一種變壓器故障聽診儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于變壓器故障檢測裝置的技術領域，具體涉及一種變壓器故障聽診儀；要解決的技術問題為提供一種：能夠及時檢測和分析變壓器故障的變壓器故障聽診儀；采用的技術方案為：一種變壓器故障聽診儀，包括信號輸入模塊、信號調整電路A/D采集電路、MCU處理器、LED顯示屏和揚聲器，信號輸入模塊的輸出端與信號調整電路的輸入端電氣連接，信號調整電路的輸出端與A/D采集電路的輸入端電氣連接，A/D采集電路的輸出端與MCU處理器的輸入端電氣連接，MCU處理器的輸出端分別與LED顯示屏的輸入端和揚聲器的輸入端電氣連接，信號調整電路包括一級放大電路、二級放大電路和轉換電路；本實用新型適用于電力部門。
【專利說明】
一種變壓器故障聽診儀
技術領域
[0001]本實用新型屬于變壓器故障檢測裝置的技術領域，具體涉及一種變壓器故障聽診儀。
【背景技術】
[0002 ]電力設備是構成智能電網的核心部分，它的正常運行是電網安全的根本保證。在智能電網中，變壓器是核心設備，也是電力系統事故相對較多的設備之一，其運行可靠性直接影響電力工業的正常生產，隨時檢查變壓器狀態，發現并排除其可能發生的故障，已成為保障供電可靠性的重要手段。
[0003]20世紀50年代，隨著電力系統設備監測概念的提出，各種不同的監測方法孕育而生，一些工業發達國家即開始狀態監測和故障診斷技術的研究，到80年代至90年代，傳感技術、計算機技術和光纖等高新技術的發展和應用，使電力設備的狀態監測和故障診斷技術得到迅速發展。目前國內外電力行業對電力變壓器故障的分析與檢查方法不少，但沒有一種是利用中醫領域中的聽診方法來進行，而是采用局部放電監測、超聲定位、絕緣油色譜分析等技術來檢測內部放電和絕緣狀況，這些方法中每年定期的油樣抽取不僅不能為判斷變壓器的真正安全狀態提供有意義的信息，而且檢查與試驗的周期較長，滯后性較嚴重，給變壓器的安全運行帶來安全隱患。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為提供一種:能夠及時檢測和分析變壓器故障的變壓器故障聽診儀。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:一種變壓器故障聽診儀，包括信號輸入模塊、信號調整電路A/D采集電路、MCU處理器、LED顯示屏和揚聲器，所述信號輸入模塊的輸出端與所述信號調整電路的輸入端電氣連接，所述信號調整電路的輸出端與所述A/D采集電路的輸入端電氣連接，所述A/D采集電路的輸出端與所述MCU處理器的輸入端電氣連接，所述MCU處理器的輸出端分別與所述LED顯示屏的輸入端和所述揚聲器的輸入端電氣連接，所述信號調整電路包括一級放大電路、二級放大電路和轉換電路，所述一級放大電路的輸入端為所述信號調整電路的輸入端，所述一級放大電路的輸出端與所述二級放大電路的輸入端電氣連接，所述二級放大電路的輸出端與所述轉換電路的輸入端電氣連接，所述轉換電路的輸出端為所述信號調整電路的輸出端。
[0006]優選地，所述信號輸入模塊包括聲音傳感器BI，所述一級放大電路包括NPN型三極管Vl，所述二級放大電路包括NPN型三極管V2，所述轉換電路包括變壓器Tl;所述聲音傳感器BI的輸出端與電容CI的一端相連，所述電容Cl的另一端連接電阻Rl的一端、電容C2的一端以及所述NPN型三極管Vl的基極，所述NPN型三極管Vl的集電極連接可變電阻RPl的一固定端和電容C3的一端，所述NPN型三極管Vl的發射極連接電阻R2的一端和電容C4的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述可變電阻RPl的另一固定端、所述可變電阻RPl的活動端、電容C5的一端、電阻R4的一端以及電阻R3的一端，所述電容C3的另一端與可變電阻RP2的一固定端相連，所述可變電阻RP2的活動端與電容C6的一端相連，所述電容C6的另一端連接所述電阻R3的另一端以及NPN型三極管V2的基極，所述NPN型三極管V2的集電極