CN204116504U - 一种变压器直流偏磁在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变压器直流偏磁在线监测装置，其包括电源模块、接口模块、MCU模块、数据采集模块以及电流传感器模块，其中：数据采集模块包括有A/D转换器；电流传感器模块包括多个彼此隔离的数据采集通道，每一数据采集通道分别包括相互连接的隔离开关电源、线性光耦、信号调节器和霍尔传感器，所述线性光耦、信号调节器和霍尔传感器依次连接，且均由所述隔离开关电源供电。本实用新型具有测量精度高，应用方便可靠等优点。

Description

一种变压器直流偏磁在线监测装置

技术领域

本实用新型属于电力设备的在线监测领域，特别是涉及一种用于变压器直流偏磁的在线监测装置。

背景技术

随着高压直流输电技术的大范围应用，高压直流输电系统在单端-大地运行时会引起部分变电站变压器中性点流过较大的直流电流，产生变压器直流偏磁。直流偏磁会使变电设备各次谐波电流剧增，导致直流场内电容器谐波过载，可能会引起对电容器的损坏。同时变压器直流偏磁也是引起变压器噪声增大、振动加剧和变压器局部过热的直接原因，过大的直流偏磁严重危害整个电力系统的安全运行。

由于变压器直流偏磁只能在变压器带电运行情况下中性点流入直流电流情况才能产生，因此检测中性点直流电流时必采用带电检测的方式，来判断其受直流偏磁影响的程度。目前主要采用人工带电检测变压器中性点直流电流的方法，检测时机较难把握。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种提出一种变压器直流偏磁在线监测装置，其可以有效监测变压器中性点的电流数据，且测量精度高。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例的提供了一种变压器直流偏磁在线监测装置，其包括电源模块、接口模块、MCU模块、数据采集模块以及电流传感器模块，其中：

所述数据采集模块包括有一个A/D转换器；

电流传感器模块包括多个彼此隔离的数据采集通道，所述每一数据采集通道分别包括隔离开关电源、线性光耦、信号调节器和霍尔传感器，所述线性光耦、信号调节器和霍尔传感器依次连接，且均由所述隔离开关电源供电。

优选地，所述接口模块包括SD卡、网络接口或RS485接口。

优选地，所述每一数据采集通道中的霍尔传感器和变压器接地钢排之间设置有一定厚度的环氧树脂板绝缘层。

优选地，所述数据采集模块包括双积分式的高精度A/D转换器，其型号为ICL7135。

优选地，所述霍尔传感器的型号为LA-100T。

优选地，所述信号调节器为采用差分输入、放大倍数可编程的仪表放大器，其型号为AD621。

优选地，所述MCU模块采用意法半导体公司的型号为STM32F107的微处理器。

实施本实用新型，具有如下的有益效果：

采用本实施例的变压器直流偏磁在线监测装置，可以监测-100A ~ +100A的直流电流，测量精度高；

其次，由于设置了多条（如四条）分别隔离的数据采集通道，可以同时可监测多路变压器的中性点电流，且各通道完全隔离，故应用广泛；

另外，由于在每路数据采集通道的霍尔传感器和变压器接地钢排之间设置有一定厚度的环氧树脂板绝缘层，故每路数据采集通道最多可承受20kV短时过电压脉冲的冲击，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种变压器直流偏磁在线监测装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，示出了本实用新型提供的一种变压器直流偏磁在线监测装置的一个实施例。在该实施例中，该本实用新型变压器直流偏磁在线监测装置包括：电源模块1、接口模块2、MCU模块3、数据采集模块以及电流传感器模块。

其中，电流传感器模块用于取出变压器中性点的直流信号，经信号调理放大后，通过线性光耦隔离后送人数据采集模块；

数据采集模块将调节后的电流信号转换为数字信号并传递到MCU模块3具体地，该数据采集模块采用双积分方式的高精度A/D转换器4，对工频干扰有很强的抑制力；

MCU模块3对数据采集模块采集的信息进行处理，处理后的数据可以存储在SD卡上，也可通过网络接口或RS485接口上报上位机。在一些实施例中，当变压器中性点电流大于预设的阈值时，还可通过通讯接口进行报警。

