CN110632376A - 基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置 - Google Patents

基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置 Download PDF

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蒋佳莹
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    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means

Abstract

本发明公开了一种基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，包括依次连接的穿心式传感器、信号调理电路、信号测量板和间隔层，还包括安装盒体和安装板，穿心式传感器与安装盒体均固定于安装板的同一侧且穿心式传感器设于安装盒体的顶部，穿心式传感器装于变压器铁芯接地线或铜排上，信号测量板上设有DSP，DSP包括数字滤波器，间隔层采用嵌入式平台。本发明可以实时在线监测变压器铁芯接地电流值，抗干扰能力强，具有高防护等级，适合户外使用；采用标准的4‑20mA模拟电流输出，可方便地接入其他采集装置，从而方便地与各种通讯接口互联，传感器具有双路输出全电流和工频电流量程输出,可以满足不同用户需求。

Description

基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置
技术领域
本发明涉及一种用于电力行业电力变压器的铁芯及夹件电流接地监测机械结构，具体涉及一种基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置。
背景技术
变压器是电力系统中的关键设备之一，它的正常运行是电力系统安全、可靠、稳定、经济运行的重要保证。电力变压器运行时，绕组周围存在着交变的磁场，因电磁感应的作用，高压绕组与低压绕组之间、低压绕组与铁芯/夹件之间、铁芯/夹件与外壳之间存在着寄生电容，带电绕组将通过寄生电容的耦合作用，使铁芯对地产生悬浮电位，因铁芯/夹件及其它金属构件与绕组的距离不相等，使各构件之间存在着电位差，当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花断续放电，对变压器油和固体绝缘产生不良影响，故需要把铁芯与外壳连接，使它与外壳等电位。若铁芯/夹件或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点就会形成闭合回路，造成环流，会引起变压器本体局部过热，导致油分解，进而导致绝缘性能下降，严重时，会使铁芯硅钢片烧坏，造成主变重大事故，故主变铁芯/夹件必须接地。否则铁芯对地会产生悬浮电压或铁芯/夹件多点接地而产生发热故障，严重威胁变压器以及电网的安全。通过对铁芯/夹件接地电流的监测，能及时发现铁芯/夹件多点接地等故障，防患于未然，把故障消灭在萌芽状态。在大型高压电气设备电力变压器中，由于铁芯/夹件多点接地故障及其它异常情况，绝缘油中会产生多种气体，电力部门惯用的检测手段是检测溶解在绝缘油中的故障气体以及对设备的绝缘油采样后进行气体色谱分析和用外引接地套管的接地下引线的电流，相关的公开技术方案比如CN103675116B、CN107656161A等等，以便尽快地发现潜伏性故障。CN104535886A公开了一种变压器铁芯多点接地诊断和处理方法，其技术特点是：测量变压器铁芯接地电流，如果接地电流超标，则检查测量方法是否正确，并进行复测；通过油色谱试验和接地电流变化，确诊故障原因；如果复测异常，采取串联电阻或大电流冲击的处理措施；在必要的情况下，结合变压器运行状态及时安排大修。在检测铁芯多点接地现象时，区分微弱的接地故障电流与强电磁环境干扰等有一定的难度，且不能在线分析，实时性弱。另外，现有的监测装置安装结构设计不合理，使用及调试维护不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
提供一种基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其中，包括依次连接的穿心式传感器、信号调理电路、信号测量板和间隔层，还包括安装盒体和安装板，所述穿心式传感器与所述安装盒体均固定于所述安装板的同一侧且所述穿心式传感器设于所述安装盒体的顶部，所述穿心式传感器装于变压器铁芯接地线或铜排上，使变压器铁芯接地线或铜排穿过所述穿心式传感器，所述信号调理电路和所述信号测量板均位于所述安装盒体内，所述信号测量板上设有DSP，所述DSP包括数字滤波器，所述穿心式传感器将铁芯及夹件上的接地电流信号转换为电压信号，电压信号依次进入所述信号调理电路和所述信号测量板，所述信号测量板将铁芯及夹件的接地电流计算出来后上传到所述间隔层进行监测，所述间隔层采用嵌入式平台。