連接電容C7的一端以及所述變壓器Tl的輸入端al，所述變壓器Tl的輸入端a2連接所述電阻R4的另一端、電阻R5的一端、PNP型三極管V3的集電極、電容C9的一端以及+6V電源，所述變壓器TI的第一輸出端bl與所述PNP型三極管V3的基極相連，所述變壓器Tl的第一輸出端b2連接所述電阻R5的另一端以及電阻R6的一端，所述變壓器Tl的第二輸出端wl與PNP型三極管V4的基極相連，所述變壓器Tl的第二輸出端w2連接電阻R7的一端和電阻R8的一端，所述PNP型三極管V4的發射極連接所述電阻R7的另一端、所述電阻R6的另一端、所述PNP型三極管V3的發射極以及電容C8的一端，所述電容C8的另一端與所述A/D采集電路的輸入端相連，所述A/D采集電路的接地端、所述PNP型三極管V4的集電極、所述電阻R8的另一端、所述電容C7的另一端、所述NPN型三極管V2的發射極、所述可變電阻RP2的另一固定端、所述電容C4的另一端、所述電阻R2的另一端、所述電容C2的另一端、所述聲音傳感器BI的接地端、所述電容C5的另一端和所述電容C9的另一端均接地。
[0007]優選地，所述聲音傳感器BI為駐極體式話筒。
[0008]優選地，所述M⑶處理器包括處理模塊、判定模塊和存儲模塊。
[0009]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0010]本實用新型中的變壓器故障聽診儀包括信號輸入模塊、信號調整電路A/D采集電路、MCU處理器、LED顯示屏和揚聲器，信號輸入模塊采集變壓器運行時的聲音后，將該聲音信號傳遞給信號調整電路，信號調整電路對信號進行調整和檢波后，經過A/D采集電路傳送給M⑶處理器，M⑶處理器對接收到的信號進行處理后，一方面直接變為語音信號通過揚聲器告知檢查人員，檢查人員通過對變壓器發出的語音信號進行甄別，進而判定變壓器的健康狀況，另一方面，M⑶處理器將聲脈信號在LED顯示屏上進行顯示，檢查人員通過對LED顯示屏上的波形進行檢查和比對，及時判定出變壓器是否異常。
【附圖說明】
[0011 ]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0012]圖1為本實用新型提供的電路結構框圖；
[0013]圖2為本實用新型提供的信號調整電路的結構示意圖；
[0014]圖中:101為信號輸入模塊，102為信號調整電路，103為A/D采集電路，104為MCU處理器，1041為處理模塊，1042為判定模塊，1043為存儲模塊，105為LED顯示屏，106為揚聲器。
【具體實施方式】
[0015]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例;基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]電力設備的檢查與故障判斷也遵循“望、聞、問、切”的中醫理論，對人體的內臟已用聽診檢查法，那么電力變壓器的正常與非正常運行也有一定的規律，通過對變壓器內部運行部件發出的聲音的檢查與記錄，就可以實現對它的健康狀況進行判定，給檢修試驗變壓器提供第一手資料。
[0017]圖1為本實用新型提供的電路結構框圖，如圖所示，一種變壓器故障聽診儀，包括信號輸入模塊101、信號調整電路102、A/D采集電路103、MCU處理器104、LED顯示屏105和揚聲器106，所述信號輸入模塊1I的輸出端與所述信號調整電路1 2的輸入端電氣連接，所述信號調整電路1 2的輸出端與所述A/D采集電路1 3的輸入端電氣連接，所述A/D采集電路103的輸出端與所述MCU處理器104的輸入端電氣連接，所述M⑶處理器104的輸出端分別與所述LED顯示屏105的輸入端和所述揚聲器106的輸入端電氣連接，所述信號調整電路102包括一級放大電路、二級放大電路和轉換電路，所述一級放大電路的輸入端為所述信號調整電路102的輸入端，所述一級放大電路的輸出端與所述二級放大電路的輸入端電氣連接，所述二級放大電路的輸出端與所述轉換電路的輸入端電氣連接，所述轉換電路的輸出端為所述信號調整電路102的輸出端。
