CN114200200A - 换流变压器铁心接地电流监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种换流变压器铁心接地电流监测装置，包括穿心互感器、处理单元，穿心互感器上设置抗干扰传感器，穿心互感器与处理单元连接，穿心互感器与抗干扰传感器连接，穿心互感器用于感应待测变压器铁心的接地电流信号，并将感应的接地电流信号提供给处理单元，处理单元对接收的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，处理单元产生报警信号；抗干扰传感器用于产生抗干扰磁场，抗干扰传感器产生的抗干扰磁场与干扰磁场的方向相反，通过干扰磁场与抗干扰磁场的叠加，使得换流变压器周围的磁场为零，进而换流变压器铁心接地电流监测装置的测量误差减少，检测精度提高。
Description
技术领域
本发明涉及换流变压器在线监测设备技术领域，特别涉及一种换流变压器铁心接地电流监测装置。
背景技术
现有技术中，变电站维护人员检测变压器铁心接地电流的手段主要采用钳形电流表对变压器铁心接地引出线的电流进行测量，这样不仅浪费人力物力资源，并且对于一些无人值守变电站做不到定期检测，为变电站电气设备的运行留下了安全隐患。
经研究发现在线检测技术与传统的技术相比，它的优势在没有造成重大故障前，及时发现早期故障征兆，可以使运行维护人员能够及时通过检测手段消除故障隐患，但是变压器所处的空间中存在干扰磁场，在穿心互感器监测的过程中会产生误差。
发明内容
有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种提高测量精度的换流变压器铁心接地电流监测装置。
一种换流变压器铁心接地电流监测装置，包括穿心互感器、处理单元，所述穿心互感器上设置抗干扰传感器，所述穿心互感器与处理单元连接，所述穿心互感器与所述抗干扰传感器连接，所述穿心互感器用于感应待测变压器铁心的接地电流信号，并将感应的待测变压器铁心的接地电流信号提供给所述处理单元，所述处理单元对接收的待测变压器铁心的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，所述处理单元产生报警信号；所述抗干扰传感器用于产生抗干扰磁场，以利用产生的抗干扰磁场来抵消换流变压器周围的干扰磁场。
通过穿心互感器将采集到的变压器铁心的接地电流输入至所述处理单元进行处理、分析，且通过所述穿心互感器与所述抗干扰传感器连接，以使换流变压器周围的干扰磁场被抵消。
优选地，所述穿心互感器包括磁绕组导线、工作磁心、绕组导线，所述抗干扰传感器包括抗干扰磁心，所述励磁绕组导线的一端与变压器铁心连接，所述励磁绕组导线的另一端穿过所述工作磁心接地，所述绕组导线缠绕在工作磁心、抗干扰磁心上，所述绕组导线在工作磁心上的缠绕方向与所述绕组导线在抗干扰磁心上的缠绕方向相反。
优选地，所述抗干扰传感器还包括耗能电阻，所述耗能电阻与所述绕组导线连接。
优选地，所述穿心互感器还包括检测绕组导线，所述检测绕组导线缠绕在工作磁心上，所述检测绕组导线与所述处理单元连接。
优选地，所述处理单元包括获取模块、判断模块、控制模块、通信模块，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括故障报警单元，所述检测绕组导线与所述获取模块连接，所述获取模块与所述判断模块连接，所述判断模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述故障报警单元连接；
所述获取模块用于获取所述检测绕组导线输入的所述穿心互感器采集的电流信号，并且将采集的电流信号提供给所述判断模块；
所述判断模块根据所述获取模块提供的电流信号与预先存储的标准进行比较，当采集的电流信号大于预先存储的标准时，所述判断模块将判断结果提供给所述控制模块；
所述控制模块根据所述判断模块提供的判断结果，产生报警信息，并将报警信息信号发送给所述通信模块；
所述通信模块接收所述控制模块发送的报警信息信号，并将报警信息信号发送给所述故障报警单元；
所述故障报警单元根据接收的报警信息，产生声、光进行报警。
优选地，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述通信模块连接，所述通信模块与所述判断模块连接；
所述判断模块还将判断结果信号提供给所述通信模块；
所述通信模块接收所述判断模块的判断结果信号，并将判断结果信号发送给所述显示单元；
所述显示单元根据所述通信模块发送的判断结果进行显示。
优选地，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括键盘单元，所述键盘单元与所述通信模块连接；
所述键盘单元用于输入判断模块中预先存储的标准参数数据，并将输入标准参数数据的信号发送给所述通信模块；
所述通信模块接收所述键盘单元输入的标准参数数据信号，并将输入的标准参数数据信号发送给所述判断模块。
