[发明专利]基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置

权利要求书

1.一种基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，包括依次连接的传感器模块（1）、信号处理电路模块（3）、模/数转换器（4）、解串器模块（5）、FIFO存储器（6）和PCI总线接口电路（7）和上位计算机（8）；其特征在于：该装置还包括PLC控制器（2），且PLC控制器（2）设有I/O端口和RS232接口；所述的信号处理电路模块（3）、模/数转换器（4）、解串器模块（5）、FIFO存储器（6）和PCI总线接口电路（7）的控制端分别与PLC控制器（2）的I/O端口相连接，所述上位计算机（8）通过RS232总线与PLC控制器（2）的RS232接口相连接；所述的PLC控制器（2）分别控制信号处理电路模块（3）和模/数转换器（4），对传感器模块（1）采集到的变压器局部放电产生的脉冲电流信号和超声波信号进行预处理和同步A/D变换后，经解串器模块（5）将采样数据暂存在FIFO存储器（6）中，然后在PLC控制器（2）的控制下，将8位采样数据拼接成32位数据后，经32位的PCI总线接口电路（7）上传到上位计算机（8），在上位计算机（8）中对电-声信号联合监测数据进行综合分析和处理，以判断变压器内是否存在局部放电现象，同时，所述上位计算机（8）通过RS232总线对PLC控制器（2）的工作状态进行监控与设置。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的传感器模块（1）包括罗果夫斯基线圈传感器A（11）、罗果夫斯基线圈传感器B（12）、超声波传感器A（13）和超声波传感器B（14）；其中，罗果夫斯基线圈传感器A（11）和罗果夫斯基线圈传感器B（12）分别安装在变压器高、低压侧的中性点处，其频带宽度设置为10kHz～10MHz；超声波传感器A（13）和超声波传感器B（14）分别通过凝胶耦合剂粘贴在变压器的高、低压侧油箱壁上，其带宽为40kHz～200kHz。

3.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的信号处理电路模块（3）包括信号放大处理电路（31）和信号滤波处理电路（32）；所述的信号放大处理电路（31）的输入端与传感器模块（1）的输出端相连接，信号放大处理电路（31）的输出端与信号滤波处理电路（32）的输入端相连接，信号滤波处理电路（32）的输出端与模/数转换器（4）的输入端相连接。

4. 根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的解串器模块（5）主要由解串器A (51)、解串器B (52)、解串器C (53)和解串器D (54)共4个解串器组成；且解串器模块（5）的串行数据输入端与模/数转换器（4）的输出端相连接，并行数据输出端与FIFO存储器（6）的8位并行数据输入端相连接。

5.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的FIFO存储器（6）主要由8位FIFO芯片A (61)、8位FIFO芯片B (62) 、8位FIFO芯片C (63)和8位FIFO芯片D (64)组成，且这4个FIFO芯片的8位并行数据输出总线Q[7:0]依次与PCI总线接口电路（7）的32位并行数据输入总线D[31:0]相连接。

6.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的模/数转换器（4）的采样精度为8位，转换速率达100MSPS，具有4个同步采样通道，其4路同步LVDS串行数据输出端分别与解串器模块的4个串行数据输入端相连。

7.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述PCI总线接口电路（7）以32位PCI总线接口芯片为核心，插在上位计算机的PCI插槽内，通过32位PCI总线以DMA方式将数据上传到上位计算机中。

8.根据权利要求1所述的基于PLC的变压器局部放电信号在线监测装置，其特征在于：所述的上位计算机（8）安装有LabVIEW软件，使用LabVIEW软件开发了PCI总线驱动和数据通信程序，用于接收经PCI总线上传的变压器局部放电产生的电-声信号的同步采样数据，并采用FFT、小波变换、相关分析和数字滤波等信号处理算法对变压器局部放电产生的电-声信号的同步采样数据进行分析和处理，以获取变压器局部放电的信号特征，然后判断变压器内是否存在局部放电现象。