一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端。
【背景技術(shù)】
[0002]我國從20世紀(jì)中期開始，對電氣設(shè)備進(jìn)行定期的停電試驗(yàn)、檢修和維護(hù)，大量嚴(yán)重受潮和有明顯缺陷的設(shè)備被檢查出來。但是，這種停電檢修和試驗(yàn)是定期進(jìn)行的，難以及時反映設(shè)備內(nèi)部絕緣的潛伏性故障，具有一定的盲目性，同時也浪費(fèi)了大量的人力和物力，而且試驗(yàn)電壓往往要低于運(yùn)行電壓，故其等效性相對較差，對某些缺陷反映不夠靈敏，不能完全適應(yīng)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的需求。因此，基于狀態(tài)的維修方式逐步代替基于時間的維修方式，這是電力系統(tǒng)設(shè)備維修發(fā)展的必然趨勢。套管是變壓器的重要組成部分，某研宄表明套管故障占變壓器故障的40%，還有數(shù)據(jù)顯示52%的套管故障是很嚴(yán)重的甚至引發(fā)火災(zāi)。因此，對電容型套管進(jìn)行介質(zhì)損耗在線監(jiān)測技術(shù)的研宄具有很高的理論和應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，可以對套管的電量信號和油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理，并據(jù)此判斷套管的損耗程度。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，包括電流傳感器、溫度傳感器、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)理電路、FPGA芯片、B碼時鐘器、復(fù)位電路、EIA-485總線1、DSP處理器、電平轉(zhuǎn)換芯片、EIA-485總線I1、復(fù)位芯片和FLASH存儲器，可以對套管的電量信號和油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理，并據(jù)此判斷套管的損耗程度。
[0005]電流傳感器用于檢測套管的泄露電流并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，將感應(yīng)電流傳輸出去。溫度傳感器用于檢測油的溫度并將溫度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號進(jìn)行傳輸。程控放大器用于對電流信號進(jìn)行放大后傳輸，提高信號的采集精度。模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號調(diào)理電路用于抑制電流中含有的高次諧波，令電流傳感器和溫度傳感器傳輸至FPGA的電平匹配FPGA芯片的邏輯電平輸入。FPGA芯片負(fù)責(zé)信號的采樣與處理。B碼時鐘器用于輸出多種定時信號和多種時鐘脈沖。復(fù)位電路用于對FPGA芯片進(jìn)行復(fù)位。EIA-485總線I作為FPGA芯片與DSP處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。DSP處理器用于數(shù)據(jù)的接收與運(yùn)算處理，并將處理結(jié)果傳輸出去，DSP處理器向FPGA芯片發(fā)送復(fù)位信號。電平轉(zhuǎn)換芯片將DSP處理器輸出電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以匹配EIA-485總線II的工作電平，EIA-485總線II用于DSP處理器與外設(shè)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)通道。復(fù)位芯片對DSP處理器發(fā)送復(fù)位信號，避免DSP處理器連續(xù)錯誤運(yùn)行。FLASH存儲器作為DSP處理器的片外擴(kuò)展存儲空間，用于擴(kuò)展DSP處理器的內(nèi)存，用于存儲DSP處理器的程序。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端所述的FPGA芯片選用阿爾特拉有限公司生產(chǎn)的FPGA芯片，其型號為EP1C6Q240C8N。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端所述的DSP處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的DSP處理器，其型號為TMS320F28335。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端所述的電平轉(zhuǎn)換芯片選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的電平轉(zhuǎn)換芯片，其型號為MAX3082ESA。
[0009]本實(shí)用新型一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端的有益效果為:
[0010]a.可以實(shí)時監(jiān)測變壓器套管的損耗狀況；
