CN114002495A - 一种变流监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种变流监测装置，用于监测电力系统二次回路中的电流，包括电流互感器线圈、电流设定模块、主控模块以及显示模块；电流互感器线圈、电流设定模块和主控模块依次连接于二次回路中，显示模块与主控模块电连接；电流设定模块用于改变电流互感器线圈的匝数，以调节二次回路中的电流值；主控模块用于测算二次回路中的电流值，并在显示模块上显示。本发明实施例通过对电力系统二次回路中的电流实时的监测并根据二次回路中的开路信号及时报警，有效地减少二次回路因开路故障造成的设备损坏或者火灾的发生。

Description

一种变流监测装置

技术领域

本发明实施例涉及电力系统领域，尤其涉及一种变流监测装置。

背景技术

在变电站电力系统中二次设备通常可以对一次设备进行监测、调节和保护，二次设备组成的回路称为二次回路。对二次回路中的电流的及时监测和变流可以有效的保护二次设备，延长二次设备的使用年限。

目前，调整二次回路中的电流通常依靠变流器实现，变流器中的电流互感器线圈和滑动变阻器可以调整二次回路电流的大小，但是无法通过变流器直接获取二次回路中的电流值。此外，一旦在二次回路中发生电流开路故障，无法及时的断开二次回路，使得二次回路中的其他设备遭受不同程度的损坏，严重情况还有引发火灾的发生。因此，现有的二次回路中缺少对于电流的及时监测和告警手段。

发明内容

本发明实施例提供了一种变流监测装置，以实现对电力系统二次回路中电流的及时监测和告警，有效地消除二次设备的安全隐患，降低了发生火灾的概率。

本发明实施例提供的一种变流监测装置，用于监测电力系统二次回路中的电流，包括电流互感器线圈、电流设定模块、主控模块以及显示模块；

所述电流互感器线圈、所述电流设定模块和所述主控模块依次连接于二次回路中，所述显示模块与所述主控模块电连接；

所述电流设定模块用于改变所述电流互感器线圈的匝数，以调节所述二次回路中的电流值；所述主控模块用于测算所述二次回路中的电流值，并在所述显示模块上显示。

本发明实施例提供的变流监测装置，包括电流互感器线圈、电流设定模块、主控模块以及显示模块。电流互感器线圈、电流设定模块和显示模块依次连接在二次回路中，其中，电流设定模块具有预先设定的功能。利用电流设定模块改变电流互感器线圈匝数的方式来调节二次回路中的电流大小，二次回路中的电流在通过电流互感器线圈后发生改变。主控模块对调整后的二次回路的电流值进行处理和分析并最终在显示模块中显示，显示模块准确地显示出二次回路的电流以及实时对应的电流数值。本发明提供的技术方案可以有效地监测电力系统二次回路中的实时电流值并根据二次回路中的开路信号及时报警，有效地减少因开路故障造成的设备损坏或者火灾的发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种变流监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种变流监测装置的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另外一种变流监测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种变流监测装置中内部电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种变流监测装置中保护外壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的一种变流监测装置的结构示意图。参考图1，本发明实施例的变流监测装置包括电流互感器线圈10、电流设定模块20、主控模块30以及显示模块40；电流互感器线圈10、电流设定模块20和主控模块30依次连接于二次回路中，显示模块40与主控模块30电连接；电流设定模块20用于改变电流互感器线圈10的匝数，以调节二次回路中的电流值；主控模块30用于测算二次回路中的电流值，并在显示模块40上显示。

其中，电流互感器线圈10是利用电磁感应原理来实现对电流的测量，电流互感器线圈10是闭合铁芯和绕组组成，绕组指的是一组线匝，缠绕在闭合铁芯上。绕组的匝数可以是三匝、四匝或者五匝，此处对于电流互感器线圈10匝数的数量不做限定。二次回路指的是二次设备组成的回路，在电力系统中，二次回路具有及时监测、调节和保护一次设备的作用。具体地，本发明实施例的二次回路指的是变压器套管CT和绕组温控器之间的电流回路，可以简称为CT回路。变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线需要穿过绝缘套管，能够使引出线和变压器外壳之间起到绝缘和固定作用。对变压器套管CT和绕组温控器之间的二次回路中的电流进行变流，方便获得变压器二次回路电流的数值。