[0018]具體地，所述M⑶處理器104可包括處理模塊1041、判定模塊1042和存儲模塊1043。
[0019]本實用新型中的變壓器故障聽診儀接收到的是寬帶頻率信號，因此需要所述信號輸入模塊101將寬帶頻率信號轉換成電信號，再經過所述信號調整電路102對變壓器發出的各種聲音進行調整和檢波，然后經由所述A/D采集電路103送給所述MCU處理器104進行處理、存儲，所述MCU處理器104對接收的聲音與故障類別進行比對和判斷，直接變為語音通過所述揚聲器106告知檢查人員，并根據用戶設在在所述LED顯示屏105上實時顯示出來，以便用戶仔細觀察聲音波形是否畸變，另外，波形數據可以通過串行通信方式傳給上位機(PC機)，再利用上位機的處理功能和模擬示波器軟件來顯示雜音波形。對于變壓器工作時發出的聲音，電力工作人員通過長時間的接觸和摸索可以得出如下規律:正常運行時聲音是均勻的交流聲，內部放電聲音是吱吱的放電音，鐵芯多點接地聲音是輕微的畢波音，缺相或高壓引線斷開沒有聲音，分接開關不到位是較大的秋秋音，箱體內部掉入異物和穿心螺桿松動是叮叮當當音或呼呼音，有螺絲墊片在油箱內是吱啦吱啦音，套管臟污破損是嘶嘶音，夕卜部線路斷線或短路是唧哇唧哇音，過負荷是低沉的嗡嗡聲，繞組短路是咕嘟咕嘟的開水聲。
[0020]所述信號輸入模塊101可包括聲音傳感器BI，所述一級放大電路可包括NPN型三極管VI，所述二級放大電路可包括NPN型三極管V2，所述轉換電路可包括變壓器Tl;所述聲音傳感器BI的輸出端與電容CI的一端相連，所述電容CI的另一端連接電阻Rl的一端、電容C2的一端以及所述NPN型三極管Vl的基極，所述NPN型三極管Vl的集電極連接可變電阻RPl的一固定端和電容C3的一端，所述NPN型三極管Vl的發射極連接電阻R2的一端和電容C4的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述可變電阻RPl的另一固定端、所述可變電阻RPl的活動端、電容C5的一端、電阻R4的一端以及電阻R3的一端，所述電容C3的另一端與可變電阻RP2的一固定端相連，所述可變電阻RP2的活動端與電容C6的一端相連，所述電容C6的另一端連接所述電阻R3的另一端以及NPN型三極管V2的基極，所述NPN型三極管V2的集電極連接電容C7的一端以及所述變壓器Tl的輸入端al，所述變壓器Tl的輸入端a2連接所述電阻R4的另一端、電阻R5的一端、PNP型三極管V3的集電極、電容C9的一端以及+6 V電源，所述變壓器TI的第一輸出端bl與所述PNP型三極管V3的基極相連，所述變壓器Tl的第一輸出端b2連接所述電阻R5的另一端以及電阻R6的一端，所述變壓器TI的第二輸出端w I與PNP型三極管V4的基極相連，所述變壓器Tl的第二輸出端w2連接電阻R7的一端和電阻R8的一端，所述PNP型三極管V4的發射極連接所述電阻R7的另一端、所述電阻R6的另一端、所述PNP型三極管V3的發射極以及電容C8的一端，所述電容C8的另一端與所述A/D采集電路103的輸入端相連，所述A/D采集電路(103 )的接地端、所述PNP型三極管V4的集電極、所述電阻R8的另一端、所述電容C7的另一端、所述NPN型三極管V2的發射極、所述可變電阻RP2的另一固定端、所述電容C4的另一端、所述電阻R2的另一端、所述電容C2的另一端、所述聲音傳感器BI的接地端、所述電容C5的另一端和所述電容C9的另一端均接地。
[0021]本實用新型中，由于變壓器故障現象不同，發出的聲音也不同，因此可選用話筒作為聲音傳感器，聲音傳感器有很多種，本案對聲音傳感器的選取原則是:靈敏度高，抗干擾能力強，除了要提取聲音信號外，還要求它不受外界信號的干擾。所以本案可選用駐極體式話筒來作為聲音傳感器BI，其中拾音器選用老式聽診器的振膜頭部分，在振膜耳把套上2M長的橡皮管，另一頭插入一只微型駐極體話筒，話筒的2根導線接到電路中的拾音處，駐極體話筒處用套管加固，以防止操作時損壞拾
[0022]音器，同時防止產生不必要的噪聲干擾。
