CN108107270B - 一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于变压器技术领域，提供了一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器，包括：漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块；所述漏磁感应传感器、所述放大整形模块、所述相角识别模块依次电性连接；所述漏磁感应传感器从变压器外部获得漏磁信号，并将所述漏磁信号传输给所述放大整形模块；所述放大整形模块将接收到的漏磁信号进行整形和放大处理后，输入所述相角识别模块；所述相角识别模块将接收到的经过整形和放大处理的漏磁信号转换成电源相位的同步信号。通过所述同步传感器可以准确获取变压器的漏磁信号的相位。
Description
技术领域
本申请属于变压器技术领域，尤其涉及一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器。
背景技术
近年来，随着电网发展，变压器的带电检测、在线监测技术发展迅速。其中，变压器的局部放电检测成为变压器运行中检测变压器运行状态的重要项目。而变压器局部放电与所处部位的电场大小密切相关。所以可以通过检测变压器局部放电信号来确定变压器的状态或者故障信息。
然而，现有的检测变压器局部信号的方法，往往不能直接确定检测到的局部信号的相位，还需要人工干预校正。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器，以解决目前不能直接通过检测变压器的局部放电信号来确定变压器的状态或者故障相位的问题。
本申请实施例提供了一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器，包括：
漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块；
所述漏磁感应传感器、所述放大整形模块、所述相角识别模块依次电性连接；
所述漏磁感应传感器从变压器外部获得漏磁信号，并将所述漏磁信号传输给所述放大整形模块；
所述放大整形模块将接收到的漏磁信号进行整形和放大处理后，输入所述相角识别模块；
所述相角识别模块将接收到的经过整形和放大处理的漏磁信号转换成电源相位的同步信号。
本申请实施例的识别变压器感应场电源相位的同步传感器包括：漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块；所述漏磁感应传感器、所述放大整形模块、所述相角识别模块依次电性连接；所述漏磁感应传感器从变压器外部获得漏磁信号，并将所述漏磁信号传输给所述放大整形模块；所述放大整形模块将接收到的漏磁信号进行整形和放大处理后，输入所述相角识别模块；所述相角识别模块将接收到的经过整形和放大处理的漏磁信号转换成电源相位的同步信号。通过确定变压器附近的漏磁信号的相位确定变压器的状态以及故障相位信息，方法简单、快捷、无需人工干预。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器的示意框图；
图2是本申请一实施例提供的一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器的电路连接图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在介绍本申请实施例之前，先介绍变压器，本申请中的变压器是指三相一体变压器，包括了A相、B相、C相。如果变压器漏电，那么在变压器的漏电位置会有漏磁场，我们可以通过传感器检测漏磁信号，同步获得漏磁信号的相位，确定变压器哪个相位出现了故障。
图1是本申请一实施例提供的一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器的示意框图，如图所示，该识别变压器感应场电源相位的同步传感器可以包括：
漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块；
所述漏磁感应传感器、所述放大整形模块、所述相角识别模块依次电性连接；
所述漏磁感应传感器从变压器外部获得漏磁信号，并将所述漏磁信号传输给所述放大整形模块；
所述放大整形模块将接收到的漏磁信号进行整形和放大处理后，输入所述相角识别模块；
所述相角识别模块将接收到的经过整形和放大处理的漏磁信号转换成电源相位的同步信号。
在本申请实施例中，通过磁路感应传感器获得变压器附近的漏磁信号，然后将获得的漏磁信号放大，这是因为，在实际应用中，漏磁信号可能会比较小，不便于后续的相位检测工作。在将获得的漏磁信号放大后，就可以转换成相同的同步信号，通过该相位的同步信号就可以确定漏磁信号的相位，从而检测到变压哪个相位存在故障。
在实际应用中，可以仅仅包括漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块。
所述漏磁感应传感器由长条C形高导磁率低损耗磁芯组成。
可选的，所述放大整形模块包括：
前端保护电路、阻抗变换电路、放大电路、有源滤波电路；
所述前端保护电路、阻抗变换电路、放大电路、有源滤波电路依次电性连接；
所述前端保护电路，用于限制接收到的漏磁信号的幅值，避免接收都的漏磁信号的幅值大于幅值阈值时破坏后续的电路器件；
所述阻抗变换电路，用于匹配前级电路和后级电路的阻抗；
所述放大电路，用于将接收到的漏磁信号进行放大；
所述有源滤波电路，用于滤除干扰信号。
所述有源滤波电路的截止频率为100HZ。
可选的，所述相角识别模块包括：
脉冲变换电路、相位调整电路；
所述脉冲变换电路，用于将正弦形式的漏磁信号转换为脉冲形式的漏磁信号；
所述相位调整电路，用于对脉冲形式的漏磁信号进行整形，以保证脉冲信号的上升时间符合预设要求。
可选的，所述识别变压器感应场电源相位的同步传感器还可以包括：
脉冲编码模块、发射模块；
所述脉冲编码模块的输入端连接所述相机识别模块，所述脉冲编码模块的输出端连接所述发射模块；