上述基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其中，所述安装盒体包括可拆卸式连接的前盖面和后盖面，所述安装板与所述穿心式传感器的连接处的两侧分别设有固定翼板。
上述基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其中，在所述间隔层形成故障报警功能。
本发明技术方案的有益效果是：
可以实时在线监测变压器铁芯接地电流值，抗干扰能力强，具有高防护等级，适合户外使用；采用标准的4-20mA模拟电流输出，可方便地接入其他采集装置，从而方便地与各种通讯接口互联，传感器具有双路输出全电流和工频电流量程输出,可以满足不同用户需求。
附图说明
图1为本发明的原理示意框图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参看图1和图2所示，本发明基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置包括依次连接的穿心式传感器1、信号调理电路2、信号测量板3和间隔层4，还包括安装盒体5和安装板6，穿心式传感器1与安装盒体5均固定于安装板6的同一侧且穿心式传感器1设于安装盒体5的顶部，穿心式传感器1装于变压器铁芯接地线或铜排上，使变压器铁芯接地线或铜排穿过穿心式传感器1，信号调理电路2和信号测量板3均位于安装盒体5内，信号测量板3上设有DSP7，DSP7包括数字滤波器，穿心式传感器1将铁芯及夹件上的接地电流信号转换为电压信号，电压信号依次进入信号调理电路2和信号测量板3，信号测量板3将铁芯及夹件的接地电流计算出来后上传到间隔层4进行监测，间隔层4采用嵌入式平台。安装盒体5包括可拆卸式连接的前盖面和后盖面，安装板6与穿心式传感器1的连接处的两侧分别设有固定翼板8。本技术方案可以在间隔层4形成故障报警功能，不排除在其他部位做报警功能。信号测量板3选用高性能的32位数字处理芯片DSP为核心处理器。铁芯及夹件接地电流中伴有现场的干扰信号，计算时首先要把这些干扰信号剔除掉。传统的方法是使用模拟滤波器将干扰信号除掉，但模拟滤波器易受环境温度、湿度影响，且随着时间的变化易产生零漂等现象，从而引入新的干扰，而DSP强大数字计算功能可以使用数字滤波算法代替原来的模拟滤波算法。数字滤波算法不受温度、湿度等环境影响且零漂移，可以解决模拟滤波器带来的各种问题。信号测量板3将铁芯及夹件的接地电流计算出来后通过数字总线上传到间隔层4监测。间隔层4采用统一的嵌入式平台实现分析判断、报警和远传数据等功能。通过监测运行中铁芯接地电流的大小，自动判断变压器铁芯存在铁芯不接地或铁芯多点接地现象，从而防止铁芯形成悬浮电位及局部过热而引发的一系列故障，确保电力变压器安全运行。
本发明采用穿心式互感器，与二次回路完全隔离，安全性高。分布式测量结构，即就地测量、数字传输，规约符合DL/T860标准。可带电安装，即不需要主设备停电安装，方便、快捷的接入系统采用数字滤波方法，摈除模拟滤波器带来的“零漂问题”。采用有源零磁通传感器，根据被测量电流大小智能选择调理电路及放大倍数，有效提高测量精度。
利用本发明设计基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测，可以实时在线监测变压器铁芯接地电流值，并当接地电流值超过设定报警值后自动报警，故障消失后报警停止。抗干扰能力强，具有高防护等级，适合户外使用。采用标准的4-20mA模拟电流输出，可方便地接入其他采集装置，从而方便地与各种通讯接口互联。传感器具有双路输出全电流和工频电流量程输出，可以满足不同用户需求。
安装时，将铁芯接地电流传感器套装于变压器铁芯接地线或铜排上，使铁芯接地线或铜排穿过传感器，然后将传感器用四个M6X12的螺丝固定于安装板6上。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其特征在于，包括依次连接的穿心式传感器、信号调理电路、信号测量板和间隔层，还包括安装盒体和安装板，所述穿心式传感器与所述安装盒体均固定于所述安装板的同一侧且所述穿心式传感器设于所述安装盒体的顶部，所述穿心式传感器装于变压器铁芯接地线或铜排上，使变压器铁芯接地线或铜排穿过所述穿心式传感器，所述信号调理电路和所述信号测量板均位于所述安装盒体内，所述信号测量板上设有DSP，所述DSP包括数字滤波器，所述穿心式传感器将铁芯及夹件上的接地电流信号转换为电压信号，电压信号依次进入所述信号调理电路和所述信号测量板，所述信号测量板将铁芯及夹件的接地电流计算出来后上传到所述间隔层进行监测，所述间隔层采用嵌入式平台。
2.如权利要求1所述基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其特征在于，所述安装盒体包括可拆卸式连接的前盖面和后盖面，所述安装板与所述穿心式传感器的连接处的两侧分别设有固定翼板。
3.如权利要求1所述基于变压器铜排接地的铁芯及夹件接地电流监测装置，其特征在于，在所述间隔层形成故障报警功能。
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