在现有技术中，对于二次回路中电流进行变流通常可以调节电流互感器线圈10的匝数和改变内置的滑动变阻器来实现，电流互感器线圈10匝数的改变，可以对二次回路中的电流进行变流，但在实际的运行过程中，仅通过匝数的调节无法实现对整个二次回路中电流精准改变，额定电流和变流后的电流存在小幅度的偏差，利用滑动变阻器对二次回路的电流稍作调整，确保变流后的电流和额定电流之间不会存在偏差。现有的技术可以实现对二次回路的变流，但无法实现对二次回路电流的监测和显示，一旦二次回路中的电流过大会损坏二次回路中的二次设备，并且存在变流后的电流值无法显示的问题，使得管理人员无法有效获知电流后实时的电流。本发明实施例提供的变流监测装置包括电流互感器线圈10、电流设定模块20、主控模块30和显示模块40，电流互感器线圈10和电流设定模块20可以实现对二次回路中电流的变流，主控模块30和显示模块40则可以测算和显示变流后的电流值，方便管理人员及时查看和监控，解决了现有技术中存在的无法对二次回路电流监控的问题。

本发明实施例提供的变流监测装置，包括电流互感器线圈、电流设定模块、主控模块以及显示模块。电流互感器线圈、电流设定模块和显示模块依次连接在二次回路中，其中，电流设定模块具有预先设定的功能。利用电流设定模块改变电流互感器线圈匝数的方式来调节二次回路中的电流大小，二次回路中的电流在通过电流互感器线圈后发生改变。主控模块对调整后的二次回路的电流值进行处理和分析并最终在显示模块中显示，显示模块准确地显示出二次回路的电流以及实时对应的电流数值。本发明提供的技术方案可以有效地监测电力系统二次回路中的实时电流值并根据二次回路中的开路信号及时报警，有效地减少因开路故障造成的设备损坏或者火灾的发生。

在上述技术方案的基础上，可选地，电流设定模块20包括互感器电流输入选择单元21；互感器电流输入选择单元21用于选择预设的电流互感器线圈的匝数，以调节二次回路中的电流值。电流设定模块20可以预先设定电流数值，在二次回路中通过调整电流互感器线圈10的匝数来调节回路中的电流值。图2为本发明实施例提供的一种变流监测装置的内部结构示意图，继续参考图2。具体地，互感器电流输入选择单元21也可以理解成一个可以选择档位的旋钮，档位的大小可是0、1、2、3、4或5A，此处对于档位的大小不做限定。选择不同的档位可以对应的调整电流互感器线圈10的匝数，匝数的改变后二次回路中的电流值也会改变。示例性的，二次回路中的额定电流值为3A，档位调整到对应的3A处，以此对二次回路中的电流进行初步的调整。

可选地，继续参考图2，电流设定模块20还包括电流调整单元22；互感器电流输入选择单元21和电流调整单元22依次串联于电流互感器线圈10和主控模块40之间；电流调整单元22用于通过变化自身电阻值，以调节二次回路中的电流值。

其中，电流调整单元22串联在电流互感器线圈10和主控模块30之间，电流调整单元22也是一个旋钮，通过向左旋转或者向右旋转实现对变流后二次回路中的电流进行微小调整。电流调整单元22与互感器电流输入选择单元21串联，电流调整单元22的本质上是一个滑动变阻器，旋钮可以改变自身的电阻值，进一步的改变二次回路中的电流值。示例性的，变流后的输出电流为2.8A时，通过旋转电流调整单元22可以将输出电流微调至3A，实现额定电流数值和实际变流后电流数值的一致。

主控模块30可以处理和分析变流后二次回路的电流值并将具体的电流值显示在显示模块40上。图3为本发明实施例提供的另外一种变流监测装置的结构示意图。参考图3，可选地，主控模块30包括断电延时继电器电路31和开关控制电器32，二次回路中串联有第一单刀刀闸34；断电延时继电器电路31用于检测二次回路是否开路，并在开路时向开关控制电器32发送开路反馈信号，开关控制电器32根据开路反馈信号控制第一单刀刀闸34断开。

具体地，断电延时继电器电路31可以检测二次回路的状态，当二次回路处于开路状态下，断电延时继电器电路30可以将开路反馈信号发送到开关控制电器32。其中，开关控制电器31是控制开关的设备，电力系统中的开关主要可以划分为两种，自动化开关和非自动化开关。自动化的开关可以通过开关控制电器31进行控制，而非自动化开关无法通过开关控制器31进行控制。开关控制电器31接收到断电延时继电器电路发出的开路反馈信号后，依据开路反馈信号控制第一单刀刀闸34的断开，此处的第一单刀刀闸34为自动化的开关，可以直接由开关控制电器31进行实时控制，实现对整个二次回路的断开，更好地保护二次回路中的其他设备。

