CN207588433U - 一种电力主变非电量保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电力主变非电量保护装置。包括SF6主变器本体、高压断路器、热成像感温单元、微处理器、DA转换器、AD转换器、图像显示器，所述SF6主变器本体包括主变绕组、铁芯以及SF6主变器本体内充注的SF6气体；所述高压断路器安装于SF6主变器本体的一次高压来电侧，包括动触头、静触头和断路器跳闸线圈回路，高压断路器通过动触头、静触头的插入接触和脱离分开，实现接通或断开SF6主变器本体的一次电源；所述热成像感温单元包括安装于SF6主变器本体外的传感器、伸入SF6主变器本体内并安装在SF6主变器本体内壁上的若干红外热成像感温探头、光纤。本实用新型既保护了工作人员和主变的安全，又保护了大电网的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力主变非电量保护装置。
背景技术
传统的主变在运行中，大多由电、磁量的变化来进行电量测量和保护，通过预先设置电、磁保护整定值程序，当主变运行中在发生故障时，其电、磁量会发生变化，当变化达到预先设置的整定值时，这些电量保护起到主变保护作用，防止事故扩大，和保护人员设备的安全，传统主变也还使用测温探头对主变内部充注的变压器油，或SF6气体进行测量，来估算主变绕组真实温度，而进行的一种非电量辅助保护方式。以上就是现有主变电量和非电量的保护方式，其存在的不足和缺点如下：
传统电量保护方式：无论是电流、电压、阻抗、容抗、感抗等这些电量的变化在正常运行或异常运行中是存在电量变化范围的，但对于一些如接触不良、接头松动、或氧化等这些引起发热的缺陷，是需要停电下来，通过测量接触电阻等才能发现，这在带电运行中是无法测量的，传统电量保护方式对带电运行中的主变常常难以发现以上发热缺陷。
传统非电量保护方式：因为主变运行中带有高压电，传统主变测温探头无法直接接触到主变绕组进行测量，只能使用测温探头对主变内部充注的变压器油，或SF6气体进行测量，来估算主变绕组真实温度，这存在严重的滞后和不准确。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电力主变非电量保护装置，该装置既保护了工作人员和主变的安全，又保护了大电网的安全运行。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电力SF6主变非电量保护装置，包括SF6主变器本体、高压断路器、热成像感温单元、微处理器、DA转换器、AD转换器、图像显示器，所述SF6主变器本体包括主变绕组、铁芯以及SF6主变器本体内充注的SF6气体；所述高压断路器安装于SF6主变器本体的一次高压来电侧，包括动触头、静触头和断路器跳闸线圈回路，高压断路器通过动触头、静触头的插入接触和脱离分开，实现接通或断开SF6主变器本体的一次电源；所述热成像感温单元包括安装于SF6主变器本体外的传感器、伸入SF6主变器本体内并安装在SF6主变器本体内壁上的若干红外热成像感温探头、光纤。
在本实用新型一实施例中，所述红外热成像感温探头能对主变绕组进行非接触的热成像测温，并将测温信号通过光纤传输至传感器和安装于远方控制室内的图像显示器，传感器将热成像温度信号放大后传输至AD转换器，AD转换器将传输来的热成像测温电信号转换为数字信号后，再传送至微处理器，微处理器将数字信号处理后传输至DA转换器，DA转换器能将由微处理器传输来的数字信号转换为与断路器跳闸回路相匹配的电信号，并输送给断路器跳闸线圈回路。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型是基于SF6主变内部绕组无论是发生何种故障，都会在其故障点上发生高于正常运行状况下升温温度的原理，通过非电量的非接触红外感温，能在线及时捕获准确SF6主变绕组故障点温度变化情况，由于红外感温探头与主变内带有高压电的绕组、铁芯部分保持非接触的安全距离，又由于红外射线在SF6气体介质内有很好的穿透率和很小的衰减，因此通过红外感温探头发射和接受红外感温信号，就能完成连续准确的感温工作，同时本申请预先设置有跳闸温度保护整定值，设计的微处理器还编程有根据红外射线在穿透SF6气体与穿透空气之间不同反射率和衰减进行修正的程序，以及对不同主变运行负荷、不同环境温度下对跳闸温度的修正补偿程序等，当SF6主变内部发热温度超过跳闸保护整定值时，微处理器发出指令，自动控制SF6主变来电侧高压断路器分闸线圈动作，断路器跳闸，切断来电侧电源，有力保障电网人身和设备的安全。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电力SF6主变内部绕组发热的非电量保护装置正常运行工作原理图。
