一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法与流程

1.本发明涉及变压器铁芯接地电流检测方法，尤其涉及的是一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法。


背景技术：

2.变压器铁芯在运行时，线圈的电场和磁场共同作用使铁芯的各部件具有不同的电位，若铁芯不可靠接地，则因电位不同而可能产生断续放电现象，损坏其绝缘；另一方面，如果变压器铁芯出现多点接地情况，则每两个接地点间通过铁芯自身和接地回路形成一个闭合回路，其中交链的磁通将在回路中感应出环流，使铁芯局部过热，严重时会造成局部烧损。当出现多点接地故障时，接地电流并不一定会超过规程规定的100ma，因此这种小电流接地故障不易被及早发现。目前采用钳形表定期检测以及检测变压器铁芯对地绝缘电阻法和气相色谱分析法均存在不足，不能及时发现故障。因此对变压器铁芯接地电流的实时在线检测十分必要。本发明综合应用物联网技术中的zigbee无线通讯技术和互联网中的tcp/ip技术实现变压器铁芯接地电流的实时在线检测。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法,包括如下步骤：
5.(1)将若干台变压器铁芯电流传感器对应安装于待测扁钢接地线上，分别采集对应接地线上的模拟电流信号；
6.(2)基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置与变压器铁芯电流传感器通信连接，基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置内置单片机控制电路、zigbee通讯模块和无线通信电路，利用zigbee网络为若干台变压器铁芯电流传感器进行组网；
7.(3)变压器铁芯电流传感器将检测到的电流信号经过基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置中的i/v转换电路转换成差分电压输出；
8.(4)将步骤(3)输出的差分电压信号经差分电压放大电路放大处理；
9.(5)将步骤(4)放大后的电压信号经滤波电路进行滤波处理；
10.(6)将经步骤(5)处理后的信号传送于单片机控制电路的核心处理单元的ad采集单元；
11.(7)单片机控制电路的核心处理单元对步骤(6)采集的信号进行fft频谱分析计算出铁芯电流大小；
12.(8)单片机控制电路的核心处理单元对采集的数据周期性存储；
13.(9)单片机控制电路的核心处理单元响应远程监控平台数据召测，将采集的铁芯电流通过无线通信单元上传给远程监控平台。
14.作为上述方案的进一步优化，所述远程监控平台实时监控变压器铁芯电流传感器采集的电流数据，对报警数据，通过无线传输，远程监控平台将报警信息通过报警短信的形式发送给数据库中设定的指定责任人的手机上。
15.作为上述方案的进一步优化，所述基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置内置单片机控制电路、信号调理电路、时钟模块、zigbee通讯模块、数据存数电路、无线通讯模块、串口通讯接口电路和为上述电路供电的电源电路，所述单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统，微处理器芯片的信号输出端与信号调理电路、时钟模块、zigbee通讯模块、数据存数电路、无线通讯模块、串口通讯接口电路、电源电路的信号输入端电连接。
16.作为上述方案的进一步优化，所述微处理器芯片为cortex-m3处理器。
17.作为上述方案的进一步优化，所述信号调理电路包括i/v转换电路、差分放大电路和滤波电路，所述变压器铁芯电流传感器采集的电流信号经该i/v转换电路、该差分放大电路和该滤波电路处理后，输送给单片机控制电路的ad采集电路，供单片机控制电路处理运算。
18.作为上述方案的进一步优化，所述串口通讯接口电路为max485接口电路，所述基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置通过rs485总线与所述变压器铁芯电流传感器电连接。
19.本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法，采用开合式高精度电流传感器采集数据，安装电流传感器时不需要断开变压器铁芯接地线，方便安装；测量范围宽，最大达到100a，分辨率达到0.001ma。利用zigbee网络为多台变压器铁芯电流检测装置组网，无线通讯单元作为zigbee中心单元，用来处理将各个终端节点的测量数据通过tcp\ip网络传输到远程监控中心。本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置与现有的监控平台通信连接，实时监控变压器铁芯电流数据，对实时报警信息，监控平台将报警信息发送到责任人手机终端上。本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法实现实时在线监控，能及时发现问题，保证电网的正常工作，具有良好的应用前景。
附图说明
20.图1为本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测流程图。