优选地，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括软开关单元，所述软开关单元用于控制整个换流变压器铁心接地电流监测装置的启动。
优选地，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括通讯单元，所述通讯单元与所述通信模块连接；
所述通信模块接收所述判断模块的判断结果信号，并将判断结果信号发送给所述通讯单元；
所述通讯单元根据所述通信模块发送的判断结果信号，进行手机接收信息。
优选地，所述通讯单元包括STM32单片机、TL084放大器、SD卡，所述STM32单片机分别与所述TL084放大器、SD卡连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
当对变压器铁心进行监测时，所述穿心互感器用于感应变压器铁心的接地电流信号，并将感应的接地电流信号提供给所述处理单元，所述处理单元300对接收的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，所述处理单元产生报警信号；所述抗干扰传感器用于产生抗干扰磁场，所述抗干扰传感器产生的抗干扰磁场与干扰磁场的方向相反，通过干扰磁场与抗干扰磁场的叠加，使得换流变压器周围的磁场为零，进而换流变压器铁心接地电流监测装置不受换流变压器周围干扰磁场的影响，使得测量的误差减少，进而检测精度提高。
附图说明
图1为所述换流变压器铁心接地电流监测装置的结构示意图。
图2为所述处理单元的功能模块示意图。
图3为所述通讯单元的电路图。
图中：变压器铁心100、穿心互感器200、抗干扰传感器270、励磁绕组导线210、工作磁心220、绕组导线230、抗干扰磁心240、耗能电阻250、检测绕组导线260、处理单元300、获取模块310、判断模块320、电流判断单元模块321、时间判断单元模块322、控制模块330、通信模块340、分析模块350、故障报警单元400、显示单元500、键盘单元600、软开关单元700、通讯单元800、STM32单片机810、TL084放大器820、SD卡830、第一电阻22、第二电阻25、第三电阻26、第四电阻27、第五电阻30、第六电阻29、第一电力二极管20、第二电力二极管19、第一电容21、第二电容28。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1和图2，本发明实施例提供了一种换流变压器铁心接地电流监测装置，包括穿心互感器200、处理单元300，所述穿心互感器200上设置抗干扰传感器270，所述穿心互感器200与、处理单元300连接，所述穿心互感器200与所述抗干扰传感器270连接，所述穿心互感器200用于感应待测变压器铁心100的接地电流信号，并将感应的待测变压器铁心的接地电流信号提供给所述处理单元300，所述处理单元300对接收的待测变压器铁心的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，所述处理单元300产生报警信号；所述抗干扰传感器270用于产生抗干扰磁场，以利用产生的抗干扰磁场来抵消换流变压器周围的干扰磁场。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
当对变压器铁心100进行监测时，所述穿心互感器200用于感应待测变压器铁心100的接地电流信号，并将感应的接地电流信号提供给所述处理单元300，所述处理单元300对接收的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，所述处理单元300产生报警信号；所述抗干扰传感器270用于产生抗干扰磁场，所述抗干扰传感器270产生的抗干扰磁场与干扰磁场的方向相反，通过干扰磁场与抗干扰磁场的叠加，使得换流变压器周围的磁场为零，进而换流变压器铁心接地电流监测装置不受换流变压器周围干扰磁场的影响，使得测量的误差减少，进而检测精度提高。
并且本发明在强电磁环境干扰下，仍能够进行监测，使得监测更加准确、更加及时。
所述穿心互感器包括励磁绕组导线210、工作磁心220、绕组导线230，所述抗干扰传感器270包括抗干扰磁心240，所述励磁绕组导线210的一端与变压器铁心100连接，所述励磁绕组导线210的另一端穿过所述工作磁心220接地，所述绕组导线230缠绕在工作磁心220、抗干扰磁心240上，所述绕组导线230在工作磁心220上的缠绕方向与所述绕组导线230在抗干扰磁心240上的缠绕方向相反；将所述绕组导线230缠绕在工作磁心220、抗干扰磁心240上，所述绕组导线230在工作磁心220上的缠绕方向与所述绕组导线230在抗干扰磁心240上的缠绕方向相反，当变压器所处的空间中存在干扰磁场时，因为绕组导线230在工作磁心220、抗干扰磁心240上的缠绕方向相反，使得产生大小相等、方向相反的电流进行抵制，使得干扰磁场被抵消，所述换流变压器铁心接地电流监测装置继续对变压器铁心100进行实时检测，使得测量的精度更好。
