CN211179990U - 一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变电站主设备技术领域，更具体地，涉及一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，包括供电单元、智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块，所述的智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块依次电连接，所述的供电单元分别与智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块电连接，主设备或者变压器铁芯运行状态进行全面的在线监测，大大提高了安全性、可靠性提高，确保电网稳定安全。

Description

一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置

技术领域

本实用新型涉及变电站主设备技术领域，更具体地，涉及一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置。

背景技术

在电力系统变电站运行中的主设备应用，近几年多起变电站事故所暴露的变电站主设备铁芯多点接地问题，铁芯多点接地，是近年来变压器事故多发原因之一。变压器正常运行时，铁芯、夹件接地电流为毫安级，当铁芯、夹件发生多点接地故障时，铁芯、夹件接地电流会明显增加。根据实际运行数据表明，在正常情况下，变压器的铁芯、夹件接地电流只有几毫安～几十毫安，按照规程要求，当铁芯、夹件接地电流达到100毫安的时候，就必须采取相应措施进行处理。

铁芯多点接地导致对变电站主设备状态失控、监测死区的问题，围绕电网公司相关变电站主设备的规范和标准要求，进行变电站主设备铁芯接地判断方法的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，主设备或者变压器铁芯运行状态进行全面的在线监测，大大提高了安全性、可靠性提高，确保电网稳定安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，包括供电单元、智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块，所述的智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块依次电连接，所述的供电单元分别与智能传感器单元、铁芯动态电量参数侦测单元、控制逻辑单元、数据分析处理模块、预警合成单元和终端通讯模块电连接。

在本装置中，供电单元为装置中的各个部分进行供电，铁芯动态电量参数侦测单元侦测铁芯的电量动态参数，并将所侦测到的数据输送至控制逻辑单元中进行逻辑判断，由控制逻辑单元将铁芯接地的动态各电量参数，进行逻辑处理排序和初步预判，并将预判结果输送给数据分析处理模块，数据分析处理模块对预判结果进行处理和分析，并通过预警合成单元对分析结果生成预警，并发送至终端通讯模块以起到预警工作人员及时处理。

进一步的，所述的供电单元包括太阳能光伏板、充电管理电路模块和电池模块，所述的电池模块和太阳能光伏板分别与充电管理电路模块电连接。太阳能光伏板通过支架支撑，形成给装置的自供电，并通过充电管理电路模块对输入电能进行管控和处理，形成装置所需的稳定电压，电池模组为微型蓄电池，可作为装置的备用电源，当太阳能不能供给电能的时候，由充电管理电路模块控制接入装置，由电池模组为装置供电，充电管理电路模块可以切换控制利用太阳能光伏板对电池模组进行充电。

进一步的，所述的智能传感器单元包括依次电连接的霍尔电流传感器、智能电路和AD采集器，采集交流量转换成可取的数字量信号。

进一步的，所述的铁芯动态电量参数侦测单元包括稳态电流侦测模块、电流突变量侦测模块和谐波电流侦测模块，当铁芯多点接地时各模块侦测到的电量动态参数输送给下一个单元进行逻辑判断。铁芯动态电量参数侦测单元用于侦测主设备或变压器铁芯多点接地回路的电流突变量参数。

进一步的，所述的数据分析处理模块为DSP数据分析处理模块。

进一步的，所述的DSP数据分析处理模块包括：

稳态电流预警模块：当铁芯多点接地时动态电流大于整定值，装置预警稳态值动作预警；

突变量电流预警模块：当故障电流与稳态微电流值的差值达到整定值时，装置预警变化量电流动作；

谐波电流预警模块：当3次谐波电流大于稳态电流数值的10％，5次谐波电流大于稳态电流数值的15％，7次谐波电流大于稳态电流数值的17％，9次谐波电流大于稳态电流数值的20％，装置预警谐波动作。