所述脉冲编码模块接收所述相机识别模块发送的电源相位的同步信号，将所述电源相位的同步信号转换为脉冲信号后进行编码，并将编码后的脉冲信号通过所述发射模块发送给外接的接收装置，以便于所述接收装置对所述编码后的脉冲信号解码获得电源相位信息，通过所述电源相位信息确定变压器的故障相位。所述发射模块包括：射频天线。
在本申请实施例中，还可以将获得的漏磁信号的相位转换成脉冲信号后编码为易于传输的数据信息，然后通过发射模块发送给外接的接收装置，通过外接的接收装置确定变压器的故障相位。
可选的，还包括：
磁铁、外壳；
所述外壳设置在漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块、脉冲编码模块、发射模块的外侧；
所述磁铁位于所述外壳上，用于将所述外壳以及所述外壳内部的漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块、脉冲编码模块、发射模块吸附在变压器壁上。在实际应用中，所述磁铁的个数可以根据实际情况设置。
所述外壳为电磁防护材料。
在本申请实施例中，外壳为电磁防护外壳，采用复合不锈钢材质，抗电磁干扰能力强。通过安装在外壳内部的磁铁能够按特定方向吸附在变压器箱壁上。
图2是本申请一实施例提供的识别变压器感应场电源相位的同步传感器的电路连接图，为了便于说明，仅示出与本申请实施例相关的部分。
通过图2可知，漏磁感应传感器S1可以耦合到变压器的漏磁信号，从而产生感应电压；
感应电压经过二极管D1、二极管D2组成的前端保护电路进行限幅保护，D1、D2对S1感应获得的感应电压信号进行幅值信号的限制，避免过高的感应电压损坏后级电子器件；
三极管Q1、电阻R6、电阻R8组成阻抗变换电路，用于前后级电路阻抗匹配已达到最佳处理效果；
电阻R5、电阻R7、芯片U1A、电阻R3、电阻R4组成放大电路，对感应到的漏磁信号进行60dB信号幅值放大；
电阻R16与电容C9组成有源滤波电路，滤波截止频率100Hz,有源滤波电路能够有效滤除干扰信号；
电阻R100、电阻R10、芯片U1B组成脉冲变换电路，将正弦信号转变成脉冲信号；
脉冲信号经过电阻R12、电阻R18、电阻R20、三极管Q2组成的放大电路进行功率放大；
电容C8、电阻R14、电容C10、电容C11、电阻R21、芯片U2组成相位调整电路对脉冲进行整形，保证脉冲的上升时间符合要求；
芯片U5作为脉冲编码模块，实现对脉冲信号的编码；
利用射频天线Y1完成相位信息无线传输。
其中U1A和U1B采用LM324芯片，U2采用NE-555芯片，U5采用E18-MD0PA0芯片。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，包括：
漏磁感应传感器、放大整形模块、相角识别模块；
所述漏磁感应传感器、所述放大整形模块、所述相角识别模块依次电性连接；
所述漏磁感应传感器从变压器外部获得漏磁信号，并将所述漏磁信号传输给所述放大整形模块；
所述放大整形模块将接收到的漏磁信号进行整形和放大处理后，输入所述相角识别模块；
所述相角识别模块将接收到的经过整形和放大处理的漏磁信号转换成电源相位的同步信号；
其中，所述漏磁感应传感器包括长条C形高导磁率低损耗磁芯；
其中，所述同步传感器还包括：
磁铁、外壳；
所述外壳设置在漏磁感应传感器的外侧；
所述磁铁位于所述外壳上，用于将所述外壳以及所述外壳内部的漏磁感应传感器吸附在变压器壁上。
2.如权利要求1所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，还包括：
脉冲编码模块、发射模块；
所述脉冲编码模块的输入端连接所述相角识别模块，所述脉冲编码模块的输出端连接所述发射模块；
所述脉冲编码模块接收所述相角识别模块发送的电源相位的同步信号，将所述电源相位的同步信号转换为脉冲信号后进行编码，并将编码后的脉冲信号通过所述发射模块发送给外接的接收装置，以便于所述接收装置对所述编码后的脉冲信号解码获得电源相位信息，通过所述电源相位信息确定变压器的故障相位。
3.如权利要求2所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述外壳还设置在放大整形模块、相角识别模块、脉冲编码模块、发射模块的外侧；
所述磁铁还用于将所述所述外壳内部的放大整形模块、相角识别模块、脉冲编码模块、发射模块吸附在变压器壁上。
4.如权利要求1所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述放大整形模块包括：
前端保护电路、阻抗变换电路、放大电路、有源滤波电路；
所述前端保护电路、阻抗变换电路、放大电路、有源滤波电路依次电性连接；
所述前端保护电路，用于限制接收到的漏磁信号的幅值，避免接收都的漏磁信号的幅值大于幅值阈值时破坏后续的电路器件；
所述阻抗变换电路，用于匹配前级电路和后级电路的阻抗；
所述放大电路，用于将接收到的漏磁信号进行放大；
所述有源滤波电路，用于滤除干扰信号。
5.如权利要求1所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述相角识别模块包括：
脉冲变换电路、相位调整电路；
所述脉冲变换电路，用于将正弦形式的漏磁信号转换为脉冲形式的漏磁信号；
所述相位调整电路，用于对脉冲形式的漏磁信号进行整形，以保证脉冲信号的上升时间符合预设要求。
6.如权利要求2所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述发射模块包括：射频天线。
7.如权利要求1所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述外壳为电磁防护材料。
8.如权利要求4所述的识别变压器感应场电源相位的同步传感器，其特征在于，所述有源滤波电路的截止频率为100HZ。
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