CN202066583U - 一种变压器有载分接开关的振动测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种变压器有载分接开关的振动测量系统。该测量系统包括振动传感器、电荷放大器、电流测试钳和记录仪。振动传感器拾取有载分接开关产生的振动信号，并将振动信号传至电荷放大器放大为电压信号，电荷放大器将该电压信号传至记录仪中；电流测试钳将从有载分接开关的电动操作机构中拾取的电机电流传送至记录仪中作为有载分接开关动作的指示信号，触发记录仪开始采集数据。该振动测量系统通过变压器有载分接开关动作时的振动信号测量，为有载分接开关的状态判断提供依据，可保证变压器和电力系统的安全运行，该系统与变压器没有电气连接，具有安全可靠、干扰小等优点，并且振动传感器的安装位置、数量可灵活配置，应用前景良好。
Description
技术领域
本实用新型属于测量系统领域，具体涉及一种变压器有载分接开关切换分接位置所产生的振动信号测量系统。
背景技术
有载分接开关(简称OLTC)是变压器完成调压的核心部件。变压器是静态的变电设备，而分接开关由于调压的需要，是变压器中唯一频繁操作的机械与电气结合一体的设备。机械故障是电力变压器有载分接开关的主要故障类型。它可能会损坏有载分接开关和电力变压器本身，影响电力设备和系统的安全运行，造成严重后果。由于分接开关触头动作时，会产生振动信号，通过与分接开关正常时的信号进行对比，可对分接开关的状态做出正确的判断。基于振动信号的有载分接开关状态检测与诊断是最近几年刚刚发展起来的，具有潜在的应用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种安全可靠的变压器有载分接开关的振动测量系统。该系统作为一种体外监测系统，通过将振动传感器安装在有载分接开关附近的变压器油箱上，拾取分接开关动作时的振动信号，然后将振动信号转换为电流信号。最后再通过电荷放大器将电流信号转换为电压信号并输入到记录仪，作为判断分接开关状态的依据。电流测试钳拾取电机的启动电流以触发记录仪工作，采集分接开关动作时的振动信号。由于在整个监测中不发生电气连接，具有安全可靠的特点。
为此，本实用新型采用以下技术方案来实现：
一种变压器有载分接开关振动测量系统，其特征在于：该测量系统包括振动传感器、电荷放大器、电流测试钳和记录仪，所述振动传感器的输出端与电荷放大器的输入端相连，所述电荷放大器的输出端与记录仪的输入端相连，所述电流测试钳的输出端与记录仪的输入端相连；所述振动传感器拾取有载分接开关产生的振动信号，并将振动信号传至电荷放大器放大为电压信号，所述电荷放大器将该电压信号传至记录仪中；所述电流测试钳将从有载分接开关的电动操作机构中拾取的电机电流传送至记录仪中作为有载分接开关动作的指示信号，触发记录仪开始采集数据。
其中，所述振动传感器与电荷放大器构成用于监测振动信号的线路，所述电流测试钳作为监测电机电流的线路，该测量系统中包含至少一条由振动传感器和电荷放大器构成的监测线路。
其中，所述振动传感器的输出端通过信号电缆与电荷放大器的输入端相连接，所述电荷放大器的输出端通过同轴电缆与记录仪的输入端相连接。
其中，所述振动传感器采用加速度振动传感器。
本实用新型由于采取了以上方案，其具有以下的优点：
1、本实用新型通过振动传感器来监测有载分接开关状况，安装方便，安装位置和数量可灵活配置，应用前景良好；
2、本实用新型由于与整个电力系统没有电气连接，对系统运行没有任何影响，安全可靠；
3、振动传感器和电荷放大器组成的监测线路可根据现场要求增加配置的数量，成本低，现场干扰小；
4、本实用新型工作方式灵活，可以离线或带电工作，在变压器的出厂试验、交接试验、大修后对其有载分接开关的状况进行检测诊断。
附图说明
图1是本实用新型变压器有载分接开关的振动测量系统示意图。
具体实施方案
下面结合附图对本实用新型的变压器有载分接开关的振动测量系统做进一步详细的说明。
有载分接开关中危害较大的缺陷往往发生在切换开关中的触头系统，当存在缺陷时，由于触头动作而引起的变压器油箱表面的振动与正常状态时相比会有所不同，本测量系统通过记录这些振动信号，以此用来分析分接开关的状况。
