CN102570390A - 一种串联电抗器在线监测及保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种串联电抗器在线监测及保护装置，用于防止电抗器匝间短路造成的线圈起火烧毁等事故，属于电抗器在线监测及保护技术领域。技术方案是：包含电抗器（2）、探测线圈（3）、隔离变压器（4）、滤波器模块（5）、数据采集模块（8）和控制计算机（9），探测线圈设置在电抗器上，探测线圈的输出连接隔离变压，隔离变压的输出连接滤波器模块，滤波器模块的输出连接数据采集模块，数据采集模块的输出连接控制计算机。本发明可以实现对电抗器匝间短路事故的有效监测，实现无人值守的情况下第一时间切断事故电抗器回路，保护系统及其他设备不受影响，避免短路起火造成事故扩大化等功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种串联电抗器在线监测及保护装置，用于防止电抗器匝间短路造成的线圈起火烧毁等事故，属于电抗器在线监测及保护技术领域。
背景技术
目前，我国电网建设加快，规模扩大，变电站建设也日益增多。随着科技的发展和社会的进步，人们保护自然的意识越来越强，无油的干式电抗器逐渐成为电抗器产品的主流，广泛应用于输变电领域。然而，一旦干式空心电抗器绝缘处理不当、包封进水或绝缘老化到一定程度，薄弱的绝缘层起不到绝缘作用，在投切的瞬间或出现运行过电压情况，相邻两匝线就会形成一个短路环，此时该短路环温度急剧升高，带动相邻线层的绝缘被破坏，事故迅速发生，整个过程仅仅数十秒。尽管聚酯薄膜、玻璃纤维丝及环氧树脂均属于阻燃材料，但是，在巨大的短路电流下绝缘层被高温碳化，电抗器起火事故屡见不鲜，并危及到其他设备的运行安全。背景技术的检测及保护手段效果有限，无法检测匝间短路现象,加之变电站无人化以及事故的不可预期性，预防电抗器起火事故的效果仍然不尽如人意。如何实现在出现匝间短路的瞬间切除电抗器之路，避免事故扩大化成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种串联电抗器在线监测及保护装置，实现对电抗器匝间短路事故的有效监测，实现无人值守的情况下第一时间切断事故电抗器回路，保护系统及其他设备不受影响，避免短路起火造成事故扩大化，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种串联电抗器在线监测及保护装置，包含电抗器、探测线圈、隔离变压器、滤波器模块、数据采集模块和控制计算机，探测线圈设置在电抗器上，探测线圈的输出连接隔离变压，隔离变压的输出连接滤波器模块，滤波器模块的输出连接数据采集模块，数据采集模块的输出连接控制计算机；探测线圈所感应出的差分电压，经隔离变压器后，保证测量端与电力系统互不影响，滤波器模块保证采集到信号的正确性，电阻和TVS瞬态电压抑制器保护数据采集模块，数据采集模块用来将经过前面处理的信号采集进入控制计算机；控制计算机设有串联电抗器监测及保护程序，串联电抗器监测及保护程序设置好阈值，通过对采集信号运算后和阈值进行比较，判断电抗器内部绝缘结构是否完好；如若绝缘受损，内部匝间短路，计算机将给保护设备跳闸信号，保护设备动作，将电抗器之路从电路中切除。
所述的探测线圈设置在电抗器的电抗器包封外面，探测线圈成对布置，对称安装，串联连接，每对磁场探测线圈由两个结构尺寸和匝数完全相同，且绕向相反的线圈组成，通过监测探测线圈开口的电压变化，可检测磁场是否对称，即判定电抗器内部绝缘是否发生破损造成匝间短路。所检测的电压差分信号，是指由于交变磁场所感应产生的感应电压。当发生匝间短路之后，电抗器本身的交变磁场会发生变化，从而不再对称，这时探测线圈端出现的感应电压参数也随之出现变化。
本发明还设有电阻和TVS瞬态电压抑制器，串联后跨接在滤波器模块。
数据采集模块和控制计算机之间通过光收发装置进行信号传输。
