一种变压器噪音电力运行维护监测装置的制作方法

本发明涉及供电领域，特别是涉及一种变压器噪音电力运行维护监测装置。

背景技术：

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。变压器属于高能量密度的电器。其中的线圈中有较高的交变电流，交变电流会产生交互变化的磁场，交互变化的磁场通过变压器的铁芯时，由于硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动，产生噪音。变压器的噪声是由变压器本体振动及冷却装置振动而产生的一种连续性噪声。变压器噪声的大小与变压器的容量、硅钢片材质及铁芯磁通密度等因素有关。

变压器中设置有冷却装置，冷却装置振动的根源在于冷却风扇和变压器油泵在运行时产生的振动；变压器本体的振动通过绝缘油、管接头及其装配零件等，传递给冷却装置，使冷却装置的振动加剧，辐射的噪声加大。

变压器通过空气向四周辐射的噪声是由两部分组成，一部分是由铁芯绕组的振动通过结构件和绝缘油传给油箱，由油箱振动而产生的本体噪声；另一部分是由冷却风扇和变压器油泵振动而产生的冷却装置噪声。变压器本体噪声完全取决于铁芯的磁致伸缩振动。

目前市面上绝大多数变压器都没有对电力变压器运行时产生的噪声进行监测，常规的做法是现场电气运维人员通过外部专用仪器监测或者依靠运维人员在现场倾听，并根据经验对变压器运行状态进行判断。不同的运维人员可能有不同的判断，准确性较差；同时无法实现对运行中变压器实现实时监测。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种变压器噪音电力运行维护监测装置，解决了变压器噪音的实时监测的问题，解决了变压器噪音监测成本高的问题，解决了变压器噪音引起的供电系统不稳定的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种变压器噪音电力运行维护监测装置，包括若干噪音传感器，所述噪音传感器设置于变压器的不同位置上，所述噪音传感器的输出端通过通信链路连接有数据模块，所述数据模块的输出端通过电缆连接到变压器所多对应的控制开关上，所述数据模块的输出端通过电缆连接有通信模块，所述通信模块信号连接有本地控制中心，所述通信模块信号连接有运维平台；所述变压器上设置有降噪装置。

所述降噪装置为主动式降噪机构。所述降噪装置包括变压器箱，所述变压器箱套设在变压器外；所述变压器箱的内部设置有麦克风，麦克风连接有主控平台，所述主控平台的输出端连接有扬声器。

所述主控平台包括dsp控制系统，dsp控制系统的信号输入端连接有a/d转换电路；音频采集装置的输出端连接前置放大电路，前置放大电路的输出端连接有抗混叠滤波电路，抗混叠滤波电路的输出端与a/d转换电路的输入端电连接；dsp控制系统的信号输出端连接有d/a转换电路，d/a转换电路的输出端连接有重构滤波电路，重构滤波电路的输出端连接有电压跟随电路，电压跟随电路的输出端连接有功率放大电路，功率放大电路的输出端与扬声器电连接。

进一步地，本实用新型公开了一种变压器噪音电力运行维护监测装置的优选结构，所述若干噪音传感器设置于变压器的外表面，若干噪音传感器设置于所述变压器的固定架上；若干噪音传感器设置于所述变压器的冷却装置中；若干噪音传感器设置于距离变压器若20-50厘米的空间位置上。

进一步地，所述数据模块包括中央处理单元、存储器；所述中央处理单元通过总线与存储器信号相连。

进一步地，所述存储器中预设有存储器中设置有自诊断模块和预判断模块，所自诊断模块中预设有保护设定值，数据模块中的中央处理单元将接收到的数据与保护设定值比较，并通过比较结果输出控制信号；所述控制信号通过通信线路反馈到变压器所多对应的控制开关上。

进一步地，所述预判断模块中预设有预判设定值，所述预判断模块中存储有若干维护保养方案，数据模块中的中央处理单元将接收到的数据与预判设定值比较，并通过比较结果触发不同的维护保养方案，中央处理单元将触发维护保养方案通过信号输出。

进一步地，所述运维平台中设置有判断参数，运维平台通信模块传输过来的信号与判断参数比较，并做出相应的预警，并将预警信号传递给工作人员，工作人员进行现场检查维护。

进一步地，所述噪音传感器为模拟式传感器或数字式传感器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、数据采集方便：该监测装置借助安装于电缆连接处的噪音传感器，利用无线通信方式将数据发送至数据模块进行数据的采集；

1、多电缆同时监测：利用数据模块的多通道特性，可以同时对电力系统的多根变压器采样监测，节约安装空间；

2、能耗低：该监测装置集成的多通道特性，在相同数量的变压器数据接收与发送比传统的多个单通道模块能耗更低，使用寿命更长；

3、可扩展性强：对于变压器较多的情况，可以加装不带cpu的扩展数据模块，所有数据模块公用一个cpu，扩展性强；

4、通过设置降噪装置，能实现变压器的主动降噪能力，减少噪音污染环境。

附图说明

图1是本发明的噪音数据采集结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的噪音数据流向结构框图；

图4是本发明的噪音数据判断的流程示意图；

图5是本发明的降噪装置的结构示意图；

图6是本发明的降噪装置的结构框图。

图中标记：1是变压器箱，2是麦克风，3是主控平台，4是扬声器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，包括若干噪音传感器，所述噪音传感器设置于变压器的不同位置上，噪音传感器为数字式传感器，噪音传感器通过有线通信或者无线通信传递到噪音模块，噪音模块将噪音信号传递给检测装置，检测装置为数据模块。所述噪音传感器的输出端通过通信链路连接有数据模块，所述数据模块的输出端通过电缆连接到变压器所多对应的控制开关上，所述数据模块的输出端通过电缆连接有通信模块，所述通信模块信号连接有本地控制中心，所述通信模块信号连接有运维平台。所述变压器上设置有降噪装置。