[0011]b.監(jiān)測精度高，抗干擾能力強(qiáng)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1中，本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，包括電流傳感器、溫度傳感器、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)理電路、FPGA芯片、B碼時鐘器、復(fù)位電路、EIA-485總線1、DSP處理器、電平轉(zhuǎn)換芯片、EIA-485總線I1、復(fù)位芯片和FLASH存儲器，可以對套管的電量信號和油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理，并據(jù)此判斷套管的損耗程度。
[0014]電流傳感器用于檢測套管的泄露電流并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，將感應(yīng)電流傳輸出去。電流傳感器采用有源穿心式小電流傳感器，電流傳感器的電感線圈感應(yīng)到泄露電流的變化，電感線圈磁通量變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電流，電感線圈內(nèi)部的鐵芯材質(zhì)選用坡莫合金。套管損耗，則絕緣性下降，電流泄漏量也相應(yīng)增加，二者正相關(guān)。套管泄漏電流被電流傳感器感應(yīng)到，電流傳感器產(chǎn)生一個相應(yīng)大小的電流并傳輸至程控放大器。坡莫合金起始磁導(dǎo)率高，損耗小，可以感應(yīng)到小電流的變化，使得電流傳感器可以檢測到小電流。且坡莫合金具備良好的溫度特性和抗電磁干擾能力，使得電流傳感器的工作穩(wěn)定，檢測到的信號精度較尚O
[0015]溫度傳感器用于檢測油的溫度并將溫度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號進(jìn)行傳輸。套管損耗，則保溫性下降，套管內(nèi)的油散熱量也相應(yīng)增加，二者正相關(guān)。溫度傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流變化并傳輸至程控放大器。
[0016]程控放大器用于對電流信號進(jìn)行放大后傳輸，提高信號的采集精度。模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號調(diào)理電路用于抑制電流中含有的高次諧波，令電流傳感器和溫度傳感器傳輸至FPGA的電平匹配FPGA芯片的邏輯電平輸入。利用信號調(diào)理電路對電流傳感器和溫度傳感器傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行濾波、方波化，以使電流傳感器和溫度傳感器的輸出電平適應(yīng)FPGA的邏輯電平輸入。
[0017]FPGA芯片負(fù)責(zé)信號的采樣與處理。FPGA芯片選用阿爾特拉有限公司生產(chǎn)的FPGA芯片，其型號為EP1C6Q240C8N。B碼時鐘器用于輸出多種定時信號和多種時鐘脈沖。B碼時鐘器產(chǎn)生時鐘脈沖控制FPGA的采樣頻率，使得FPGA芯片完成信號的同步采樣。
[0018]復(fù)位電路用于對FPGA芯片進(jìn)行復(fù)位。EIA-485總線I作為FPGA芯片與DSP處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。DSP處理器通過復(fù)位電路向FPGA芯片發(fā)送復(fù)位信號，DSP處理器監(jiān)控著FPGA芯片的工作狀態(tài)，防止FPGA芯片錯誤運(yùn)行。FPGA芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)也可以通過EIA-485總線I傳輸至DSP處理器進(jìn)行后續(xù)處理。
[0019]DSP處理器用于數(shù)據(jù)的接收與運(yùn)算處理，并將處理結(jié)果傳輸出去。DSP處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的DSP處理器，其型號為TMS320F28335。FPGA芯片的采樣信號傳輸至TMS320F28335，經(jīng)計(jì)算后得出介質(zhì)損耗角，并據(jù)此判斷套管的耗損程度。電平轉(zhuǎn)換芯片將DSP處理器輸出電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以匹配EIA-485總線II的工作電平，EIA-485總線II用于DSP處理器與外設(shè)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)通道。電平轉(zhuǎn)換芯片選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的電平轉(zhuǎn)換芯片，其型號為MAX3082ESA。MAX3082ESA將DSP處理器傳輸?shù)碾娖睫D(zhuǎn)換為差分信號傳輸至EIA-485總線II。變電站內(nèi)具有高電壓、強(qiáng)磁場的特點(diǎn)，信號傳輸易受到影響，為了防止雷電等強(qiáng)干擾信號通過通信線竄人測量單元，其中EIA-485總線II采用平衡差分方式傳輸串行電壓信號，其抗共模干擾的能力較強(qiáng)。差分方式不但要求節(jié)點(diǎn)的地電位相同，而且對電平的容許范圍很寬，因此增加了允許的傳輸距離和傳輸速度。