进一步的，所述抗干扰传感器270还包括耗能电阻250，所述耗能电阻250与所述绕组导线230连接，当变压器中产生高频谐波时，因为绕组导线230在工作磁心220、抗干扰磁心240上的缠绕方向相反，使得产生大小相等、方向相反的电流进行抵制，同时通过耗能电阻250释放能量，避免所述穿心互感器200与抗干扰传感器270中存在残余电流，使得电路老化。
进一步的，所述穿心互感器200还包括检测绕组导线260，所述检测绕组导线260缠绕在工作磁心220上，所述检测绕组导线260与所述处理单元300连接。
进一步的，所述处理单元300包括获取模块310、判断模块320、控制模块330、通信模块340，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括故障报警单元400，所述检测绕组导线260与所述获取模块310连接，所述获取模块310与所述判断模块320连接，所述判断模块320与所述控制模块330连接，所述控制模块330与所述通信模块340连接，所述通信模块340与所述故障报警单元400连接；
所述获取模块310用于获取所述检测绕组导线260输入的所述穿心互感器200采集的电流信号，并且将采集的电流信号提供给所述判断模块320；
所述判断模块320根据所述获取模块310提供的电流信号与预先存储的标准进行比较，当采集的电流信号大于预先存储的标准时，所述判断模块320将判断结果提供给所述控制模块330；
所述判断模块320包括电流判断单元模块321、时间判断单元模块322，所述电流判断单元模块321的判断式：电流有效值≧100mA，所述时间判断单元模块322判断时间为0min-30min，所述获取模块310与所述电流判断单元模块321连接，所述电流判断单元模块321与所述时间判断单元模块322连接，所述时间判断单元模块322与所述控制模块330连接；
所述电流判断单元模块321根据所述获取模块310提供的电流信号与所述电流判断单元模块321的判断式进行对比，所述电流判断单元模块321将判断结果发送给所述时间判断单元模块322；
所述时间判断单元模块322接收30min内所述电流判断单元模块321发送的判断结果，当30min内所述电流判断单元模块321发送的判断结果均是获取的电流信号大于100mA时，所述时间判断单元模块322将判断结果提供给所述控制模块330；
所述控制模块330根据所述时间判断单元模块322提供的判断结果，产生报警信息，并将报警信息信号发送给所述通信模块340；
所述通信模块340接收所述控制模块330发送的报警信息信号，并将报警信息信号发送给所述故障报警单元400；
所述故障报警单元400根据接收的报警信息，产生声、光进行报警。
具体的，所述时间判断单元模块322接收30min内所述电流判断单元模块321发送的判断结果均是获取的电流信号大于100mA时，所述时间判断单元模块322将判断结果提供给所述控制模块330，所述控制模块330控制故障报警单元400报警，说明换流变压器铁心100存在故障，如换流变压器绕组匝间或层间发生局部放电，或者换流变压器铁心100多点接地时，获取的电流信号远大于100mA，且接地电流并且长时间存在。
具体的，所述时间判断单元模块322接收30min内所述电流判断单元模块321发送的判断结果，当30min内所述电流判断单元模块321发送的判断结果中，有1-10个获取的电流信号有效值大于100mA时，所述时间判断单元模块322结束；以避免当换流变压器铁心100单点接地时，铁心过饱和、换流变压器外部冲击、暂态过电压影响铁心接地电流波形信号时，所述换流变压器铁心接地电流监测装置发生误报警。
进一步的，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括显示单元500，所述显示单元500与所述通信模块340连接，所述通信模块340与所述判断模块320连接；
所述时间判断单元模块322还将判断结果信号提供给所述通信模块340；
所述通信模块340接收所述时间判断单元模块322的判断结果信号，并将判断结果信号发送给所述显示单元500；
所述显示单元500根据所述通信模块340发送的判断结果进行显示。
进一步的，所述处理单元300还包括分析模块350，所述分析模块350与所述时间判断单元模块322、获取模块310、控制模块330连接；
所述时间判断单元模块322还将判断结果提供给所述分析模块350；
所述获取模块310将获取的电流信号提供给所述分析模块350；
所述分析模块350根据提供的判断结果，接收所述获取模块310将提供的电流信号，并根据电流信号进行对比分析，并将分析结果发送至所述控制模块330；如：获取模块310获取两个电流信号，且两个电流信号相近或者相同，则判断为换流变压器铁心100形成了第二个接地点。
所述控制模块330根据接收的分析结果信号发送至所述通信模块340。
