一种变压器运行现场检测装置及变压器运行监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备运行监控技术领域，尤其涉及一种变压器运行现场检测装置及变压器运行监控系统。


背景技术：

2.变压器是电力系统输配电重要设备。当前变压器监控系统通常只针对高压66kv以上变压器，对于10kv及以下变压器不加装监控系统。同时已有的变压器运行监控系统成本较高，且缺乏对环境安全的管控。
3.已有的变压器运行监控通常只针对变压器本身的参数进行检测，而忽略了环境对变压器运行安全的影响，如气象环境信息、生物入侵等因素，对于农网等环境，这类因素已经成为影响变压器运行安全的主要因素。
4.另外，变压器通常远离监控主站，因此两者之间存在信息传输的难题，如果采用传统的有线传输方式，则布线工程量巨大，因此需要考虑无线传输方式。另一方面，对变压器的信息采集，则需要对变压器进行一定的改造，而这种改造存在安全隐患因此对于用户方较难接受，也导致其很难推广。因此，变压器运行监控系统部署困难。


技术实现要素：

5.本实用新型主要解决现有技术的变压器运行监控系统，只针对变压器本身的参数进行检测，而忽略了环境对变压器运行安全的影响的技术问题，提出一种变压器运行现场检测装置及变压器运行监控系统，以实现对变压器运行状态和影响变压器运行安全的各种因素的实时监测，提高变压器运行的安全性。
6.本实用新型提供了一种变压器运行现场检测装置，包括：处理器、北斗定位模块、振动传感器、雷电感应模块、通信模块、rs-485接口模块和入侵检测模块；
7.所述处理器的uart1接口与北斗定位模块连接；
8.所述处理器的uart2接口与振动传感器连接；
9.所述处理器的spi1接口与雷电感应模块连接；
10.所述处理器的uart3接口与通信模块连接；
11.所述处理器的uart4接口与rs-485接口模块连接；
12.所述处理器的gpio1接口与入侵检测模块连接。
13.优选的，所述rs-485接口模块连接温度检测传感器、风扇、直流偏磁传感器、电能质量采集模块、气象监测仪中的一种或多种。
14.优选的，所述处理器的spi2接口与存储模块连接。
15.优选的，所述处理器的ethernet接口与交换机连接；所述交换机用于连接视频监控摄像机和/或触摸屏单元。
16.优选的，所述处理器的gpio2接口与继电器连接；
17.所述处理器还连接控制器最小单元。
18.优选的，所述处理器的uart2接口与振动传感器之间通过zigbee通信。
19.优选的，所述北斗定位模块采用中科微电子的atgm332d北斗定位模块，所述振动传感器采用gmz01振动传感器。
20.优选的，所述入侵检测模块采用红外热释电传感器，所述雷电感应模块采用as3935型号的雷电感应模块。
21.优选的，所述直流偏磁传感器采用tnc型直流偏磁传感器；
22.所述电能质量采集模块采用型号为im3320的电能质量采集模块；
23.所述气象监测仪采用wxa100-07p气象监测仪。
24.对应的，本实用新型还提供一种变压器运行监控系统，包括：变压器运行监控管理系统以及本实用新型任意实施例提供的现场检测装置；
25.所述现场检测装置与变压器运行监控管理系统通过无线或有线方式进行通讯。
26.本实用新型提供的一种变压器运行现场检测装置及变压器运行监控系统，采用北斗定位模块实现对地理坐标信息和同步时间信息的获取；采用雷电感应模块和气象监测仪实现对气象信息的实时采集；采用无接触的红外传感器实现对变压器运行温度采集；采用红外热释电传感器实现对生物入侵的检测；本实用新型采用模块化设计，便于实现系统小型化，便于安装部署，成本低；实现对变压器运行状态和影响变压器运行安全的各种因素的实时监测、全方位的安全监控，提高变压器运行的安全性。本实用新型可以用于老旧变压器轻量型、模块化的变压器实时运行监控系统改造。
附图说明
27.图1是本实用新型提供的变压器运行现场检测装置的连接示意图；
28.图2是本实用新型提供的变压器运行监控系统的连接示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
30.实施例一
31.如图1所示，本实用新型实施例提供的变压器运行现场检测装置，包括：处理器、北斗定位模块、振动传感器、雷电感应模块、通信模块、rs-485接口模块和入侵检测模块。
32.处理器选用基于arm核心的stm32f746处理器实现现场检测装置的运行控制。
33.所述处理器的uart1接口与北斗定位模块连接；所述北斗定位模块采用中科微电子的atgm332d北斗定位模块。北斗定位模块实现定位与授时功能，该模块同时支持gps和北斗两种模式，定位精度2米左右，工业级产品标准，可以在-40-85℃温度条件下运行，具有较高的接收灵敏度，因此能够保证在恶劣气象条件下的定位和授时功能，实现对地理坐标信息和同步时间信息的获取。
