CN102426287A

CN102426287A - 一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置

Info

Publication number: CN102426287A
Application number: CN2011102971707A
Authority: CN
Inventors: 李胜男; 于辉; 马红昇; 徐志; 陈晶; 段侯蜂
Original assignee: Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd
Current assignee: Yunnan Electric Power Test and Research Institute Group Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-04-25

Abstract

一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，本发明在壳体内设置有电源单元、偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯；电源单元由交直流电源接口和开关电源模块构成；偏磁直流信号采集处理单元由传感器、电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接构成；数据传输单元由TCP/IP协议模块、模拟信号输出接口和数字信号传输接口构成。本发明的有益效果是：节约成本，节省安装空间，供电方式，范围广，宽度大，便于选取，方便技术人员实时监控和分析并保存数据，节约资源，提高了装置抗电磁干扰能力。

Description

一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置

技术领域

本发明属于高压直流输电技术中的一次设备监测保护领域，特别涉及一种电力变压器直流偏磁的在线监测装置。

背景技术

高压直流输电由于其输送容量大，损耗低以及电压稳定等特点，已成为现在长距离、大容量输电的首选。直流输电系统不可避免会在单极大地方式下运行，在这种方式下大地充当了直流输电线路的另一根导线，流经大地的电流是直流输电工程的运行电流。此时将会有高达几千安培的电流从直流接地极注入大地，引起地中电场的存在，在中性点直接接地的变压器中流过直流电流。一般电力变压器能承受的直流电流很小（最大为几十安培），当有大于电力变压器承受能力的直流电流流入变压器时会引起变压器铁芯的饱和，变压器会发生偏磁，使其励磁电流和谐波将急剧增加，铁心饱和、温升、噪声和振动增大并产生高次谐波，危害变压器和电力系统的安全稳定运行。

为了避免直流极附近的电力变压器发生直流偏磁，保证变压器的安全稳定运行，需要对流入变压器中性点直流电流进行监测，从而准确的判断变压器直流偏磁水平，及时给出变压器直流偏磁告警，提醒相关运行人员采取措施抑制偏磁直流。同时，对变压器偏磁直流进行在线监测，也为后期的直流偏磁治理奠定了基础。

目前的电力变压器偏磁直流在线监测装置主要有三种，一种是传感器采集直流电信号经电流电压变换、普通运算放大器、A/D转换后就地显示出直流电流值，第二种是传感器采集直流电信号经电流电压变换、运算放大器、A/D转换后通过电缆传送到变电站监控后台显示，最后一种同时具有前两种监测方式。第一种方法由于是就地显示不方便运行人员在站内监控，第二种方法虽然可以将偏磁直流信息接入站内，方便运行人员监控，但又不利于技术监督部门实时查看和保存分析数据，数据开放程度很有限，第三种方法也同样具有数据开放程度很有限的缺点。同时三种监测方法都采用普通运算放大器，信号与电源之间没有进行电隔离，使得传感器信号容易受电源干扰，从而影响整个装置的精度。

发明内容

本发明提出一种电力变压器偏磁直流在线监测装置，克服了上述易受电源干扰和数据开放程度有限的缺陷。本发明采用光耦型隔离运算放大器，实现了电流信号与放大器供电电源的电隔离，很好的解决了装置抗干扰问题。同时采用了2路数据传输模式，便于数据共享，一路采用电缆直接将模拟信号传送到变电站内的主变测控单元，经其传送到站内，实现实时监控，另外一路则通过以太网传输到技术监督部门的后台服务器，实现变压器偏磁数据的显示并保存分析。

本发明采用的技术方案为，在壳体内设置有电源单元、偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯；电源单元由交直流电源接口和开关电源模块构成，市电或发电机通过交直流电源接口与开关电源模块连接，开关电源模块分别与偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯连接；偏磁直流信号采集处理单元由传感器、电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接构成；数据传输单元由TCP/IP协议模块、模拟信号输出接口和数字信号传输接口构成，其中模拟信号输出接口分别与主变测控装置、电流电压变换器连接，主变测控装置与变电站监控后台连接；TCP/IP协议模块分别与A/D转换器、数字信号传输接口连接；数字信号传输接口通过路由器与技术监督部门后台服务器连接。

