[发明专利]电力变压器监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测系统，特别是涉及一种监测功能全，使用方便，模块化结构，能够监测电力变压器的运行电压、负荷电流有效值，功率因数，介质损耗角，谐波，谐波畸变率等多种参数的一种电力变压器监测系统。

背景技术

我国电力工业发展很快，建国五十年来，无论是全国的发电设备装机总容量还是发电量都以10％以上的年增长率高速发展，各类电力变压器的容量一般约为发电设备容量的7～9倍，因此也就需要大量的电力变压器，可是由于多方面的原因，国内电力变压器的事故率仍比较高。以2009年对220kV以上系统的全国统计为例，电力变压器非计划停运时间＞1000h的事故就有5次，远高于发达国家，全年累计非计划停运时间达到20933小时，占全部非计划停运总时间的70％以上，可见因电力变压器引起的非计划停运时间非常多，电力变压器事故已经成为影响电网可靠运行的主要因素之一。

因此提高电力变压器的运行可靠性是非常必要的，要实现此目的需要考虑：如何利用信息时代的新技术，及时了解运行中的真实情况，以达到物尽其用，这也将有利于提高供电可靠性及管理的自动化程度。

对于运行中的电力变压器我国实行的是定期停电进行预防性试验(预试)的方法，这种方法在发现缺陷、提高运行可靠性等方面取得过较好的效果。但随着电力变压器电压等级的提高、单台容量的增大，其缺点逐渐暴露出来，主要包含两个方面，一方面预试的周期较长，如果缺陷在两次试验之间发展地很快就难以被及时地发现；另一方面预试时施加的试验电压往往远低于运行电压，难以灵敏地发现设备中的缺陷，同时停电试验的方法对于掌握电力变压器工作状态对电能质量的影响没有任何意义。

因此，开展电力变压器带电在线监测，可以随时监测在电力变压器运行状态下的电压、电流有效值，功率因数，介质损耗角，谐波，谐波畸变率等关键参数，及时了解设备状况，从而提高运行的可靠性。

基于以上原则，本发明提出了一种功能丰富，设计简单，模块化结构，能够监测电力变压器的运行电压、负荷电流有效值，功率因数，介质损耗角，谐波，谐波畸变率等参数的一种电力变压器监测系统，为掌握电力变压器实时工作状态，保障电力变压器安全可靠运行提供帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种功能丰富，设计简单，模块化结构，能够监测电力变压器的运行电压、负荷电流有效值，功率因数，介质损耗角，谐波，谐波畸变率等参数的一种电力变压器监测系统。

本发明所采用的技术方案是：一种电力变压器监测系统，包括有电力变压器，还设置有：运行参数监测单元，用于对电力变压器的工作信号进行调整，并计算出有效的信息数据；高压信号采集单元和中压信号采集单元，用于通过多种传感器采集电力变压器的高压和中压工作信号，为运行参数监测单元提供有效的电力变压器现场运行信号；数据存储与显示单元，用于存储运行参数监测单元对各种电力变压器的工作信号计算处理后的有效数据，并给予实时显示。

所述的高压信号采集单元包括有采集电力变压器高压侧的运行电压、负荷电流、末屏电流和中性点电流，为运行参数监测单元的信号调理与AD转换模块提供高压实时工作信号的高压运行电压传感器、高压负荷电流传感器、高压末屏电流传感器和高压中性点电流传感器。

所述的中压信号采集单元包括有采集电力变压器中压侧的运行电压、负荷电流、末屏电流和中性点电流，为运行参数监测单元的信号调理与AD转换模块提供中压实时工作信号的中压运行电压传感器、中压负荷电流传感器、中压末屏电流传感器和中压中性点电流传感器。

所述的运行参数监测单元包括有对高压信号采集单元和中压信号采集单元输出的电力变压器工作信号进行整形、滤波和转换的信号调理与AD转换模块；对信号调理与AD转换模块输出的数字信号进行电平调整使其能满足DSP信号处理模块要求的FPGA接口模块；能够计算运行参数有效值，功率因数计算，谐波，介质损耗角等参数的DSP信号处理模块；管理信号调理与AD转换模块、FPGA接口模块、DSP信号处理模块，并协调其工作进程的ARM数据管理模块；可以把数据上传到数据存储与显示单元的通信接口模块。

所述的数据存储与显示单元包括有存储运行参数监测单元计算处理后的电力变压器工作数据的大规模存储器；实时显示电力变压器工作数据的液晶显示器。