[实用新型]一种变压器套管绝缘在线监测系统

说明书

本实用新型公开一种变压器套管绝缘在线监测系统，包括电压采样单元和套管介质损耗在线监测单元，电压采样单元用于采集母线电压信号，套管介质损耗在线监测单元用于采集套管末屏电流信号并计算套管介质损耗参数；套管介质损耗在线监测单元包括第二MCU、北斗模块II、时钟模块II、电流传感器、采样模块II、LoRa无线通信模块II和串口通信模块II。本方法适用于PT母线与套管距离较远，且不易通过有线连接的场景，解决了装置间不易布线的问题。

技术领域

本实用新型涉及变压器套管绝缘状态在线监测领域，特别涉及一种变压器套管绝缘在线监测系统。

背景技术

套管是大型变压器和电抗器的主要部件，其良好运行是供电可靠性的重要保障。对变压器套管进行在线监测，及时发现套管绝缘缺陷问题并进行预警，是保障其安全运行的重要手段。对于容性变压器套管来说，介质损耗是反映其绝缘状况的重要指标，通过在线监测套管的介质损耗因数tanδ，能动态反映设备绝缘状况的趋势变化。通过采集母线PT的电压信号及套管末屏电流信号，计算末屏电流信号相对于母线电压信号的相位差，即可获取介质损耗tanδ和电容量Cx等参数。在这一过程中，测量单元的同步采样控制技术是保证介损监测精度的关键因素。传统处理方式一般将套管在线监测装置放置于套管附近，通过将母线电压信号及套管电流信号同时接入装置采样单元即可实现对电流、电压的同步采样。但变电站现场布线复杂，母线电压信号在长距离传送过程中易受电磁场干扰的影响。目前有方案（一种用于测量变压器套管的介质损耗的装置）采用分布式采集及数字通信技术，由数据处理单元下发采集指令控制基准电压测量单元和末屏电压测量单元同步采集数据。另有方案（一种基于B码对时的套管介损在线监测装置）在同步技术上采用B码对时方案，将电流、电压采集模块分别与B码同步模块连接，通过高精度FPGA芯片接收时间数据，并根据时间基准进行电流、电压的同步采集，采集完成后将数据通过RS485总线上传套管监测IED。

以上方案均采用有线连接方式，很多情况下，现场不具备敷设电缆的条件，分布式装置之间的通信及同步采集就很难实现。

发明内容

为了解决现有套管介质损耗在线监测过程中，现场不方便进行装置间有线连接的情况，本实用新型提供一种变压器套管绝缘在线监测系统，在电压采样单元和套管介质损耗在线监测单元之间通过北斗系统的授时功能，实现装置间的同步采样，通过LoRa无线通信模块实现电压采样单元数据的回传功能。本系统通过数字通信技术提高了抗干扰能力，通过高精度的同步采集方案，提高了套管介损在线监测的精度和可靠性。

为了解决所述技术问题，本实用新型采样的技术方案是：一种变压器套管绝缘在线监测系统，包括电压采样单元和套管介质损耗在线监测单元，电压采样单元用于采集母线电压信号，套管介质损耗在线监测单元用于采集套管末屏电流信号并计算套管介质损耗参数；

电压采样单元包括第一MCU、北斗模块I、时钟模块I、电压传感器、采样模块I、LoRa无线通信模块I和串口通信模块I；

第一MCU通过串口通信模块I与北斗模块I的串口通信接口相连接，用于接收北斗模块I发送的时钟信息，并将时钟信息实时保存至时钟模块I；

第一MCU通过配置为外部中断的GPIO接口与北斗模块I的PPS管脚相连接，用于接收北斗秒脉冲信号；

电压传感器通过采样模块I与第一MCU相连接，用于将采集的母线电压信号传输至第一MCU；

时钟模块I与第一MCU相连接，用于接收第一MCU发送的时钟信息并计时；

LoRa无线通信模块I通过串口通信模块I与第一MCU相连接，第一MCU将采集的电压信息、时间戳信息通过串口通信模块I发送LoRa无线通信模块I，LoRa无线通信模块I将电压信息、时间戳信息发送至套管介质损耗在线监测单元；

套管介质损耗在线监测单元包括第二MCU、北斗模块II、时钟模块II、电流传感器、采样模块II、LoRa无线通信模块II和串口通信模块II；