可选地，继续参考图3，断电延时继电器电路31包括断电延时继电器线圈311和第二单刀刀闸312，断电延时继电器线圈311用于在二次回路中处于预设开路状态时，控制第二单刀刀闸312闭合，以使断电延时继电器电路31输出开路反馈信号；其中，预设开路状态为电流值在预设时间内持续为零。

具体地，断电延时继电器电路31中的断电延时继电器线圈311和第二单刀刀闸312串联。预先设定二次回路的开路状态可以是在预设时间范围内，二次回路中的电流值持续为零的状态。示例性的，设定时间范围为5min，在5min时间范围内电流值一直是零的状态为二次回路的开路状态，设定的时间可是5min、8min、10min，此处对于设定的具体时间不做限定。

可选地，继续参考图3，主控模块30还包括开路信号输出单元33；断电延时继电器电路31还用于在开路时向开路信号输出单元33发送开路反馈信号，开路信号输出单元33根据开路反馈信号输出开路报警信号。

具体地，断电延时继电器电路31中的断电延时继电器线圈311检测到二次回路中的电流在预先设定时间范围内持续为零时，确定二次回路处于开路状态，断电延时继电器电路31会向开关控制器发送开关反馈信号，同时也会向开关信号输出单元33发送开路反馈信号。换言之，开关反馈信号分成两路，一路传输到开关控制器，一路传输到开关信号输出单元。开路信号输出单元33接收到开路反馈信号后输出开路报警信号，开路报警信号可以传输到后台管理系统，方便后台管理人员根据开路报警信号及时排除、处理二次回路中的故障区域。

示例性的，图4为本发明实施例提供的一种变流监测装置中内部电路的结构示意图。当断电延时继电器311监测到5min的时间范围内二次回路的电流值持续为零时，二次回路处于开路状态，开关控制电器32接收到断电延时继电器电路31发出的开路反馈信号后，依据开路反馈信号控制第一单刀刀闸34的断开，此外，断电延时继电器线圈311可以控制第二单刀刀闸312闭合后由断电延时继电器电路31输出开路反馈信号。在正常运行的过程中，断电延时继电器电路31中的第二单刀刀闸312是自动化的开关，处于断开状态，当二次回路电流在5min的范围内持续为零，二次回路处于开路状态时，第二单刀刀闸312闭合。第一单刀刀闸34断开，使得二次回路处于断路状态，进而保护二次回路中的二次设备不会受到损坏。第二单刀刀闸312闭合，使得断电延时继电器电路31可以发送开路反馈信号至开关信号输出单元33，以使得开路信号输出单元33发送开路报警信号至后台管理系统。

本发明实施例的技术方案，主动模块中的断电延时继电器电路、开关控制电器和开路信号输出单元相互配合，对调整后的电流值处理和分析并在二次回路中的电流在预先设定时间范围内持续为零值状态，确定回路处于开路状态。延时继电器电路将开关反馈信号分别传输至开关控制电器和开路信号输出单元，开关控制电器控制二次回路中的第一单刀刀闸断开，开路信号输出单元进一步依据开路反馈信号传输开路报警信号至后台管理系统，方便后台管理人员及时处理。本发明提供的技术方案可以有效地监测电力系统二次回路中的实时电流值并根据二次回路中的开路信号及时报警，有效地减少因开路故障造成的设备损坏或者火灾的发生。

在上述技术方案的基础上，可选地，参考图2和图3，监测装置还包括参数选择模块50，参数选择模块50与主控模块30电连接，主控模块30用于根据参数选择模块50提供的参数计算二次回路中的电流值。

具体地，参数选择模块50选择的是变压器铜油的差值，参数选择模块50上设置不同的档位，不同的档位对应不同的铜油温差数值。变压器在正常运行中会产生铜损和铁损，铜损和铁损的热量会全部转变成热量，使得变压器的铁芯和绕组发热，电流通过绕组也会产生热量，使变压器的温度升高。在变压器的不同部分也存在温度的差值，绕组的温度高于铁芯和绝缘油的温度，铁芯的温度高于绝缘油的温度。铜油温差数值指的是铜损产生热量后的温度和绝缘油温度的差值，在允许的铜油温差范围内，变压器能够正常运转并损耗较小。参数选择模块50可以预先设定，不同的变压器需要选择不同的铜油温差数值。参数选择模块50中档位对应的不同铜油温差数值可以是10K、12K、14K、16K，此处对于铜油温差数值不做具体限定。进一步地，主控模块30可以根据参数选择模块50选择的对应参数值计算二次回路中的电流值。