[0023]本實用新型采用對運行變壓器的現場聽診方法，可以及時聽出變壓器發出的聲音，根據變壓器內部聲音直接判定它的運行情況，從而判定異常部位和類別，幫助檢修人員快速的發現缺陷，也可以為變壓器是否繼續運行提供依據。
[0024]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種變壓器故障聽診儀，其特征在于:包括信號輸入模塊(101)、信號調整電路(102)A/D采集電路(103)、M⑶處理器(104)、LED顯示屏(105)和揚聲器(106)，所述信號輸入模塊(101)的輸出端與所述信號調整電路(102)的輸入端電氣連接，所述信號調整電路(102)的輸出端與所述A/D采集電路(1 3 )的輸入端電氣連接，所述A/D采集電路(1 3 )的輸出端與所述M⑶處理器(104 )的輸入端電氣連接，所述M⑶處理器(104 )的輸出端分別與所述LED顯示屏(105)的輸入端和所述揚聲器(106)的輸入端電氣連接，所述信號調整電路(102)包括一級放大電路、二級放大電路和轉換電路，所述一級放大電路的輸入端為所述信號調整電路(1 2 )的輸入端，所述一級放大電路的輸出端與所述二級放大電路的輸入端電氣連接，所述二級放大電路的輸出端與所述轉換電路的輸入端電氣連接，所述轉換電路的輸出端為所述信號調整電路(102)的輸出端。2.根據權利要求1所述的一種變壓器故障聽診儀，其特征在于:所述信號輸入模塊(101)包括聲音傳感器BI，所述一級放大電路包括NPN型三極管VI，所述二級放大電路包括NPN型三極管V2，所述轉換電路包括變壓器Tl; 所述聲音傳感器BI的輸出端與電容Cl的一端相連，所述電容Cl的另一端連接電阻Rl的一端、電容C2的一端以及所述NPN型三極管Vl的基極，所述NPN型三極管Vl的集電極連接可變電阻RPI的一固定端和電容C3的一端，所述NPN型三極管Vl的發射極連接電阻R2的一端和電容C4的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述可變電阻RPl的另一固定端、所述可變電阻RPl的活動端、電容C5的一端、電阻R4的一端以及電阻R3的一端，所述電容C3的另一端與可變電阻RP2的一固定端相連，所述可變電阻RP2的活動端與電容C6的一端相連，所述電容C6的另一端連接所述電阻R3的另一端以及NPN型三極管V2的基極，所述NPN型三極管V2的集電極連接電容C7的一端以及所述變壓器Tl的輸入端al，所述變壓器Tl的輸入端a2連接所述電阻R4的另一端、電阻R5的一端、PNP型三極管V3的集電極、電容C9的一端以及+6V電源，所述變壓器Tl的第一輸出端bl與所述PNP型三極管V3的基極相連，所述變壓器Tl的第一輸出端b2連接所述電阻R5的另一端以及電阻R6的一端，所述變壓器Tl的第二輸出端wl與PNP型三極管V4的基極相連，所述變壓器Tl的第二輸出端w2連接電阻R7的一端和電阻R8的一端，所述PNP型三極管V4的發射極連接所述電阻R7的另一端、所述電阻R6的另一端、所述PNP型三極管V3的發射極以及電容C8的一端，所述電容C8的另一端與所述A/D采集電路(1 3 )的輸入端相連，所述A/D采集電路(103)的接地端、所述PNP型三極管V4的集電極、所述電阻R8的另一端、所述電容C7的另一端、所述NPN型三極管V2的發射極、所述可變電阻RP2的另一固定端、所述電容C4的另一端、所述電阻R2的另一端、所述電容C2的另一端、所述聲音傳感器BI的接地端、所述電容C5的另一端和所述電容C9的另一端均接地。3.根據權利要求2所述的一種變壓器故障聽診儀，其特征在于:所述聲音傳感器BI為駐極體式話筒。4.根據權利要求1所述的一種變壓器故障聽診儀，其特征在于:所述MCU處理器(104)包括處理模塊(1041 )、判定模塊(1042)和存儲模塊(1043)。
【文檔編號】G01R31/12GK205427122SQ201620197637
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月15日
【發明人】楊建偉
【申請人】國家電網公司, 國網山西省電力公司長治供電公司