进一步的，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括键盘单元600，所述键盘单元600与所述通信模块340连接；
所述键盘单元600用于输入判断模块320中预先存储的标准参数数据，并将输入标准参数数据的信号发送给所述通信模块340；
所述通信模块340接收所述键盘单元600输入的标准参数数据信号，并将输入的标准参数数据信号发送给所述判断模块320。
进一步的，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括软开关单元700，所述软开关单元700用于控制整个换流变压器铁心接地电流监测装置的启动。
进一步的，请参看图1至图3，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括通讯单元800，所述通讯单元800与所述通信模块340连接；
所述通信模块340接收所述判断模块320的判断结果信号、所述控制模块330发送的分析结果信号，并将判断结果信号、分析结果信号发送给所述通讯单元800；
所述通讯单元800根据所述通信模块340发送的判断结果信号、分析结果信号，进行手机接收信息。
进一步的，所述通讯单元800包括STM32单片机、TL084放大器、SD卡，所述STM32单片机分别与所述TL084放大器、SD卡连接；
具体的，所述STM32单片机上设置晶振，所述晶振的两端与所述STM32单片机连接，所述STM32单片机与所述SD卡连接，所述TL084放大器上设置第一接口、第一电阻22、第二电阻25、第三电阻26、第四电阻27、第五电阻30、第六电阻29、第一电力二极管20、第二电力二极管19、第一电容21、第二电容28、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口，所述第一电阻22的一端与所述第一接口连接，所述第一电阻22的一端还与所述第二接口连接，所述第一电阻22的另一端与所述STM32单片机连接，所述第一电阻22的另一端与所述第一电容21连接，所述第一电容21与所述第一电力二极管20连接，所述第一电力二极管20与所述第二电力二极管19连接，所述第二电阻25的一端与所述第一接口、第二接口、第三接口连接，所述第二电阻25的另一端与所述第八接口、第七接口连接，所述第四接口通过导线接地，所述第三电阻26的一端与所述第六接口连接，所述第三电阻26的另一端与所述第七接口连接，所述第三电阻26与所述第二电阻25并联，所述第四电阻27的一端与所述第五接口连接，所述第四电阻27的另一端与所述第五电阻30的一端连接，所述第五电阻30的另一端与所述第六电阻29的一端连接，所述第五电阻30的另一端还接地，所述第六电阻29的另一端与所述第六接口连接，所述第二电容28的一端与所述第五接口连接，所述第二电容28的另一端与所述第五电阻30连接。
进一步的，所述工作磁心220由SMC磁性材料制成。
具体的，本装置通过穿心互感器200、抗干扰传感器270、处理单元300、通讯单元800，对变压器铁心接地电流进行在线监测，无误地判断铁心的工作状况，从而及时的在铁心呈现故障前进行维护，如此一来不仅可以有效的提高了供电系统运行的可靠性与稳定性，还尽可能降低了电力系统的运转维护费用，对于提高电力变压器的使用效率，保障电力变压器安全、稳定的运行。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：包括穿心互感器、处理单元，所述穿心互感器上设置抗干扰传感器，所述穿心互感器与处理单元连接，所述穿心互感器与所述抗干扰传感器连接，所述穿心互感器用于感应待测变压器铁心的接地电流信号，并将感应的待测变压器铁心的接地电流信号提供给所述处理单元，所述处理单元对接收的待测变压器铁心的接地电流信号进行分析，得到电流有效值，并将电流有效值与预存的标准值进行比较，当电流有效值大于预存的标准值时，所述处理单元产生报警信号；所述抗干扰传感器用于产生抗干扰磁场，以利用产生的抗干扰磁场来抵消换流变压器周围的干扰磁场。
2.如权利要求1所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述穿心互感器包括磁绕组导线、工作磁心、绕组导线，所述抗干扰传感器包括抗干扰磁心，所述励磁绕组导线的一端与变压器铁心连接，所述励磁绕组导线的另一端穿过所述工作磁心接地，所述绕组导线缠绕在工作磁心、抗干扰磁心上，所述绕组导线在工作磁心上的缠绕方向与所述绕组导线在抗干扰磁心上的缠绕方向相反。
3.如权利要求2所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述抗干扰传感器还包括耗能电阻，所述耗能电阻与所述绕组导线连接。
4.如权利要求1所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述穿心互感器还包括检测绕组导线，所述检测绕组导线缠绕在工作磁心上，所述检测绕组导线与所述处理单元连接。