数据分析处理模块通过将动态电流与所设定的稳态电流值、电流突变量值以及高次谐波电流值进行比对，在同时满足设定值时，则判断为主设备或变压器铁芯处于多点接地状态，否则，没有接地。

进一步的，所述的预警合成单元主要任务是对稳态电流、突变量电流、高次谐波电流这三者关系通过电路有效判断达到3取2的效果。

进一步的，还包括能耗管理模块，所述的能耗管理模块与数据分析处理模块电连接，控制该项目容量所有功耗不大于10％。

进一步的，所述的终端通讯模块包括无线通讯模块和远程终端设备，所述的无线通讯模块与远程终端设备通信连接。通过无线通讯模块将处理好的数据结果发送至远程终端设备中告知工作人员，所述的远程终端设备为电脑或手机。

进一步的，所述的智能传感器单元设置于铁芯接地监测点。

进一步的，还包括指示灯，所述的指示灯与控制逻辑单元电连接，控制逻辑单元在判断到出现多点接地异常的时候，控制逻辑单元输出控制命令，控制指示灯指示铁芯多点接地信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置能对主设备或变压器铁芯一点接地常态判断、主设备或变压器铁芯多点接地故障判断，单一的稳态电流越限状态判断、单一的突变电流越限状态判断、谐波电流越限判断，同时兼顾了准确性、可靠性、快速性、灵敏性，可以在主设备或变压器铁芯多点接地或者铁芯工作不良情况时，快速判断和报警，同时可以避免事故扩大。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型在一个实施例中变压器对铁芯接地原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例：

如图1，一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，包括供电单元1、智能传感器单元2、铁芯动态电量参数侦测单元3、控制逻辑单元4、数据分析处理模块5、预警合成单元6和终端通讯模块7，智能传感器单元2、铁芯动态电量参数侦测单元3、控制逻辑单元4、数据分析处理模块5、预警合成单元6和终端通讯模块7依次电连接，供电单元1分别与智能传感器单元2、铁芯动态电量参数侦测单元3、控制逻辑单元4、数据分析处理模块5、预警合成单元6和终端通讯模块7电连接。

在本装置中，供电单元1为装置中的各个部分进行供电，铁芯动态电量参数侦测单元3侦测铁芯的电量动态参数，并将所侦测到的数据输送至控制逻辑单元4中进行逻辑判断，由控制逻辑单元4将铁芯接地的动态各电量参数，进行逻辑处理排序和初步预判，并将预判结果输送给数据分析处理模块5，数据分析处理模块5对预判结果进行处理和分析，并通过预警合成单元6对分析结果生成预警，并发送至终端通讯模块7以起到预警工作人员及时处理。

在本实施例中，供电单元1包括太阳能光伏板、充电管理电路模块和电池模块，电池模块和太阳能光伏板分别与充电管理电路模块电连接。太阳能光伏板通过支架支撑，形成给装置的自供电，并通过充电管理电路模块对输入电能进行管控和处理，形成装置所需的稳定电压，电池模组为微型蓄电池，可作为装置的备用电源，当太阳能不能供给电能的时候，由充电管理电路模块控制接入装置，由电池模组为装置供电，充电管理电路模块可以切换控制利用太阳能光伏板对电池模组进行充电。

在本实施例中，智能传感器单元2包括依次电连接的霍尔电流传感器、智能电路和AD采集器，采集交流量转换成可取的数字量信号。

在本实施例中，铁芯动态电量参数侦测单元3包括稳态电流侦测模块、电流突变量侦测模块和谐波电流侦测模块，当铁芯多点接地时各模块侦测到的电量动态参数输送给下一个单元进行逻辑判断。铁芯动态电量参数侦测单元3用于侦测主设备或变压器铁芯多点接地回路的电流突变量参数。