图2是本实用新型实施例的电力SF6主变内部绕组发生严重发热故障时，非电量保护装置准确切断来电侧断路器电源，进行保护工作原理图。
图3是本实用新型实施例的SF6主变内部发热故障温度未达到保护整定值，微处理器不执行指令，DJ1不闭合，跳闸线圈不动作时跳闸线圈回路接线图。
图4是本实用新型实施例的SF6主变内部发生严重发热故障，温度超过保护整定值，微处理器发出执行指令，DJ1闭合，跳闸线圈跳闸动作时跳闸线圈回路接线图。
图5是本实用新型实施例的电力SF6主变非电量保护装置二次保护回路原理方框图。
图中：1-红外热成像感温探头；2-光纤；3-AD转换器；4-图像显示器；5-微处理器；6-DA转换器；7-SF6主变器本体；8-主变套管；9-主变绕组；10-高压进线；11-高压出线；12-主变来电侧断路器；13-断路器静触头；14-断路器动触头；15-高压套管引线；16-断路器跳闸线圈；17-SF6气体。
具体实施方式
下面结合附图1-5，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
本实用新型的一种电力主变非电量保护装置，包括SF6主变器本体、高压断路器、热成像感温单元、微处理器、DA转换器、AD转换器、图像显示器，所述SF6主变器本体包括主变绕组、铁芯以及SF6主变器本体内充注的SF6气体；所述高压断路器安装于SF6主变器本体的一次高压来电侧，包括动触头、静触头和断路器跳闸线圈回路，高压断路器通过动触头、静触头的插入接触和脱离分开，实现接通或断开SF6主变器本体的一次电源；所述热成像感温单元包括安装于SF6主变器本体外的传感器、伸入SF6主变器本体内并安装在SF6主变器本体内壁上的若干红外热成像感温探头、光纤。所述红外热成像感温探头能对主变绕组进行非接触的热成像测温，并将测温信号通过光纤传输至传感器和安装于远方控制室内的图像显示器，传感器将热成像温度信号放大后传输至AD转换器，AD转换器将传输来的热成像测温电信号转换为数字信号后，再传送至微处理器，微处理器将数字信号处理后传输至DA转换器，DA转换器能将由微处理器传输来的数字信号转换为与断路器跳闸回路相匹配的电信号，并输送给断路器跳闸线圈回路。
以下是本实用新型的具体实现实例。
电力SF6主变非电量保护装置，包括：SF6主变器身、高压断路器、SF6主变器身内充注的SF6气体、SF6主变器身内的绕组和铁芯，还包括热成像感温系统、微处理器，和安装于远方控制室后台的实时图像显示器等。SF6主变内的绕组因电流和磁场作用会发热，电流越大、磁通越强烈，发热越严重，当发生过负荷、过电压，或内部部件接触不好时，都会产生异常发热缺陷，当发生严重过热缺陷时，如不能迅速断开断路器，切断电源，将严重损害SF6主变，甚至造成烧毁、爆炸的危险，SF6主变器身内充注的SF6气体起到绝缘和冷却作用。由于主变内部存在高电压，一般直接接触的测温探头难以直接与绕组和铁芯直接接触进行测温，传统主变绕组、铁芯测温只能通过间接测温，如测量主变器身内充注的油温和SF6气体温度来估算绕组温度，这些都存在严重的滞后和不准确，而红外热成像感温探头与主变内带有高压电的绕组、铁芯部分保持一定的安全距离，通过非接触的红外热成像感温，就能完成在线准确的热成像测温，又由于红外线能在SF6气体介质内有很好的穿透率和很小的衰减，但对充油主变则不行，红外线在充油主变内部变压器油的液体介质内穿透率差，衰减大，因此本申请运用红外感温的非电量保护方式，只能适用于充SF6气体介质的主变，而不适用充油介质的主变。
高压断路器，高压断路器安装在SF6主变的一次高压来电侧，包括动触头、静触头和跳闸线圈，高压断路器通过动、静触头的插入接触和脱离分开，实现接通或断开SF6主变的一次电源，高压断路器除可按正常操作程序进行开断外，在发生严重危及SF6主变的发热故障时，由微处理器控制跳闸线圈动作，使原先合闸的动、静触头迅速脱离分开，断路器跳闸，切断电源，将发生严重发热缺陷的SF6主变隔离于带电电网以外，防止了事故的进一步扩大。