如图1所示，本实用新型的测量系统包括振动传感器、电流测试钳、信号电缆、同轴电缆、电荷放大器和记录仪；振动传感器的输出端通过信号电缆与电荷放大器的输入端相连，电荷放大器的输出端通过同轴电缆与记录仪的输入端相连，电流测试钳的输出端与记录仪的输入端相连。振动传感器拾取有载分接开关产生的振动信号，并通过信号电缆传至电荷放大器；由于振动传感器输出的信号非常微弱，所以通过电荷放大器将微弱的振动信号放大为电压信号，然后通过同轴电缆输入到记录仪中，同时，电荷放大器也将振动传感器的高阻抗输出变换成低阻抗输出；电流测试钳将从有载分接开关的电动操作机构中拾取的电机电流传送至记录仪中作为有载分接开关动作的指示信号，触发记录仪开始采集数据。
该测量系统包括两路测试线路，振动传感器和电荷放大器构成了其中一路用来监测有载分接开关产生的振动信号的线路；电流测试钳构成了另一路用来监测电机电流的线路。振动传感器和电荷放大器构成的监测电路可以根据现场要求配置多条并行线路，每条线路中的电荷放大器均与记录仪相连。
下面对该测量系统中的各部件进行逐个说明：
(一)振动传感器
有载分接开关切换分接位置时产生的振动是由动、静触头之间的分离或碰撞形成的，表现为一个个的脉冲信号，这些脉冲的持续时间大概为0.5～2ms，频宽大概为0.5～2kHz。可供选择的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器。由于加速度传感器具有频带宽、固有频率高的优点，所以加速度传感器最符合系统的测量要求，其中又以压电式加速度传感器效果最佳。该测量系统选用的加速度传感器量程为5000g，频响特性能达到10kHz以上。在实际应用时，振动传感器应紧贴在有载分接开关处的变压器油箱表面，来拾取分接开关动作时产生的振动信号；振动传感器的数目和位置可根据现场要求配置。为了得到有效的数据，必须保证振动传感器放置位置的清洁和平整。振动传感器的信号输出端与电荷放大器的输入端连接。
(二)电荷放大器
由于振动传感器产生的电荷量甚微，输出的振动信号非常微弱，而且内阻非常大，不能直接记录和显示在记录仪上，需要一个中间环节——电荷放大器。电荷放大器的作用是将微弱的振动信号放大为电压信号传给记录仪，并把压电式加速度传感器的高阻抗输出变换成低阻抗输出。电荷放大器的输出端与记录仪的输入端相连。
(三)电流测试钳
有载分接开关中具有一电动操作机构，其作为有载分接开关动作的动力源，通过传动杆将能量储存到储能弹簧内，带动有载分接开关动作。电流测试钳从有载分接开关的电动操作机构拾取电机电流，电流测试钳将该电机电流输入至记录仪内作为有载分接开关动作的指示信号。电流测试钳最大可测有效值20A的电流，其输出为100mV/A。将电流测试钳固定在有载分接开关操作机构箱内，穿过驱动电机的A相电源。电流测试钳将拾取的电机电流信号输入到记录仪内作为其触发信号。
(四)记录仪
记录仪用来记录电荷放大器传来的电压信号和电流测试钳传来的电机电流，该数据记录仪具有多通道输入，存储容量大，可以长时间采集数据。
该振动测量系统通过变压器有载分接开关动作时的振动信号测量，为有载分接开关的状态判断提供依据，可以保证变压器和电力系统的安全运行。它与电力变压器没有电气连接，具有安全可靠、干扰小的优点，并且振动传感器的安装位置、数量可灵活配置，具有潜在的应用价值。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种变压器有载分接开关振动测量系统，其特征在于：该测量系统包括振动传感器、电荷放大器、电流测试钳和记录仪，所述振动传感器的输出端与电荷放大器的输入端相连，所述电荷放大器的输出端与记录仪的输入端相连，所述电流测试钳的输出端与记录仪的输入端相连；所述振动传感器拾取有载分接开关产生的振动信号，并将振动信号传至电荷放大器放大为电压信号，所述电荷放大器将该电压信号传至记录仪中；所述电流测试钳将从有载分接开关的电动操作机构中拾取的电机电流传送至记录仪中作为有载分接开关动作的指示信号，触发记录仪开始采集数据。
2.根据权利要求1所述的变压器有载分接开关振动测量系统，其特征在于：所述振动传感器与电荷放大器构成用于监测振动信号的线路，所述电流测试钳作为监测电机电流的线路，该测量系统中包含至少一条由振动传感器和电荷放大器构成的监测线路。
3.根据权利要求1或2所述的变压器有载分接开关振动测量系统，其特征在于：所述振动传感器的输出端通过信号电缆与电荷放大器的输入端相连接，所述电荷放大器的输出端通过同轴电缆与记录仪的输入端相连接。
4.根据权利要求1或2所述的变压器有载分接开关振动测量系统，其特征在于：所述振动传感器采用加速度振动传感器。
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