5.如权利要求1所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述处理单元包括获取模块、判断模块、控制模块、通信模块，所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括故障报警单元，所述检测绕组导线与所述获取模块连接，所述获取模块与所述判断模块连接，所述判断模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述故障报警单元连接；
所述获取模块用于获取所述检测绕组导线输入的所述穿心互感器采集的电流信号，并且将采集的电流信号提供给所述判断模块；
所述判断模块根据所述获取模块提供的电流信号与预先存储的标准进行比较，当采集的电流信号大于预先存储的标准时，所述判断模块将判断结果提供给所述控制模块；
所述控制模块根据所述判断模块提供的判断结果，产生报警信息，并将报警信息信号发送给所述通信模块；
所述通信模块接收所述控制模块发送的报警信息信号，并将报警信息信号发送给所述故障报警单元；
所述故障报警单元根据接收的报警信息，产生声、光进行报警。
6.如权利要求5所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述通信模块连接，所述通信模块与所述判断模块连接；
所述判断模块还将判断结果信号提供给所述通信模块；
所述通信模块接收所述判断模块的判断结果信号，并将判断结果信号发送给所述显示单元；
所述显示单元根据所述通信模块发送的判断结果进行显示。
7.如权利要求6所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括键盘单元，所述键盘单元与所述通信模块连接；
所述键盘单元用于输入判断模块中预先存储的标准参数数据，并将输入标准参数数据的信号发送给所述通信模块；
所述通信模块接收所述键盘单元输入的标准参数数据信号，并将输入的标准参数数据信号发送给所述判断模块。
8.如权利要求7所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括软开关单元，所述软开关单元用于控制整个换流变压器铁心接地电流监测装置的启动。
9.如权利要求5所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述换流变压器铁心接地电流监测装置还包括通讯单元，所述通讯单元与所述通信模块连接；
所述通信模块接收所述判断模块的判断结果信号，并将判断结果信号发送给所述通讯单元；
所述通讯单元根据所述通信模块发送的判断结果信号，进行手机接收信息。
10.如权利要求9所述的换流变压器铁心接地电流监测装置，其特征在于：所述通讯单元包括STM32单片机、TL084放大器、SD卡，所述STM32单片机分别与所述TL084放大器、SD卡连接。
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| CN202111497558.1A CN114200200A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 换流变压器铁心接地电流监测装置 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063895A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-04-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 钳形抗干扰电流互感器及变压器铁芯接地电流测试系统 |
| CN105699836A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-22 | 国网上海市电力公司 | 一种检测变压器铁芯接地电流的方法 |
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Patent Citations (2)
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| CN103063895A (zh) * | 2013-01-10 | 2013-04-24 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 钳形抗干扰电流互感器及变压器铁芯接地电流测试系统 |
| CN105699836A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-22 | 国网上海市电力公司 | 一种检测变压器铁芯接地电流的方法 |
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