本发明的有益效果：本发明避免电抗器起火等重大事故的发生，完善现有的保护方式，对电抗器引匝间短路引起的事故扩大起到有效的防护作用，可以及时准确的发现电抗器内部存在的匝间短路情况，并迅速跳开开关，切除事故回路，从而保证电抗器不起火，电站安全及其他设备不受影响。本发明提高限流电抗器运行安全系数，从而保证变压器的安全运行。本发明可以延伸到限流电抗器上，可以避免匝间短路事故给变压器及后续设备带来的较大经济损失。
附图说明
附图1是本发明实施例示意图；
图中：1. 电源，2.电抗器，3. 探测线圈，4. 隔离变压器，5.滤波器模块，6.电阻，7.TVS瞬态电压抑制器，8.数据采集模块，9.控制计算机。
附图2是本发明实施例探测线圈安装示意图；
附图3是图2的剖视示意图；
图中：2.电抗器，3.探测线圈，10.电抗器包封，11.气道，12.胶木棒。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
在实施例中，一种串联电抗器在线监测及保护装置，包含电抗器2、探测线圈3、隔离变压器4、滤波器模块5、数据采集模块8和控制计算机9，探测线圈设置在电抗器上，探测线圈的输出连接隔离变压，隔离变压的输出连接滤波器模块，滤波器模块的输出连接数据采集模块，数据采集模块的输出连接控制计算机。
所述的探测线圈设置在电抗器的电抗器包封10外面，探测线圈成对布置，对称安装，串联连接，每对磁场探测线圈由两个结构尺寸和匝数完全相同，且绕向相反的线圈组成。电抗器生产过程中，在最内包封内部或最外包封外部加装一对探测线圈，探测线圈用带护套线的高绝缘强度电缆做为二次线圈的导线，且安装于电抗器包封外面，和电抗器包封之间存在一定的距离，该距离为的气道11，探测线圈端子用胶木棒12固定后引出，从而解决一次和二次之间的绝缘水平问题。
本发明还设有电阻6和TVS瞬态电压抑制器7，串联后跨接在滤波器模块。
工作过程：探测线圈所感应出的差分电压，经隔离变压器后，保证测量端与电力系统互不影响，滤波器模块保证采集到信号的正确性，电阻和TVS瞬态电压抑制器保护数据采集模块，数据采集模块用来将经过前面处理的信号采集进入控制计算机。控制计算机设有串联电抗器监测及保护程序，串联电抗器监测及保护程序设置好阈值，通过对采集信号运算后和阈值进行比较，判断电抗器内部绝缘结构是否完好。如若绝缘受损，内部匝间短路，计算机将给保护设备跳闸信号，保护设备动作，将电抗器之路从电路中切除。光收发装置用以避免现场电磁干扰，确保信号准确，由于变电站存在大量电磁干扰存在，故本发明的信号传输采用光收发装置。
Claims (3)
1.一种串联电抗器在线监测及保护装置，其特征在于：包含电抗器（2）、探测线圈（3）、隔离变压器（4）、滤波器模块（5）、数据采集模块（8）和控制计算机（9），探测线圈设置在电抗器上，探测线圈的输出连接隔离变压，隔离变压的输出连接滤波器模块，滤波器模块的输出连接数据采集模块，数据采集模块的输出连接控制计算机；探测线圈所感应出的差分电压，经隔离变压器后，保证测量端与电力系统互不影响，滤波器模块保证采集到信号的正确性，电阻和TVS瞬态电压抑制器保护数据采集模块，数据采集模块用来将经过前面处理的信号采集进入控制计算机；控制计算机设有串联电抗器监测及保护程序，串联电抗器监测及保护程序设置好阈值，通过对采集信号运算后和阈值进行比较，判断电抗器内部绝缘结构是否完好；如若绝缘受损，内部匝间短路，计算机将给保护设备跳闸信号，保护设备动作，将电抗器之路从电路中切除。
2.根据权利要求1所述之一种串联电抗器在线监测及保护装置，其特征在于所述的探测线圈设置在电抗器的电抗器包封（10）外面，探测线圈成对布置，对称安装，串联连接，每对磁场探测线圈由两个结构尺寸和匝数完全相同，且绕向相反的线圈组成；通过监测探测线圈开口的电压变化，可检测磁场是否对称，即判定电抗器内部绝缘是否发生破损造成匝间短路。
3.根据权利要求1或2所述之一种串联电抗器在线监测及保护装置，其特征在于还设有电阻（6）和TVS瞬态电压抑制器（7），串联后跨接在滤波器模块。
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