[发明专利]一种基于物联网的变压器状态监测系统

说明书

一种基于物联网的变压器状态监测系统，通过对变压器的输出电压、接地电流、油温、油中微水含量和本体振动参数的测量并将数据传输到上位机，来对变压器的运行状态进行监测，监测系统主要包括数据采集模块，通讯模块以及上位机监测模块三部分，通过微控制器CC2530来实现数据的采集，采用无线传输方式是ZigBee，当数据通过ZigBee传送至监测中心后，监测平台对数据进行分析并存储下来，建立相应的数据库，利用堆栈降噪自编码器模型及bootstrap方法对采集到的数据进行数据清洗和故障分类，以此更好的完成变压器故障分析。为变压器状态监测提供了更准确、全面、具体的信息，更准确的判断变压器的运行状况，解决以往的数据单一和结果不准确的问题，同时采用ZigBee无线传输方式解决了有线介质传输带来的缺陷。

技术领域

本发明涉及变压器状态监测技术领域，特别涉及一种基于物联网的变压器状态监测系统。

背景技术

电力系统在人们的生活中占据了重要地位，现在生活的各方面都离不开电的需求，所以电力系统的安全运行是非常重要的。变压器作为电力系统中主要设备之一，自身的安全稳定运行对电力系统有很大的影响，其运行状况直接关系到发电、供电系统的安全性和可靠性，传统的电力系统中对变压器的运行和维护通常都采用在故障发生后对设备进行检查和维修或者是在一个固定的周期内对设备进行检修，防止发生故障。但这些方式都存在着站内可靠性低、停电次数多和工作人员工作量大以及检修费用高等缺点。在传统检修方式暴露出的矛盾日益增多和电力工业、供电技术迅速发展的双重推动下，变压器状态监测技术应运而生。传统的变压器在线监测系统大部分都是以单项监测为主，每个系统都是独立的部分，不同系统的诊断结果对运检人员获取有效的信息造成很大的困难。其次，现有的变电站综合自动化系统一般都是通过有线的介质进行通信，例如电线、光缆等，有线的通信介质连接会受到布线的限制，同时也会给检查和维修带来困难，不仅增大工作量，还会提高维修费用。由于变压器运行的工况不同等，变压器所采集到的数据往往夹杂着噪声等问题，这就为后续的设备状态评估工作带来一定的评估诊断影响，导致容易出现评估误差等现象，影响电力系统的正常工作。

随着我国技术的不断发展，物联网技术和智能电网逐渐结合在一起，为了解决上述问题，变压器作为电力系统的重要组成部分，设计一种变压器在线监测系统尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，提出一种基于物联网的变压器状态监测系统，变压器状态监测系统具有采集范围广，数据准确度高，传输距离远，实现数据无线传输和远距离在线监测等特点，同时采用堆栈降噪自编码器模型的算法对采集到的数据进行处理，以便更准确的判断变压器状态及故障原因。

本发明的技术方案：

一种基于物联网的变压器状态监测系统主要由数据采集模块、通信传输部分和上位机监测三部分组成。

硬件部分主要由数据采集处理电路、电源稳压电路、ZigBee无线通信模块、RS485模块、串口电路和微控制器这几部分组成。

所述数据采集处理电路，主要有电压采集处理电路、电流采集处理电路、温度采集处理电路、微水含量采集处理电路和振动采集处理电路。其中要采集的电压为变压器二次侧单相电压，通过霍尔电压传感器CHV-50P实现对220V电压的检测，该传感器具有电隔离功能，并且具有稳定和过载能力强等功能。采集的电流为变压器铁芯接地电流，选用DL-CT5254HK精密型电流互感器来采集接地电流信号，该互感器具有价格低、体积小、精度高、线性好等优点。采集的温度为变压器顶层油温温度，选用DS18B20数字型温度传感器来采集温度信号，该传感器采用不锈钢封装，且延长线具有耐高温和防腐蚀的特点。采集的微水含量为变压器油中微水含量，采用HMP110高分子薄膜电容型传感器，具有测量数据精度高且稳定性能好等特点。采集的振动为变压器本体振动信号，选用数字振动传感器ADIS16220采集振动信号，具有先进的IMEMS检测技术与信号处理、便捷的SPI端口等功能。将采集到的数据通过各自的信号处理电路，将数据处理成能够被微控制器接收的标准信号。