CN109991501A - 变压器铁芯接地无线程控采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器铁芯接地无线程控采样装置，包括：直流24V电源、无线程控模块、微电流互感器、FPGA采样模块、无线发射模块。本发明技术先进、实用性强。采用微电流互感器，对变压器铁芯接地电信号进行无线程控高速采样，后台通过波形特征分析研判变压器铁芯的接地状态，效果明显。本发明安装简易、推广应用前景好。采用无线程控及无线数据链通讯技术，不需要铺设专门的控制、通讯电缆，安装简易，便于推广应用。

Description

变压器铁芯接地无线程控采样装置

技术领域

本发明涉及一种变压器铁芯接地无线程控采样装置，属于电子测量设备领域。

背景技术

变压器是重要的电力设备，主变运行状态的监测与诊断一直是电力部门期待解决的问题。变压器的主要部件是线圈绕组及铁芯。变压器的铁芯不但要质量可靠，还必须有可靠的1点接地，而且只有可靠的1点接地，变压器才能正常运行。大型变压器的1点接地通常采用的方法是：将铁芯的任一叠片与上下夹件之间用绝缘隔开，并用0.3mm厚的铜片与夹件连接好，再引到箱盖上与箱盖上的接地小套管连接好，构成铁芯的1点接地。由于设计缺陷、制造工艺、超负荷运行、绝缘层老化等原因都可能造成多点接地。变压器运行中铁芯发生多点接地后，如果不能及时发现并进行处理，很有可能引发电力系统重大的安全事故。目前运行中的多数35/110kV主变还没有安装变压器铁芯接地监测装置，以往的变压器铁芯接地检测往往通过变压器停运后，用1000V摇表测量铁芯的绝缘电阻，并通过与该设备的以往原历史数据进行比较后，来判断变压器铁芯是否存在多点接地情况。运行中的变压器铁芯接地监测往往简单利用电流表测量地线中有无电流流过，以及电流数值的大小来判断铁芯有无多点接地故障。已有的变压器铁芯接地监测装置大致类似，实际作用有限，效益不明显。

发明内容

随着互感器制造工艺的发展，微电流互感器技术已经非常成熟，灵敏度、精确度都有很大提高，可靠性、抗干扰性也都能满足实际采样的需要。变压器铁芯多点接地是变压器长期运行过程中危害大且占比较多的故障类型。如果利用微电流互感器对主变铁芯接地电流信号进行采样，发送到后台采用数学模型进行数据分析，研判变压器铁芯接地的当前的接地状态及发展趋势，就能够及时发现变压器存在或潜在的该类型故障，及时向设备的运行和维护人员发布，这样一来，将能够有效避免变压器铁芯多点接地引发的安全事故，从而为电力企业提高大型电力变压器安全运行水平和事故预知能力，有效降低事故率，优化检修策略，提高维护检修的技术水平，从而带来可观的经济效益和社会效益。无线程控技术的采用，不需要铺设专门的控制、通讯电缆，安装简易。无线控制、通讯数据经过特殊调理，能满足在变电站复杂电磁环境下进行不连续通讯的需要。微电流互感器感应到的信号就地数字化，调制后的数据通过无线发送模块发送到后台。后台接收到数据后通过数据模型来进行数据分析，经过滤波后进行波形变换，采用比较可靠的特征波形对比法研判变压器铁芯的接地状态。长期以来，变压器铁芯的接地状态仅对电流值进行检测，相当一部分多点接地引发的变压器故障无法及时发现。采样装置由后台无线程控，系统自动运行，智能研判，告警结果后台自动通过GPRS公网以短信形式发送给运行人员。不仅降低了运行人员的工作量，而且有效防止了该类型事故发生，为电网安全运行提供了保障。

鉴于目前电力系统运行中变压器铁芯接地状态的监测状况，市场上还未出现变压器铁芯接地无线程控采样装置。在这种背景下，本发明变压器铁芯接地无线程控采样装置实现了一种新型的变压器铁芯接地监测设备，能够实现变压器铁芯接地无线程控波形采样、数据自动发送。

变压器铁芯接地无线程控采样装置包括直流24V电源、无线程控模块、微电流互感器、FPGA采样模块、无线发射模块。微电流互感器感应到的信号A/D后由FPGA采样模块进行处理，按照特定的数据格式调制后，由无线发射模块发送到后台。

直流24V电源由一个220V交流转24V直流电源、一组24V胶体电池组并联组成，对装置供电。

无线程控模块由一个无线接收单元、一支继电器、一只天线组成，响应后台无线控制指令。

微电流互感器由一个矩形铁芯、两组线圈组成，用来感应铁芯接地的电信号。

FPGA采样模块由一组A/D转换模块、一块FPGA采样卡、一组控制模块组成，对微电流互感器感应到的电信号进行高速采样。

无线发射模块由一组无线发射模组、一只天线组成，有效传输距离300米，采用工业频段，向后台无线发送采样数据。

本发明与现有技术比较，有如下优点：

1、技术先进、实用性强

本发明采用微电流互感器，对变压器铁芯接地电信号进行无线程控高速采样，采样速率达到200点/周波，后台通过波形特征分析研判变压器铁芯的接地状态，能早期发现变压器存在或潜在的变压器铁芯多点接地故障，效果明显。

2、安装简易、推广应用前景好

本发明采用无线程控及无线数据链通讯技术，不需要铺设专门的控制、通讯电缆，安装简易，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明所提出的变压器铁芯接地无线程控采样装置原理框图；

具体实施方式

本发明所提出的变压器铁芯接地无线程控采样装置的原理框图如图1所示，包括：

直流24V电源1，用来对装置进行供电；

无线程控模块2，响应后台无线控制指令；

微电流互感器3，用来感应变压器铁芯接地的电信号；

FPGA采样模块4，对变压器铁芯接地电信号进行高速采样；

无线发射模块5，向后台无线发送采样数据。

Claims (6)

1.一种变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于该装置包括：直流24V电源、无线程控模块、微电流互感器、FPGA采样模块、无线发射模块。直流24V电源对装置进行供电；无线程控模块响应后台无线控制指令；微电流互感器感应变压器铁芯接地的电信号；FPGA采样模块对微电流互感器感应到的电信号进行A/D转换，并高速采样；无线发射模块向后台无线发送采样数据。

2.如权利要求1所述的变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于其中所述的直流24V电源由一个220V交流转24V直流电源、一组24V胶体电池组并联组成。

3.如权利要求1所述的变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于其中所述的无线程控模块，由一个无线接收单元、一支继电器、一只天线组成。

4.如权利要求1所述的变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于其中所述的微电流互感器外长132mm，外宽100mm，内长80mm，内宽30mm，厚32mm，匝数为1000的Rogowski线圈、矩形铁芯、四层屏蔽层组成。

5.如权利要求1所述的变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于其中所述的FPGA采样模块，由一组A/D转换模块、一块FPGA采样卡、一组控制模块组成。

6.如权利要求1所述的变压器铁芯接地无线程控采样装置，其特征在于其中所述的无线发射模块，由一组无线发射模组、一只天线组成。