[0020]復(fù)位芯片對DSP處理器發(fā)送復(fù)位信號，避免DSP處理器連續(xù)錯誤運(yùn)行。FLASH存儲器作為DSP處理器的片外擴(kuò)展存儲空間，用于擴(kuò)展DSP處理器的內(nèi)存，用于存儲DSP處理器的程序。
[0021]當(dāng)然上述說明并非對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，包括電流傳感器、溫度傳感器、程控放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號調(diào)理電路、FPGA芯片、B碼時鐘器、復(fù)位電路、EIA-485總線1、DSP處理器、電平轉(zhuǎn)換芯片、EIA-485總線I1、復(fù)位芯片和FLASH存儲器，其特征在于:電流傳感器用于檢測套管的泄露電流并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，將感應(yīng)電流傳輸出去；溫度傳感器用于檢測油的溫度并將溫度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號進(jìn)行傳輸；程控放大器用于對電流信號進(jìn)行放大后傳輸，提高信號的采集精度；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；信號調(diào)理電路用于抑制電流中含有的高次諧波，令電流傳感器和溫度傳感器傳輸至FPGA芯片的電平匹配FPGA芯片的邏輯電平輸入；FPGA芯片負(fù)責(zé)信號的采樣與處理；B碼時鐘器用于輸出多種定時信號和多種時鐘脈沖；復(fù)位電路用于對FPGA芯片進(jìn)行復(fù)位；EIA-485總線I作為FPGA芯片與DSP處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸通道；DSP處理器用于數(shù)據(jù)的接收與運(yùn)算處理，并將處理結(jié)果傳輸出去，DSP處理器向FPGA芯片發(fā)送復(fù)位信號；電平轉(zhuǎn)換芯片將DSP處理器輸出電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以匹配EIA-485總線II的工作電平，EIA-485總線II用于DSP處理器與外設(shè)進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)通道；復(fù)位芯片對DSP處理器發(fā)送復(fù)位信號，避免DSP處理器連續(xù)錯誤運(yùn)行；FLASH存儲器作為DSP處理器的片外擴(kuò)展存儲空間，用于擴(kuò)展DSP處理器的內(nèi)存，用于存儲DSP處理器的程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，其特征在于:所述FPGA芯片選用阿爾特拉有限公司生產(chǎn)的FPGA芯片，其型號為EP1C6Q240C8N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，其特征在于:所述DSP處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的DSP處理器，其型號為TMS320F28335。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，其特征在于:所述電平轉(zhuǎn)換芯片選用美信半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的電平轉(zhuǎn)換芯片，其型號為MAX3082ESA。
【專利摘要】本實(shí)用涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種變壓器套管介質(zhì)損耗監(jiān)測終端，可以對套管的電量信號和油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理，并據(jù)此判斷套管的損耗程度。電流傳感器用于檢測套管的泄露電流并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，將感應(yīng)電流傳輸出去。溫度傳感器用于檢測油的溫度并將溫度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號進(jìn)行傳輸。模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號調(diào)理電路令電流傳感器和溫度傳感器傳輸至FPGA的電平匹配FPGA芯片的邏輯電平輸入。FPGA芯片負(fù)責(zé)信號的采樣與處理。DSP處理器用于數(shù)據(jù)的接收與運(yùn)算處理，并將處理結(jié)果傳輸出去，DSP處理器向FPGA芯片發(fā)送復(fù)位信號。電平轉(zhuǎn)換芯片將DSP處理器輸出電平進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以匹配EIA-485總線Ⅱ的工作電平。
【IPC分類】G01R27-26
【公開號】CN204536430
【申請?zhí)枴緾N201520292896
【發(fā)明人】雷振洲, 姚漢梁, 徐斌, 毛世炳, 丁力, 田威
【申請人】雷振洲, 姚漢梁, 徐斌, 毛世炳, 丁力, 田威
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月7日