所述降噪装置为主动式降噪机构。

进一步地，本实用新型公开了一种变压器噪音电力运行维护监测装置的优选结构，所述若干噪音传感器设置于变压器的铁芯的外表面，若干噪音传感器设置于所述变压器的线圈中部；若干噪音传感器设置于所述变压器的变压器油中。

所述数据模块包括中央处理单元、存储器；所述中央处理单元通过总线与存储器信号相连。

所述存储器中预设有存储器中设置有自诊断模块和预判断模块，所自诊断模块中预设有保护设定值，数据模块中的中央处理单元将接收到的数据与保护设定值比较，并通过比较结果输出控制信号；所述控制信号通过通信线路反馈到变压器所多对应的控制开关上。

当采用模拟式噪音传感器时，噪音传感器通过有线通信线路连接到噪音模块，所述噪音模块中设置有噪音传感器信号预处理的调理电路，调理电路的输入端与噪音传感器相连，调理电路的输出端连接有a/d转换电路，a/d转换电路将模拟信号转换成数字信号并传递给数据模块。

这样就实现了噪音的实时采集，这样就能实时监测电缆的噪音，保证变压器的安全工作。

数据的传递过程如图3所示，噪音传感器将采集到的噪音数据通过数据采集通道传递给数据模块中的存储器，存储器与处理器进行数据交互。cpu运行自诊断模块和预判断模块中的预设程序，并将结果通过通信装置发送出来。

所述自诊断模块和预判断模块的运行过程如图4所示，通过噪音传感器将其测量得到的噪音数据值v传递给数据模块中的存储器，存储器将数据传递给cpu。所述自诊断模块中预设有变压器上的噪音保护值vsp，cpu将噪音数据值v与噪音保护值vsp进行比较，当噪音数据值v小于等于噪音保护值vsp时，数据模块不做响应，继续下一个循环。当噪音数据值v大于噪音保护值vsp时，数据模块通过电缆发出报警信号或者通过控制与变压器相连的电控开关跳闸，保护供电电路的安全。

同时，数据模块将处理后的结果通过通讯模块发送给本地控制中心，并且通过网络通路发送给运维平台。所述噪音保护值vsp根据出厂的最大工作噪音值进行确定，使得电缆不发生危险。

所述预判断模块中预设有变压器上的预判设定值vyp，cpu将噪音数据值v与预判设定值vyp进行比较，当噪音数据值v小于等于预判设定值vyp时，数据模块不做响应，继续下一个循环。当噪音数据值v大于预判设定值vyp，数据模块触发维护保养方案，保护供电电路的安全。

同时，数据模块将处理后的结果通过通讯模块发送给本地控制中心，并且通过网络通路发送给运维平台。

所述预判设定值vyp是监测装置特有的一个参数，它是根据变压器出厂特性曲线、历年运行记录、预防性试验报告、环境噪音等多方面考虑得出的一个推荐值。

根据电缆的生产出厂时的安全噪音值为标准，根据电缆的工作电流和环境噪音值进行调整。还根据电缆的使用年限和使用环境进行微调，当工作环境较高时，适当降低预判设定值vyp，大负载时间过长时，适当降低预判设定值vyp。通过这样以保证电缆的工作运行的安全。

所述维护保养方案包括以下几种：

一级维保方案：为在线检查，检查变压器各运行参数是否正常、其下级所带负载的运行情况检查

二级维保方案：为断电检查，主要是对变压器所带负载进行检查、测量以确认故障原因。

三级维保方案：为断电检查，对整个变压器进行年检及预防性试验，包括特性试验等。

实施例1：

在以上实施方式的基础上，公开了主动降噪的优选机构，所述降噪装置为主动式降噪机构。所述降噪装置包括变压器箱1，所述变压器箱1套设在变压器外；所述变压器箱1的内部设置有麦克风2，麦克风2连接有主控平台3，所述主控平台3的输出端连接有扬声器4。

所述主控平台3包括dsp控制系统，dsp控制系统的信号输入端连接有a/d转换电路；音频采集装置的输出端连接前置放大电路，前置放大电路的输出端连接有抗混叠滤波电路，抗混叠滤波电路的输出端与a/d转换电路的输入端电连接；dsp控制系统的信号输出端连接有d/a转换电路，d/a转换电路的输出端连接有重构滤波电路，重构滤波电路的输出端连接有电压跟随电路，电压跟随电路的输出端连接有功率放大电路，功率放大电路的输出端与扬声器4电连接。

麦克风2输出端通过电缆连接有主控平台，主控平台的输出端通过电缆与扬声器4相连。麦克风2采集到的电压器的声音转换成电信号并传递给主控平台，主控平台进过处理后生成频率相同，相位相反的声波信号；主控平台将生成的声波信号通过扬声器4发射出来，与原噪音相互叠加抵消，实现噪音的消除。

具体运行过程，通过麦克风2对环境的噪音进行采集，dsp控制系统对采集的噪声进行频谱分析，得到噪声的特性；dsp控制系统根据计算出的噪声的特性计算出噪音声波幅值相等、相位相反的声波信号；dsp控制系统向相应的声源设备发出相应的信号，声源设备产生相应的声音，生成的声音与噪声叠加后实现干涉相消，实现低频噪声的消除。

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。