一种电气化铁路变压器绝缘状态在线监测系统的制作方法

本实用新型涉及电气化铁路工程技术领域，具体涉及一种电气化铁路变压器绝缘状态在线监测系统。

背景技术：

对于电气化铁路来说，牵引变压器是最重要的设备之一，是整个电力牵引系统最核心的部分，它的正常运行与否对确保火车头、高铁等轨道车辆稳定运行等影响很大。随着我国电气化铁路总里程的不断增长，牵引变压器的需求量也越来越大；与此同时，列车牵引重量的增加与列车运行速度的提高，更是使得牵引电流成倍地增加。现阶段，国内绝大多数牵引变压器都是在过负载的状态下运行的，加之原本牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁，故障发生概率也大大提高。

传统的电气化铁路在线监测装置主要是由油中气体监测和光纤测温监测产品构成，在一定程度上可以起到对牵引变压器运行状态的监测。但却忽视了长期在风沙大、温差高等恶劣环境下、无人区域多等现场长期工作的变压器的绝缘状态。而常规的电气化铁路牵引变监测装置是单独监测铁心接地电流装置和单独的高频局放监测装置，常规装置不支持远程在线监测，需要两台装置才能完成两种原理的监测。有时候由于预算、安装方式等原因，仅安装一台装置，甚至两台装置都不使用，根本起不到对变压器绝缘情况的安全监测。

目前大多数在线监测系统是对单一设备的单一参数进行监测，而要反映变压器的运行状况，靠单一性能指标，都只能从某一侧面反应其绝缘状态。

其中局部放电是反应变压器绝缘状况较灵敏的指标，而对于箱体内异物、内部绝缘受潮或损伤、油箱沉积油泥、铁心多点接地类型的故障，则可以通过铁心接地电流的监测来发现。但这是这是两个单独的装置，不在同一系统中，难以实现综合智能分析高铁牵引变压器的运行状况。

传统的铁芯接地装置和高频局放监测装置具有以下特点：

1、装置分开、增大体积、安装麻烦，还可能出现装置间的安装干涉；

2、常规的装置不支持无线远程监测、不够便捷、高效；

3、单一的监测原理无法满足监测需求；

4、两台装置的供电系统，处理系统及结构需要两套才能实现，增加了成本，降低的效率；

5、两种原理无法同时接入同一系统中，无法统筹处理，无法综合分析及故障诊断，监测的准确性大大降低、同时不够智能化。

就目前而言，牵引变压器的在线监测装置没有将两种测量原理结合起来的装置，对故障的判断定位不准。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电气化铁路变压器绝缘状态在线监测系统，克服现有技术的缺陷，有效提高故障判断定位的准确性。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种电气化铁路变压器绝缘状态在线监测系统，其特征在于：

所述系统包括高频局放传感器、铁心接地电流传感器、监测装置、站端服务器和云服务器；

高频局放传感器和铁心接地电流传感器与监测装置电连接并发送监测数据；

监测装置与站端服务器、云服务器以太网连接并上传数据。

监测装置中包括cpu，以及高频局放电流传感器和铁心接地电流传感器的电路处理模块。

监测装置中高频局放电流传感器的电路处理模块包括滤波电路和运放电路，高频局放电流传感器采集高频电流，依次通过滤波电路和运放电路，发送到cpu。

监测装置中铁心接地电流传感器的电路处理模块包括a/d转换电路和ad采样芯片，铁心接地电流传感器为电流互感器，采集全电流和基波电流，依次通过a/d转换电路和ad采样芯片，发送到cpu。

监测装置具有本地数据显示模块、继电器输出模块以及网络接口。

监测装置与站端服务器、云服务器的连接方式包括4g连接、gprs连接、网线连接、485接口连接、ttl接口连接。

本实用新型具有以下优点：

1、减少装置数量及体积，方便安装，降低成本。

2、支持装置端、远程手机端、远程网络客户端等多种方式数据呈现。

3、支持4g、gprs、网线、485接口、ttl接口等多种方式数据传输。

4、两种原理设备同时接入同一系统中，统筹处理，综合分析及故障诊断，监测的准确性大大提高、更具智能化。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框架图。

图2为硬件原理框架图。

图3为较佳实施例示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种电气化铁路变压器绝缘状态在线监测系统，所述系统包括高频局放传感器、铁心接地电流传感器、监测装置、站端服务器和云服务器；高频局放传感器和铁心接地电流传感器与监测装置电连接并发送监测数据；监测装置与站端服务器、云服务器以太网连接并上传数据。

监测装置中包括cpu，以及高频局放电流传感器和铁心接地电流传感器的电路处理模块。监测装置中高频局放电流传感器的电路处理模块包括滤波电路和运放电路，高频局放电流传感器采集高频电流，依次通过滤波电路和运放电路，发送到cpu。监测装置中铁心接地电流传感器的电路处理模块包括a/d转换电路和ad采样芯片，铁心接地电流传感器为电流互感器，采集全电流和基波电流，依次通过a/d转换电路和ad采样芯片，发送到cpu。

监测装置具有本地数据显示模块、继电器输出模块（外接驱动电路可以开出报警信号。）以及网络接口。

监测装置与站端服务器、云服务器的连接方式包括4g连接、gprs连接、网线连接、485接口连接、ttl接口连接。

本实用新型的工作原理是：通过对铁心接地电流的监测可以判断铁心对地是否悬浮（接地电流为0）或是否多点接地产生环流。通过全电流和基波电流的测量，可以真实的反映铁心接地电流的状态，基波电流真实的反映了铁心的接地阻抗状况，全电流反映了变压器产生的谐波电流的影响。带电绕组发生绝缘故障与铁心之间产生的局放信号可通过夹在铁心接地线上的高频局放传感器准确的测量到。由于铁心不通过外箱接地而是单独接地，通过外箱接地线不能测到绕组与铁心之间的绝缘局部放电故障。高频局放传感器可以准确的测量到带电绕组发生绝缘故障与铁心之间产生的局放信号，可以监测到绕组与铁心之间的绝缘局部放电故障。铁芯接地电流及hfct高频电流的同时监测，集成为一台装置，综合处理，既可以判断出铁心对地是否悬浮（接地电流为0）或是否多点接地产生环流，又可以监测到绕组与铁心之间的绝缘局部放电故障，二者的结合，可以直接定位故障类型，为后续故障处理提供可靠保障。

本实用新型的测量步骤为：

首先，通过高频局放电流传感器采集高频电流，经过滤波处理和运算放大后，将有效的局放数据上送cpu。

其次，通过电流互感器采集全电流、基波电流等数据，经过a/d转换芯片，并经过ad采样芯片，将有效的电流数据上送cpu。

然后，对数据进行处理、储存、显示及上送。

最终，上送的数据可以通过云端在手机app或者网络端访问数据信息。

本实用新型将铁芯接地电流监测原理与高频局放监测原理相结合，将两个装置融合处理，减小了装置体积，降低了成本，更便于施工安装；所述装置将两种原理相互配合，将两种原理接入同一系统进行数据的统一分析处理，统筹分析，综合分析变压器故障；所述装置支持装置端数据显示，支持远程数据监测，支持局放图谱显示，支持站端数据显示等多种数据、图谱呈现方式；所述装置将实现装置的远程在线监测，装置通过gprs或者4g等通讯，将数据上传到云端，再远程获取数据，实现远程实时在线监测。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。