[发明专利]一种变压器绕组故障状态振动在线监测系统

说明书

本发明提供一种变压器绕组故障状态振动在线监测系统，其中：数据采集单元，根据电力变压器的运行特性采集变压器本体箱壁振动信号、三相电压和三相电流信号；数据处理单元，接收数据采集单元采集的变压器本体箱壁振动信号、三相电压和三相电流信号，通过对这些信号进行实时处理，将模拟信号转换成数字信号后传给服务器单元；服务器单元接收、记录和反馈由数据处理单元传入的振动加速度、电流和电压数据，并通过这些数据判断变压器故障类型，并将这些数据传给监控单元；监控单元，将服务器单元的接收、记录的数据和变压器故障类型可视化显示出来。使用本发明能进行变压器绕组故障状态振动监测，能够降低人工巡检成本和提高变压器运行安全性。

技术领域

本发明涉及电力系统变压器技术领域，具体地，涉及一种变压器绕组故障状态振动在线监测系统。

背景技术

电力变压器作为电力系统上游关键设备，承担着电压变换、电能分配和传输的重要任务，是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。尽管变压器的生产质量不断提高，但由于变压器长期运行，故障和事故不可能完全避免。

变压器的故障主要分为内部故障和外部故障。外部故障为变压器油箱，绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，包括变压器外部冷却设备损坏，油箱密封不良导致漏油，套管断裂等。而变压器内部故障则主要包括变压器铁心及绕组的松动、变形，绕组与铁心过热，绝缘老化，局部放电等。在众多故障类型中，内部故障发生几率较高且对变压器的安全运行影响大。据国际大电网工作组统计，大型电力变压器故障中，26.6％的故障属于绕组故障。而绕组故障中的53％属于机械故障，31％属于电气故障。

对电力设备的实时状态进行有效监测以评估其运行状态、发现并判别设备故障是对电力设备进行合理检修的重要依据，也是保证电力设备长时间正常工作的前提条件，因此具有及其重要的工程实践意义。

经检索，中国发明专利：变压器状态监测与故障诊断系统，申请号：201710328742.0，该专利所述系统包括变压器、传感器组、嵌入式信号采集模块、在线监测与诊断单元、WEB服务器单元等。该发明采用特征气体传感器检测变压器油中气体溶度在ppm数量级内变化，来实现变压器变形等故障的分析和处理。

但是上述专利无法用于变压器绕组故障状态振动监测，也无法对变压器绕组故障的检测提供更多的信息。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种变压器绕组故障状态振动在线监测系统，有效监测变压器的实时运行数据，能够用于有效判断故障原因和故障可能性部位，对发生故障的变压器做出故障判断。

根据本发明的目的，提供一种变压器绕组故障状态振动在线监测系统，包括：数据采集单元、数据处理单元、服务器单元以及监控单元，其中：

所述数据采集单元，根据电力变压器的运行特性，采集的数据量包括变压器本体箱壁振动信号、三相电压和三相电流信号，所述振动信号是由布置在变压器A、B和C相绕组附近箱壁上对称位置的振动加速度传感器获取的，振动信号的主要判据为振动信号频域100Hz分量幅值与其形态学分析，当超过系统设定阈值时将产生告警信号；

所述数据处理单元，接收所述数据采集单元采集的变压器本体箱壁振动信号、三相电压和三相电流信号，通过对这些信号进行实时处理，将模拟信号转换成数字信号后传给所述服务器单元；

所述服务器单元，接收、记录和反馈由所述数据处理单元传入的振动加速度、电流和电压数据，并通过这些数据判断变压器故障类型，并将这些数据传给所述监控单元；所述监控单元，将所述服务器单元的接收、记录的数据和变压器故障类型可视化显示出来；

所述数据采集单元与所述服务器单元采用分布式系统设计，所述数据采集单元就近安装在变压器箱体侧，使用光纤数据线将采集到的振动信号以光信号的形式发送到服务器单元上位机，有效避免了变电站强电磁干扰环境对信号传输的影响，保证上位机能够收到高精度的振动信号。