述信號處理單元與所述信號采集單元連接，接收和處理信號采集單元傳輸的振動信號和驅動電機電流信號，并對獲取的振動信號與驅動電機電流信號進行處理、計算及壓縮變換；所述5G網絡傳輸單元與所述信號處理單元連接，接收信號處理單元傳輸的處理壓縮后的數據和信號，并經UDP/IP協議連接至服務器/云平臺；所述信號采集單元、信號處理單元和5G網絡傳輸單元由電源單元供電。

優選地，所述的信號采集單元采樣設有多通道采集模塊。

優選地，所述5G網絡傳輸單元基于工業DTU開發，與服務器或云平臺之間采用UDP/IP協議連接。

優選地，所述的電源單元采用太陽能電池板。

優選地，所述驅動電機電流信號包括其有效值和持續時間。