具体地，电流传感器模块包括有多个彼此隔离的数据采集通道，5以支持1路或多路数据采集，且各通道间完全隔离，在图中示出了四条，可以理解的是，在其他的实施例中，也可以采用其他数目的数据采集通道。

在图1的实施例中，每一数据采集通道5由独立的隔离开关电源51、线性光耦52、信号调节器53和霍尔传感器54组成，线性光耦52、信号调节器53和霍尔传感器54依次连接，且均由隔离开关电源51供电。其中，在霍尔传感器54和变压器接地钢排之间设置有一定厚度的环氧树脂板绝缘层，以使该数据采集通道5可以承受短时过电压脉冲的冲击。信号调节器53采用差分输入、放大倍数可编程的仪器放大器电路，抗干扰能力强。耦合模块52采用高精度的线性光耦，线性失真小，隔离电压高。每个数据采集通道5由一个独立的隔离开关电源51供电，可以有效隔离通道故障和防止通过电源引入的串扰。

具体地，在一个实施例中，霍尔传感器54的型号为LA-100T；霍尔传感器54和变压器接地钢排之间用4mm的环氧树脂板进行绝缘处理，让它可以承受20kV短时过电压脉冲的冲击。信号调节器53 为采用差分输入、放大倍数可编程的仪表放大器，其型号为AD621，其具有

抗干扰能力强的优点。耦合器件52采用高精度的线性光耦，其型号为HCNR201，其具有线性失真小，隔离电压高的优点。作为具体的技术方案，所的数据采集模块4)，将调节后的电流转换为数字信号并传递到MCU模块3，本实施例中采用4位半双积分式A/D转换器，其型号为ICL7135，其对工频干扰有很强的抑制力。

本实施例中采用的MCU的型号为STM32F107，其是意法半导体推出的一款互连型微控制器，集成了多种工业标准接口，具有良好的互换性和扩展性。

实施本实用新型，具有如下的有益效果：

采用本实施例的变压器直流偏磁在线监测装置，可以监测-100A ~ +100A的直流电流，测量精度高；

其次，由于设置了多条（如四条）分别隔离的数据采集通道，可以同时可监测多路变压器的中性点电流，且各通道完全隔离，故应用广泛；

另外，由于在每路数据采集通道的霍尔传感器和变压器接地钢排之间设置有一定厚度的环氧树脂板绝缘层，故每路数据采集通道最多可承受20kV短时过电压脉冲的冲击，可靠性高。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种变压器直流偏磁在线监测装置，其包括电源模块（1）、接口模块（2）、MCU模块（3）、数据采集模块以及电流传感器模块，其特征在于，其中：

所述数据采集模块包括有A/D转换器（4）；

电流传感器模块包括多个彼此隔离的数据采集通道（5），所述每一数据采集通道（5）分别包括隔离开关电源（51）、线性光耦（52）、信号调节器（53）和霍尔传感器（54），所述线性光耦（52）、信号调节器（53）和霍尔传感器（54）依次连接，且均由所述隔离开关电源（51）供电。

2.如权利要求1所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述接口模块（2）包括SD卡、网络接口或RS485接口。

3.如权利要求1所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述每一数据采集通道（5）中的霍尔传感器（54）和变压器接地钢排之间设置有一定厚度的环氧树脂板绝缘层。

4.如权利要求1所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括双积分式的高精度A/D转换器，其型号为ICL7135。

5.如权利要求1至4任一项所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述霍尔传感器（54）的型号为LA-100T。

6.如权利要求5所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述信号调节器（53）为采用差分输入、放大倍数可编程的仪表放大器，其型号为AD621。

7.如权利要求6所述的变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于，所述MCU模块采用意法半导体公司的型号为STM32F107的微处理器。