热成像感温系统，热成像感温系统包括安装在SF6主变器身之外的传感器、伸入主变器身内部并安装在主变器身内壁上的若干只小型红外热成像感温探头，以及传输信号的光纤，AD信号转换器，DA信号转换器和实时图像显示器等。小型红外热成像感温探头能对SF6主变内部的绕组进行非接触的准确热成像测温，并将在线测温信号通过光纤传输至安装于主变器身外的传感器和安装于远方控制室内的实时图像显示器，传感器将热成像温度信号放大后传输至AD信号转换器，AD信号转换器将传输来的热成像测温电信号转换为数字信号后，再传送至微处理器，微处理器将编程处理后的数字信号传输至DA信号转换器，DA信号转换器能将由微处理器传输来的数字信号转换为与断路器跳闸回路相匹配的电信号，并输送给断路器跳闸线圈回路，执行微处理器发出的指令。安装于远方控制室内的实时图像显示器能随时观察SF6主变内部发热热成像情况，以便于运行人员随时观察。小型红外感温探头的输出端电性连接于传感器的输入端和实时图像显示器的输入端，传感器的输出端电性连接于AD转换器的输入端，AD转换器的输出端电性连接于微处理器的输入端，微处理器的输出端电性连接于DA转换器的输入端，DA转换器的输出端电性连接于高压断路器跳闸回路。
微处理器，微处理器能根据SF6主变绕组在发生危及安全运行的严重发热缺陷时，自动控制SF6主变来电侧断路器跳闸线圈动作，切断来电电源，避免SF6主变进一步损害，甚至烧毁爆炸的危险，也防止了电网事故扩大的严重事故。微处理器预先设置有跳闸温度保护整定值，微处理器还编程有根据红外射线在穿透SF6气体与穿透空气之间不同反射率和衰减进行修正的程序，以及对不同主变运行负荷、不同环境温度下对跳闸温度的修正补偿程序等，以期达到对SF6主变绕组的准确感温，确保准确动作，既避免了发热程度未达到危及SF6主变时的误跳闸动作，更杜绝了在发生危及SF6主变和电网安全运行的严重发热缺陷时，不能迅速控制断路器跳闸的恶性事故，有力保证工作人员和电网设备的安全。
上述装置的控制方法如下：
1）SF6主变7在带电工作中由于电流和磁场作用，其内部绕组9会发热，需通过其内部充注的SF6气体17来冷却，以保证运行安全；
2）根据SF6主变7运行情况，预先在微处理器5内设置编程跳闸温度保护整定值，微处理器还应根据红外线在穿透SF6气体17介质与穿透空气介质之间不同反射率和衰减进行修正的编程程序，以及对不同SF6主变7运行负荷、不同环境温度下对跳闸温度的修正补偿编程程序等；
3）在SF6主变17投运前，先开启电力SF6主变非电量保护装置；
4）小型红外热成像感温探头1对SF6主变7内部绕组9的有效范围进行在线连续红外扫描感温；
5）SF6主变7正常运行，其绕组9温度值未超过预先设置的跳闸温度保护整定值，微处理器5不发出指令；
6）当SF6主变7内部绕组9发生严重发热缺陷，其温度达到预先设置的跳闸温度保护整定值时，微处理器5发出跳闸指令信号，控制断路器12跳闸线圈16动作，使其动触头14迅速脱离静触头13，切断SF6主变7来电侧电源，将此严重发热故障的SF6主变7强行与电网隔离开，既保护了工作人员和主变的安全，又保护了大电网的安全运行。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种电力主变非电量保护装置，其特征在于：包括SF6主变器本体、高压断路器、热成像感温单元、微处理器、DA转换器、AD转换器、图像显示器，所述SF6主变器本体包括主变绕组、铁芯以及SF6主变器本体内充注的SF6气体；所述高压断路器安装于SF6主变器本体的一次高压来电侧，包括动触头、静触头和断路器跳闸线圈回路，高压断路器通过动触头、静触头的插入接触和脱离分开，实现接通或断开SF6主变器本体的一次电源；所述热成像感温单元包括安装于SF6主变器本体外的传感器、伸入SF6主变器本体内并安装在SF6主变器本体内壁上的若干红外热成像感温探头、光纤。
2.根据权利要求1所述的一种电力主变非电量保护装置，其特征在于：所述红外热成像感温探头能对主变绕组进行非接触的热成像测温，并将测温信号通过光纤传输至传感器和安装于远方控制室内的图像显示器，传感器将热成像温度信号放大后传输至AD转换器，AD转换器将传输来的热成像测温电信号转换为数字信号后，再传送至微处理器，微处理器将数字信号处理后传输至DA转换器，DA转换器能将由微处理器传输来的数字信号转换为与断路器跳闸回路相匹配的电信号，并输送给断路器跳闸线圈回路。
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Cited By (1)
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| CN114353871A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 博华工程技术有限公司 | 一种变电站运维调试方法 |
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2017
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