[发明专利]基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统

说明书

本发明提供了基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，包括依次连接的传感监测装置、数据接收装置和电力变压器振动监测中心，所述传感监测装置用以采集变压器表面各测点处的振动数据，所述数据接收装置用于接收传感监测装置传送的振动数据，并传输给电力变压器振动监测中心。本发明实现对电力变压器振动的实时监测。

技术领域

本发明涉及变压器监测领域，具体涉及基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统。

背景技术

由变压器理论分析可知，电力变压器在稳定运行时，硅钢片的磁致伸缩引起了铁心振动，绕组在负载电流的电场力作用下产生振动。绕组及铁心的振动通过变压器油箱表面和油传递到变压器的油箱，引起油箱的振动。由磁致伸缩引起的铁心振动以及负载电流作用下的绕组振动都是以两倍的电源频率为其基频的。因此可以从频谱图中将二者与冷却系统引起的振动区分开来。变压器油箱表面的振动与变压器绕组及铁心的压紧状况、位移及变形状态密切相关，因此可以通过带电测量电力变压器的油箱表面振动来监测其绕组和铁心状况。该方法能够在最大程度上避免由于主观和客观因素而存在的变压器内部缺陷所导致的变压器故障，提高电网及设备安全运行水平，同时整个测试系统与变压器没有直接的电气连接，不需要改动变压器的任何组件，节约了成本，减小了测试的危险性，同时测试时不会受到现场磁场耦合的干扰，极大程度上保证了测试结果的正确性具有良好的经济效益及社会效益。

目前，国内外对基于振动信号分析法的变压器振动离线监测系统进行了开发、测试以及实验研究，并对多地多个变电站内运行中的变压器进行了振动实测，取得了一定成果，然而欲实现对变压器振动的在线监测，现有的测试系统存在明显的不足，对于目前已经较为成熟的基于有线连接的监测系统，传感器信号与采集卡之间的信号通道多采用有线传输多采用有线传输方式，线缆长度需要几十甚至上百米，但是存在线缆布设复杂、成本较高、可维护性差、系统灵活性差等缺点，面对这些问题，一个可选择的解决思路就是采用新兴的无线传感网络监测模式来构建无线、分布式变压器振动监测系统，但是无线传感网络技术还不成熟，因此需要开展利用无线传感设备对变压器振动进行监测的可行性研究。

发明内容

针对上述问题，本发明提供基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种基于无线传感器网络的电力变压器振动监测系统，包括依次连接的传感监测装置、数据接收装置和电力变压器振动监测中心，所述传感监测装置用以采集变压器表面各测点处的振动数据，所述数据接收装置用于接收传感监测装置传送的振动数据，并传输给电力变压器振动监测中心；所述的传感监测装置包括汇聚节点和多个传感器节点，传感器节点用于采集和传输振动数据；汇聚节点用于汇聚传感器节点采集的振动数据并将汇聚的振动数据转发至电力变压器振动监测中心，传感器节点与汇聚节点共同构成用于进行变压器振动监测、数据采集及传输的无线传感器网络。

其中，所述的振动数据包括变压器的振动加速度以及变压器的温度数据。

优选地，所述的电力变压器振动监测中心用于对数据接收装置传输的振动数据进行存储、分析处理和显示，电力变压器振动监测中心包括依次连接的数据存储单元、数据分析处理单元和数据显示单元。

优选地，传感器节点包括数据采集模块、数据处理模块以及数据通信模块；数据采集模块由传感器与A/D转换器完成，数据处理模块由微处理器与存储器完成，数据通信模块由无线收发器完成。所述的传感器为振动加速度传感器或温度传感器。

优选地，所述传感器的外壳材料为塑料，所述传感器的两端均有两个用于固定的圆孔，所述传感器通过永磁体吸附固定在变压器油箱表面。