21.图2是本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置的电路结构框图。
22.图3是本发明的采集的电流信号处理示意图。
23.图4是本发明的i/v转换电路的电路原理图。
24.图5是本发明的差分放大电路的电路原理图。
25.图6是本发明的滤波电路的电路原理图。
具体实施方式
26.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施
例。
27.参见图1，为本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测流程图。一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法,包括如下步骤：
28.(1)将若干台变压器铁芯电流传感器对应安装于待测扁钢接地线上，分别采集对应接地线上的模拟电流信号；
29.(2)基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置与变压器铁芯电流传感器通信连接，基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置内置单片机控制电路、zigbee通讯模块和无线通信电路，利用zigbee网络为若干台变压器铁芯电流传感器进行组网；
30.(3)变压器铁芯电流传感器将检测到的电流信号经过基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置中的i/v转换电路转换成差分电压输出；
31.(4)将步骤(3)输出的差分电压信号经差分电压放大电路放大处理；
32.(5)将步骤(4)放大后的电压信号经滤波电路进行滤波处理；
33.(6)将经步骤(5)处理后的信号传送于单片机控制电路的核心处理单元的ad采集单元；
34.(7)单片机控制电路的核心处理单元对步骤(6)采集的信号进行fft频谱分析计算出铁芯电流大小；
35.(8)单片机控制电路的核心处理单元对采集的数据周期性存储；
36.(9)单片机控制电路的核心处理单元响应远程监控平台数据召测，将采集的铁芯电流通过无线通信单元上传给远程监控平台。
37.一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置，与变压器铁芯电流传感器通信连接，该变压器铁芯电流传感器安装于扁钢接地线上，用于采集接地线上的模拟电流信号。参见图2，本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置的电路结构框图。一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置内置单片机控制电路、信号调理电路、时钟模块、zigbee通讯模块、数据存数电路、无线通讯模块、串口通讯接口电路和为上述电路供电的电源电路，单片机控制电路为微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式系统，微处理器芯片的信号输出端与信号调理电路、时钟模块、zigbee通讯模块、数据存数电路、无线通讯模块、串口通讯接口电路、电源电路的信号输入端电连接。优化的，微处理器芯片为cortex-m3处理器。
38.信号调理电路包括i/v转换电路、差分放大电路和滤波电路。参加图3，为本发明的采集的电流信号处理示意图。变压器铁芯电流传感器采集的电流信号经该i/v转换电路、该差分放大电路和该滤波电路处理后，输送给单片机控制电路的ad采集电路，供单片机控制电路处理运算。
39.本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置，串口通讯接口电路为max485接口电路，基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置通过rs485总线与变压器铁芯电流传感器电连接。
40.参见图4-图6，图4为i/v转换电路的电路原理图，该i/v转换电路包括两个运输放大器和六个电阻，变压器铁芯电流传感器输出的模拟信号ai，i/v转换电路将模拟信号ai调理成差分输出 in和-in。图5为差分放大电路的电路原理图。该差分放大电路包括两个运输放大器和四个电阻r,该差分放大电路将 in和-in差分放大，输出output信号。图6为滤波电
路的电路原理图。该滤波电路为带通滤波电路，将经过放大的output信号进行带通滤波，输出ad_in信号，本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测装置将ad_in信号输送给ad采样芯片，供单片机控制电路的处理运算。
41.信号调理电路将模拟电流信号调理成适合单片机控制电路的核心处理单元处理的数字信号。核心处理单元上的zigbee终端节点模块把处理后的数据传输给无线通讯单元，无线通讯单元通过tcp\ip将采集的接地电流传输给远程监控中心单元。
42.优化的，远程监控平台实时监控变压器铁芯电流传感器采集的电流数据，对报警数据，通过无线传输，远程监控平台将报警信息通过报警短信的形式发送给数据库中设定的指定责任人的手机上。
43.本发明的一种基于物联网技术的变压器铁芯接地电流检测方法实现实时在线监控，能及时发现问题，保证电网的正常工作，具有良好的应用前景。
44.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。