CN204495955U - 一种变压器油纸绝缘套管在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种变压器油纸绝缘套管在线监测装置：通过从套管次屏提取电压信号，摆脱从电压互感器提取电压信号距离远接线不便且存在较大角度误差的缺点，使得装置小型化。另外，通过计算末屏油纸绝缘的介电谱，可以克服单以50Hz下介质损耗角正切值tanδ的测量结果判断受潮缺陷的准确性比较差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变压器油纸绝缘套管在线监测装置。
背景技术
高压变压器的套管通常采用油纸绝缘结构，常见的缺陷是受潮，需要在线监测是否受潮。目前利用在线监测数据诊断变压器套管是否受潮的要物理参数是介质损耗。计算该参数需要施加在套管上的工频电压信号和套管的工频泄露电流。其中电压信号普遍从电压互感器(PT)获取。但PT距离变压器套管距离远、接线不方便，PT角差和很多因素有关，且自身角差有一定的误差，所以其从PT获取的电压信号与套管上的电压之间存在较大的相位误差，计算出的介质损耗误差较大，经常造成误判。
此外，利用工频电压和电流计算的介质损耗所含信息非常有限，难以准确诊断套管绝缘的受潮缺陷。近期的研究表明低频范围内的介电谱能够较好地反映绝缘的受潮状态，是一种新型的更加准确的绝缘受潮缺陷诊断参数。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种变压器油纸绝缘套管在线监测装置：通过从套管次屏提取电压信号，摆脱从电压互感器提取电压信号距离远接线不便且存在较大角度误差的缺点，使得装置小型化。另外，通过计算末屏油纸绝缘的介电谱，可以克服单以50Hz下介质损耗角正切值tanδ的测量结果判断受潮缺陷的准确性比较差的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：在线监测套管上的暂态电压信号和暂态电流信号，并利用电压信号和电流信号计算套管油纸绝缘的介电谱。该在线监测装置由电压测量模块1、电流测量模块2、信号采集模块3和计算机4组成；电压测量模块连接套管次屏5，输出次屏电压信号给信号采集模块3；电流测量模块2连接嵌套在套管末屏6的接地线上的电流传感器7，输出末屏电流信号给信号采集模块3；信号采集模块3将次屏电压信号和末屏电流信号转换成数字信号并传输给计算机；计算机利用电压信号和电流信号计算套 管油纸绝缘的介电谱，进而判断套管绝缘是否受潮。
所述的暂态电压信号和暂态电流信号是指变压器经受操作过电压、雷电过电压和故障电压时套管上所承受的电压信号，以及相应的流过套管绝缘的电流信号。而且暂态电压信号和暂态电流信号要同步测量。
电压测量模块由电压跟随器8、单端输入放大器9和电平转换器10组成；电流测量模块由差分输入放大器11和电平转换器12组成。
其中套管末屏是指套管的电容式芯子的最外层电容极板，次屏是指芯子的紧邻最外层的电容极板。
与现有技术相比，本实用新型所提供上述技术方案具有如下优点：
1)采用从套管次屏提取电压信号，能够获得比较准确的套管暂态电压波形。而以往采用的电压互感器不但远离变压器，导致互感器上的暂态电压波形与变压器套管上的暂态电压波形差异很大；而且电压互感器仅仅在50Hz附近性能良好，在小于10Hz的低频和高于1kHz的高频范围内的性能较差，对暂态电压波形畸变很大。
2)采用暂态电压电流信号计算介电谱，并通过介电谱来判断油纸绝缘是否受潮，比单独只计算介质损耗tanδ稳定性和准确性更高。
附图说明
图1是本实用新型的具体实施例的整体结构示意图；
图2是电压测量示意图；
图3是电流测量示意图；
具体实施方式
图1为本实用新型具体实施例的整体结构及使用时的连接示意图，1为与变压器套管次屏5连接的电压测量模块，2为与变压器套管末屏6接地线上电流传感器7相连的电流测量模块，3为信号采集模块，4为计算机。
图2显示了电压测量模块的结构和电压测量原理。套管的次屏5与套管高压杆13之间存在电容C1，次屏5与末屏6之间存在电容C2。C1和C2形成电容分压。电容分压电路输出的电压信号经过电压跟随器8、单端输入放大器9和电平转换器10的处理后，进入信号采集模块3。
图3显示了电流测量模块的结构和电流测量原理。电流传感器7是带磁芯的 罗果夫斯基线圈，嵌套在末屏6的接地线上。当末屏接地线上有电流I流过时，电流传感器7输出波形与I一致的电压信号U，经过差分输入放大器11和电平转换器12处理后，进入信号采集模块3。电流传感器7通过电磁感应得到电流信号，其磁芯为磁导率超过10000的超微晶圆环，所绕匝数为2000，测量频带达到0.1Hz～1000Hz。
计算机4将得到的信号进行傅里叶变换，可以提取得到0.1Hz～1000Hz频率范围内复电容C*、复介电常数ε*、介质损耗角正切值tanδ参数，形成介电谱曲线。上述三者的数值随水分的增加而加大，由介电谱曲线的形状和数值可判断套管绝缘是否受潮(具体诊断方法和阈值可以参考现有关于油纸绝缘材料介电谱的研究成果)。
Claims (2)
1.一种变压器油纸绝缘套管在线监测装置，其特征在于，该在线监测装置由电压测量模块(1)、电流测量模块(2)、信号采集模块(3)和计算机(4)组成；电压测量模块连接套管次屏(5)，输出次屏电压信号给信号采集模块(3)；电流测量模块(2)连接嵌套在套管末屏(6)的接地线上的电流传感器(7)，输出末屏电流信号给信号采集模块(3)；信号采集模块(3)将次屏电压信号和末屏电流信号转换成数字信号并传输给计算机；计算机利用电压信号和电流信号计算套管油纸绝缘的介电谱。
2.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘套管在线监测装置，其特征在于，电压测量模块由电压跟随器(8)、单端输入放大器(9)和电平转换器(10)组成；电流测量模块由差分输入放大器(11)和电平转换器(12)组成。
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