[发明专利]一种矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器诊断预警装置，尤其是一种对矿用隔爆型干式变压器的运行状态和故障征兆进行实时在线监测，并具有故障诊断及预警功能的装置。

技术背景

煤炭生产的自动化对煤矿安全生产的要求越来越高，但每年因供电系统故障引起的各种煤矿安全事故频频发生，约占总事故的70％左右。移动变电站是井下的供电枢纽，其隔爆型干式变压器性能和状态的好坏直接影响着煤矿井下供电的可靠性、安全性和连续性。但由于矿用隔爆型干式变压器监测参数单一、缺乏有效的在线监测手段，从而无法获知干式变压器的运行状态，更无法发现其故障隐患并做出故障诊断及预警。如果能对矿用隔爆型干式变压器进行故障诊断及预警，及早确定故障的性质、类别、原因和部位，变事后分析为事前预警，遏制事故的萌发，减少危害波及的范围，将使煤矿供电系统安全事故频发的现状得到极大的改观。因此，对矿用隔爆型干式变压器进行故障诊断及预警具有很重要的现实意义。

矿用隔爆型干式变压器的状态可以通过其三相运行电压和电流、三相绕组和铁芯温度、铁芯泄漏电流及局部放电等参数来表征。现有公告号为CN2821586的一种“干式变压器综合测控仪”的实用新型专利，采用了较为丰富的监测手段，提供了一种对开启式干式变压器的电压、电流、温度进行综合监控的装置。但是，由于矿用隔爆型干式变压器和开启式干式变压器在结构上的差别和使用环境的不同，并不能将该测控仪直接用于矿用隔爆型干式变压器，而且该监控仪的监测参数并不全面，未涉及铁芯泄漏电流和局部放电两类重要参数的监测。因为：第一，对铁芯泄漏电流的监测将有利于发现干式变压器常见故障之一的铁芯多点接地现象；第二，干式变压器绝缘的老化和破坏都是从局部放电开始的。所以对这些参数的监测有利于全面掌握干式变压器的运行状态和故障征兆，并通过对这些特征参数的在线监测和实时分析，利用人工智能理论进行数据融合和知识处理，由专家系统做出故障诊断及预警。目前还未见到矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警的文献报道，而在市场上销售的矿用隔爆型干式变压器仅仅是利用安装于防爆外壳内的热继电器进行超温跳闸保护，检测参数单一，未获取监测的实时数据以及准确地诊断故障，无法预警，使得在事故发生前，相关人员无法及时、准确了解变压器的运行状态；在事故发生后，相关人员也无法全面掌握变压器的故障信息，更无法快速、准确定位事故的原因。因此，迫切需要发明一种矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警装置。

发明内容

本发明基于现有矿用隔爆型干式变压器利用热继电器进行超温跳闸保护，未能监测其运行状态和故障征兆并预警的不足，提供一种监测参数全面、具有故障诊断及预警功能、结构简单、安装方便的分布式网络化矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警装置，以保证矿井生产的连续性、可靠性和安全性。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种矿用隔爆型干式变压器故障诊断预警装置，包括微处理器单元、传感器单元、信号调理单元、数据采集单元、数据存储单元和通讯单元，其所述各单元是通过3个电压互感器、3个电流互感器、4个温度传感器、1个电流传感器和4个脉冲电流传感器分别获取矿用隔爆型干式变压器的三相运行电压和电流、三相绕组和铁芯温度、铁芯泄漏电流及三相绕组和铁芯局部放电信号；通过信号调理单元将3个电压互感器、3个电流互感器、4个温度传感器和1个电流传感器输出的信号分别变换为幅值在0～3V范围内的信号，将4个脉冲电流传感器输出的信号分别变换为幅值在-2V～+2V范围内的信号，通过数据采集单元和微处理器单元完成对信号调理单元输出信号的数据采集和信号处理，通过数据存储单元实现数据的实时存储，通讯单元支持所述装置与监测监控网络的兼容性集成连接，用于数据的集中处理、特性分析和资源共享；

所述微处理器单元包括微处理器U1、电平转换芯片U2和U3、有源晶振U4、电压监控芯片U5和按键S1及JTAG接口U6，微处理器U1采用了TI公司的高性能32位低功耗DSP芯片；

所述传感器单元包括3个电压互感器、3个电流互感器、4个温度传感器、1个电流传感器和4个脉冲电流传感器；

所述信号调理单元包括3个电压调理电路、3个电流调理电路、4个温度调理电路、1个铁芯泄漏电流调理电路和1个局部放电调理电路，3个电压调理电路的输入端分别与3个电压互感器的输出端相连接，3个电流调理电路的输入端分别与3个电流互感器的输出端相连，4个温度调理电路的输入端分别与4个温度传感器的输出端相连接，1个铁芯泄漏电流调理电路的输入端与1个电流传感器的输出端相连接，1个局部放电调理电路的输入端与4个脉冲电流传感器的输出端相连接；