传感器接口的个数为1个或1个以上。

模拟信号输出接口的个数为1个或1个以上。

数字信号传输接口的个数为1个。

传感器为穿心式霍尔直流电流传感器，且传感器内壁设置有1mm-6mm环氧树脂板。

模拟信号输出接口输入端连接电流电压变换器，模拟信号输出接口输出端则与主变测控装置连接。

主变测控装置输入端与模拟信号输出口连接，主变测控装置输出端与变电站监控后台连接。

本发明的有益效果是：

1．装置提供2个传感器接口，可以同时完成2路偏磁直流的分析处理和传输，节约成本，节省安装空间。

2．本装置的电源模块提供给220V±40V交直流接入方式供电，范围广，宽度大，便于选取。

3．装置提供2路传输通道，可以将偏磁直流通过模拟通道送到变电站后台，也可以将其通过internet接入技术监督部门后台服务器，方便技术人员实时监控和分析并保存数据。

4．模拟信号通道直接接入主变测控单元，经其完成数据的传输和处理，很大程度上利用了变电站内已有设备，节约资源。

5．采用光耦型隔离放大器，提高了装置抗电磁干扰能力。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述。

附图说明

图1 为本发明结构框图。

具体实施方式

如图1所示，在壳体内设置有电源单元、偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯；电源单元由交直流电源接口和开关电源模块构成，市电或发电机通过交直流电源接口与开关电源模块连接，开关电源模块分别与偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯连接；偏磁直流信号采集处理单元由传感器、电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接构成；数据传输单元由TCP/IP协议模块、模拟信号输出接口和数字信号传输接口构成，其中模拟信号输出接口分别与主变测控装置、电流电压变换器连接，主变测控装置与变电站监控后台连接；TCP/IP协议模块分别与A/D转换器、数字信号传输接口连接；数字信号传输接口通过路由器与技术监督部门后台服务器连接。

传感器接口的个数为1个或1个以上。

模拟信号输出接口的个数为1个或1个以上。

数字信号传输接口的个数为1个。

电源单元由交直流电源接口和开关电源模块组成，负责对偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元和LED指示灯供电，LED指示灯装设在壳体的前面板上，用于显示装置工况，偏磁直流信号采集处理单元和数据传输单元则安装在装置壳体内部，偏磁直流信号采集处理单元的输入输出端分别与安装在变压器中性点的霍尔直流电流传感器的输出端和数据传输单元的输入端连接，数据传输单元的输出端则分别与主变测控装置和路由器连接。偏磁直流信号采集处理单元由传感器接口、电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器组成，传感器接口输入端连接霍尔直流电流传感器，用于完成偏磁直流信息接入偏磁直流信号采集处理单元，其输出端与电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接。数据传输单元由TCP/IP协议模块、模拟信号输出接口和数字信号传输接口组成，TCP/IP协议模块的输入输出端分别与A/D转换器的输出端和数字信号传输接口的输入端连接，数字信号传输接口的输出端连接路由器，经其接入以太网，将数据通过internet接入技术监督部门服务器。模拟信号输出接口的输入输出端分别与电流电压变换器的输出端和主变测控装置连接，直接将模拟信号送入主变测控装置，并经其传输到变电站后台。

如上所述的电力变压器偏磁直流在线监测装置，具有两个传感器接口，可以完成两路偏磁数据的接入，模拟输出接口也有2个，分别完成两路传感器测量数据的传输，数字传输接口只有一个，由两路传感器共用；选用的是穿心式霍尔直流电流传感器，安装时让变压器接地线钢排穿过传感器中心，为了防止变压器中性点过电压对传感器的破坏，在传感器内壁与变压器接地钢排之间采用4mm环氧树脂板进行绝缘，使其能承受10kV短时过电压。

Claims

1.一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，其特征在于，在壳体内设置有电源单元、偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯；电源单元由交直流电源接口和开关电源模块构成，市电或发电机通过交直流电源接口与开关电源模块连接，开关电源模块分别与偏磁直流信号采集处理单元、数据传输单元、LED指示灯连接；偏磁直流信号采集处理单元由传感器、电流电压变换器、光耦型隔离运算放大器、A/D转换器依序连接构成；数据传输单元由TCP/IP协议模块、模拟信号输出接口和数字信号传输接口构成，其中模拟信号输出接口分别与主变测控装置、电流电压变换器连接，主变测控装置与变电站监控后台连接；TCP/IP协议模块分别与A/D转换器、数字信号传输接口连接；数字信号传输接口通过路由器与技术监督部门后台服务器连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，其特征在于，传感器接口的个数为1个或1个以上。

3.根据权利要求1所述的一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，其特征在于，模拟信号输出接口的个数为1个或1个以上。

4.根据权利要求1所述的一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，其特征在于，数字信号传输接口的个数为1个。

5.根据权利要求1所述的一种电力变压器偏磁直流的在线监测装置，其特征在于，传感器为穿心式霍尔直流电流传感器，且传感器内壁设置有1mm-6mm环氧树脂板。