[发明专利]一种用于配电变压器故障检测的在线监测终端及其检测方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及配电变压器设备维护技术领域，具体来说是一种用于配电变压器故障检测的在线监测终端及其检测方法。

 

背景技术

配电变压器在输电线路中广泛使用，其故障的种类较多，按照故障发生的部位，通常可以将变压器故障分为绕组故障（包括绝缘击穿、断线、变形等）、铁芯故障（包括铁芯叠片之间绝缘损坏、接地、铁芯的穿心螺栓绝缘击穿等）、内部的装配金具故障（包括焊接不良、部件脱落等）。而无论故障发生在什么部位，故障发生过程中都不可避免的伴随着震动的产生，且不同部位的故障振动特性各不相同。

目前常用的变压器振动监测是通过分析变压器器身振动信号来诊断变压器的潜在故障，分为离线式和在线式两种模式。其中，离线式主要有以下两种：

1、机械冲击法

在电力变压器绕组出口端施加机械的冲击。由于铁心中残留有磁通，这时可以测得振动的绕组线圈切割磁力线而产生的电动势的大小。对一定大小的机械冲击，通过此电动势的大小可以判断绕组的压紧状况。 

2、电动冲击法

对变压器绕组施加电动力冲击。在这一脉冲衰减的过程中记录下振动的绕组两端感应电动势的大小及变化，以此来判断绕组的压紧状况。

但离线式判断方法在判断时，变压器必须退出运行。由于变压器的自振频率范围很宽，对不同大小、容量的变压器判断绕组压紧状况的标准不同，如果残留磁通很小，结果将会变得不准确、不稳定。另外这两种方法只能检测出绕组的压紧状况，而对铁芯的状况无法做出判定。

在线式振动监测的优点是能够通过固定在器身上的振动加速度传感器获得变压器的振动信号，以一种安全无干扰和可靠的方式在线监测，可以极大地提高诊断的实时性和准确性。但现有技术中的在线监测设备，其监测结果可用性极差。现有的配变振动在线监测产品，多是对振动数据的简单采集，只能得出振动的幅度和振动的频率，最多得出配电变压器振动在加剧的结论，无法给出具体故障原因和类型。供电管理部门无法依据监测设备采取实质性的措施，使得配电变压器振动在线监测失去了意义。

如何开发出一种能够判断故障类型的在线监测设备已经成为急需解决的技术问题。

 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中在线监测设备无法确定故障类型的缺陷，提供一种用于配电变压器故障检测的在线监测终端及其检测方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于配电变压器故障检测的在线监测终端，包括安装在配电变压器上的振动加速度传感器，还包括主控芯片，主控芯片的串行口连有本地通讯单元，交流采样电路与主控芯片的SPI接口相连，天线通过无线通讯单元与主控芯片的信号输出端相连，所述的交流采样电路与振动加速度传感器相连。

还包括电源、存储器和人机界面，所述的电源和存储器分别与主控芯片相连，所述的人机界面与主控芯片的串行口相连。

一种用于配电变压器故障检测的检测方法，包括以下步骤：

设备预处理，主控芯片进行自检、读取系统参数、通过无线通讯单元连接主站；

定时采集，主控芯片根据设定的时间按周期控制交流采样电路采集振动加速度传感器的数据；

故障判断，主控芯片根据采集到的振动加速度传感器的数据，判断配电变压器的故障类型。

一种用于配电变压器故障检测的检测方法，所述的故障判断包括以下步骤：

测算基频、高频数据，

若基频为100Hz、高频为基频的整数倍时，铁芯存在故障，进行铁芯故障类型判断；

若基频为100Hz时，绕组存在故障，进行绕组故障类型判断；

铁芯故障类型判断，

计算相邻两次基频之间的振动幅度增加量，计算相邻两次高频之间的振动幅度增加量，若基频和高频的振动幅度增加量均大于20%，则发出铁芯故障停运警告；

若基频和高频的振动幅度增加量在10%至20%之间，则发出铁芯故障检修警告；

绕组故障类型判断，

计算相邻两次基频之间的振动幅度增加量，若基频的振动幅度增加量大于20%，则发出绕组故障停运警告；

若基频的振动幅度增加量在10%至20%之间，则发出绕组故障检修警告。

 

有益效果