可选地，继续参考图3，显示模块40包括报警信号灯41，断电延时继电器电路31还用于在开路时点亮报警信号灯41。

具体地，显示模块40上设置的报警信号灯在二次回路处于开路状态时，显示报警信号，主控模块30中的断电延时继电器电路30发送开路反馈信号至开路信号输出单元33，开路信号输出单元33输出的开路报警信号可以在报警信号灯上显示。

可选地，继续参考图3，监测装置还包括电源模块60，电源模块60分别与主控模块30和显示模块40电连接，用于分别向主控模块30和显示模块40供电。具体地，电池模块60可以分别向主控模块30和显示模块40提供所需的供电电压，确保主控模块30和显示模块40能够正常运转。电池模块60提供的供电电压为220V。

图5为本发明实施例提供的一种变流监测装置中保护外壳的结构示意图。可选地，本实施例的监测装置还包括保护壳体70，电流互感器线圈10、电流设定模块20和主控模块30设置于保护壳体70内部，显示模块40嵌套在保护壳体的第一面；保护壳体70背离第一面设置有二次回路理论电流和绕组温控器理论温度的电流/温升对照表71。

具体地，保护壳体70可以有效的保护装置中的电流互感器线圈10、电流设定模块20和主控模块30不会在外力的作用下遭受破坏。保护壳体70上的铭牌上展示出监测装置的电流输入量程为0.5-5A，输出量程为0.5-1.75A。显示模块40镶嵌在保护壳体70的第一面，方便操作人员观察显示模块40显示的电流值，显示模块可以显示出四位电流数值，电流分辨率可以精确到0.001，单位为mA。在保护壳体70的另外一面，也就是背离第一面上设置有二次回路理论电流值和绕组温控器理论温度下对应的电流/温升对照表71。绕组温控器可以测得绕组的实际温度，显示模块40可以实时的显示二次回路的电流值。通过与绕组温控器理论温度的电流/温升对照表71可以比对实时电流值和理论电流值的差别，绕组的实际温度值和绕组的理论温度值，参考理论和实际的电流和温度数值可以进一步的确定绕组温控器和变流监测装置是否正常工作，方便管理人员查看和排除故障设备。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种变流监测装置，用于监测电力系统二次回路中的电流，其特征在于，包括电流互感器线圈、电流设定模块、主控模块以及显示模块；

所述电流互感器线圈、所述电流设定模块和所述主控模块依次连接于二次回路中，所述显示模块与所述主控模块电连接；

所述电流设定模块用于改变所述电流互感器线圈的匝数，以调节所述二次回路中的电流值；所述主控模块用于测算所述二次回路中的电流值，并在所述显示模块上显示。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述电流设定模块包括互感器电流输入选择单元；

所述互感器电流输入选择单元用于选择预设的所述电流互感器线圈的匝数，以调节所述二次回路中的电流值。

3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述电流设定模块还包括电流调整单元；所述互感器电流输入选择单元和所述电流调整单元依次串联于所述电流互感器线圈和所述主控模块之间；

所述电流调整单元用于通过变化自身电阻值，以调节所述二次回路中的电流值。

4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括参数选择模块，所述参数选择模块与所述主控模块电连接，所述主控模块用于根据所述参数选择模块提供的参数计算所述二次回路中的电流值。

5.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述主控模块包括断电延时继电器电路和开关控制电器，所述二次回路中串联有第一单刀刀闸；

所述断电延时继电器电路用于检测所述二次回路是否开路，并在开路时向所述开关控制电器发送开路反馈信号，所述开关控制电器根据所述开路反馈信号控制所述第一单刀刀闸断开。

6.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述断电延时继电器电路包括断电延时继电器线圈和第二单刀刀闸，所述断电延时继电器线圈用于在所述二次回路中处于预设开路状态时，控制所述第二单刀刀闸闭合，以使所述断电延时继电器电路输出所述开路反馈信号；其中，所述预设开路状态为电流值在预设时间内持续为零。

7.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述主控模块还包括开路信号输出单元；所述断电延时继电器电路还用于在开路时向所述开路信号输出单元发送所述开路反馈信号，所述开路信号输出单元根据所述开路反馈信号输出开路报警信号。

8.根据权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述显示模块包括报警信号灯，所述断电延时继电器电路还用于在开路时点亮所述报警信号灯。

9.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述主控模块和所述显示模块电连接，用于分别向所述主控模块和所述显示模块供电。

10.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，还包括保护壳体；所述电流互感器线圈、所述电流设定模块和所述主控模块设置于所述保护壳体内部，所述显示模块嵌套在所述保护壳体的第一面；

所述保护壳体背离所述第一面设置有所述二次回路理论电流和绕组温控器理论温度的电流/温升对照表。

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