34.所述处理器的uart2接口与振动传感器连接；所述处理器的uart2接口与振动传感器之间通过zigbee通信。变压器振动状态检测主要由zigbee振动传感器实现，所述振动传
感器采用gmz01振动传感器，该传感器采用zigbee无线通信协议实现数据传输，通信距离超过90m，电池续航时间超过12个月，测量频率在10～1000hz。
35.所述处理器的spi1接口与雷电感应模块连接；所述雷电感应模块采用as3935型号的雷电感应模块。该模块可以感应到雷击，并可以近似测量出感应雷距离。
36.所述处理器的uart3接口与通信模块连接；通信模块可以采用有线或无线方式，优选采用无线通信模块，具体采用4g通信模块，4g无线通信根据是否有视频信息采集分为两种情况，若无视频信息采集要求，则采用4g通信模块通过uart接口与控制通信，触摸屏直接与处理器的以太网接口互联通信。为了实现设备小型化，4g通信模块选用m400-b模块，该模块采用mini pcie接口，尺寸仅有60mm*45mm，可以实现以太网到4g之间的无线传输。视频监控摄像机通过以太网协议接口接入该模块，即可实现4g传输。m400-b模块具有较高的集成度，满足工业级运行要求，适合各种工业场景的集成开发。
37.所述处理器的uart4接口与rs-485接口模块连接；所述rs-485接口模块连接温度检测传感器、风扇、直流偏磁传感器、电能质量采集模块、气象监测仪中的一种或多种。
38.温度检测传感器采用非接触式测温方式，可以不对变压器进行任何改动，方便系统安装、部署。温度检测传感器与变压器对应安装。具体采用型号为ir62d-113的非接触式红外测温探头，该传感器采集范围为-20～300℃，采用rs-485接口通信，因此处理器只要通过rs-485接口模块既可以实现对变压器温度的获取。采用无接触的温度检测传感器实现对变压器运行温度采集，并使处理器根据采集结果控制风扇进行降温。
39.与风扇连接，可以实现风扇联动控制，风扇通常两种控制方式，一种是简单的控制电源开启，则风扇启动，关闭电源则风扇停止转动；另一种是带有控制系统，可以通过rs-485通信以改变其运行速度。对于电源控制方式，则只需要控制输出开关量信号，控制电源启停即可。
40.所述直流偏磁传感器采用tnc型直流偏磁传感器；该传感器可以采用正广电电力技术有限公司生产的一种tnc型传感器实现直流信号采集，内部集成微控制器，实现对采集模拟信号的数字处理。传感器采用rs-485通信实现信息传输，可以较为方便的应用和部署到各种领域中。采用tnc直流偏磁传感器实现对变压器中性点电流的采集。
41.所述电能质量采集模块与监测的变压器连接。所述电能质量采集模块采用型号为im3320的电能质量采集模块，该模块可以同时采集三相电能质量参数，包括电压、电流、电力谐波、有功功率、无功功率、缺相信息以及频率等。该模块采用rs-485通信，因此可以针对变压器的一次侧和二次侧分别部署该模块，实现对输入输出电压、电流、电能质量、电力谐波等参数的实时检测。当检测到电压、电流、频率、相位等异常，则可以判断变压器存在运行故障，电能质量采集模块实现对变压器历史运行负荷信息的采集。
42.所述气象监测仪采用wxa100-07p气象监测仪，该检测仪采用rs-485通信接口，采用直流12v供电，功耗低体积小，部署使用较为方便。这种检测仪可以实现对温度、风速、风向、雨量、空气湿度等气象参数的检测。
43.所述处理器的gpio1接口与入侵检测模块连接；所述入侵检测模块采用红外热释电传感器。所述处理器的gpio2接口与继电器连接，该继电器用于把控制器输出的信号驱动能力放大。入侵检测模块主要通过gpio检测脉冲信号，与处理器的gpio1接口互联，继电保护控制输出通过处理器gpio2输出信号进行控制。所述处理器还可以连接视频信息采集，采
用红外热释电传感器和视频信息采集相结合的方式实现对生物入侵的检测。
44.所述处理器的spi2接口与存储模块连接。所述存储模块主要是通过tf卡存储，将实时检测数据同时存储到tf数据卡中，以应对可能出现的通信中断情况。
45.所述处理器的ethernet接口与交换机连接；所述交换机用于连接视频监控摄像机和/或触摸屏单元。若有视频信息采集的情况下，则需要设置交换机，将视频监控摄像机、触摸屏单元、处理器以及4g dut单元通过交换机互联。
46.所述处理器还连接处理器最小单元，处理器最小单元保证处理器可以正常运行。
47.实施例二
48.如图2所示，本实用新型实施例提供的变压器运行监控系统，包括：变压器运行监控管理系统以及本实用新型任意实施例提供的现场检测装置。
49.所述现场检测装置与变压器运行监控管理系统通过无线或有线方式进行通讯。
50.现场检测装置实现对变压器运行状态的检测，如变压器运行温度、震动、电能质量等参数。检测的结果通过无线或有线方式传输到变压器运行监控管理系统，变压器运行监控管理系统位于上次监控管理平台。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。