在本实施例中，数据分析处理模块5为DSP数据分析处理模块。

在本实施例中，DSP数据分析处理模块包括：

数据分析处理模块5：稳态电流值，当铁芯多点接地时动态电流I1大于整定值Izd即(I1>Izd),装置预警稳态值动作；电流突变量值，当故障电流(Igz)与稳态微电流值(I1)的差值达到整定值时，装置预警变化量电流动作；谐波电流值，当3次谐波电流大于稳态电流数值的10％，5次谐波电流大于稳态电流数值的15％，7次谐波电流大于稳态电流数值的17％，,9次谐波电流大于稳态电流数值的20％，装置预警谐波动作，主设备内部存在多处接地现象。

稳态电流预警模块：当铁芯多点接地时动态电流I1大于整定值Izd即(I1>Izd),装置预警稳态值动作预警；

突变量电流预警模块：当故障电流(Igz)与稳态微电流值(I1)的差值达到整定值时，装置预警变化量电流动作；。

谐波电流预警模块：当3次谐波电流大于稳态电流数值的10％，5次谐波电流大于稳态电流数值的15％，7次谐波电流大于稳态电流数值的17％，,9次谐波电流大于稳态电流数值的20％，装置预警谐波动作，主设备内部存在多处接地现象。

数据分析处理模块5通过将动态电流与所设定的稳态电流值、电流突变量值以及高次谐波电流值进行比对，在同时满足设定值时，则判断为主设备或变压器铁芯处于多点接地状态，否则，没有接地。

在本实施例中，预警合成单元6主要任务是对稳态电流、突变量电流、高次谐波电流这三者关系通过电路有效判断达到3取2的效果。

在本实施例中，还包括能耗管理模块，能耗管理模块与数据分析处理模块5电连接，控制该项目容量所有功耗不大于10％。

在本实施例中，终端通讯模块7包括无线通讯模块和远程终端设备，无线通讯模块与远程终端设备通信连接。通过无线通讯模块将处理好的数据结果发送至远程终端设备中告知工作人员，远程终端设备为电脑或手机。

如图2所示，智能传感器单元2设置于铁芯接地监测点。

在本实施例中，还包括指示灯，指示灯与控制逻辑单元4电连接，控制逻辑单元4在判断到出现多点接地异常的时候，控制逻辑单元4输出控制命令，控制指示灯指示铁芯多点接地信号。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，包括供电单元(1)、智能传感器单元(2)、铁芯动态电量参数侦测单元(3)、控制逻辑单元(4)、数据分析处理模块(5)、预警合成单元(6)和终端通讯模块(7)，所述的智能传感器单元(2)、铁芯动态电量参数侦测单元(3)、控制逻辑单元(4)、数据分析处理模块(5)、预警合成单元(6)和终端通讯模块(7)依次电连接，所述的供电单元(1)分别与智能传感器单元(2)、铁芯动态电量参数侦测单元(3)、控制逻辑单元(4)、数据分析处理模块(5)、预警合成单元(6)和终端通讯模块(7)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的供电单元(1)包括太阳能光伏板、充电管理电路模块和电池模块，所述的电池模块和太阳能光伏板分别与充电管理电路模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的智能传感器单元(2)包括依次电连接的霍尔电流传感器、智能电路和AD采集器。

4.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的铁芯动态电量参数侦测单元(3)包括稳态电流侦测模块、电流突变量侦测模块和谐波电流侦测模块。

5.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的数据分析处理模块(5)为DSP数据分析处理模块。

6.根据权利要求5所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的DSP数据分析处理模块包括：

稳态电流预警模块：当铁芯多点接地时动态电流大于整定值，装置预警稳态值动作预警；

突变量电流预警模块：当故障电流与稳态微电流值的差值达到整定值时，装置预警变化量电流动作；

谐波电流预警模块：当3次谐波电流大于稳态电流数值的10％，5次谐波电流大于稳态电流数值的15％，7次谐波电流大于稳态电流数值的17％，9次谐波电流大于稳态电流数值的20％，装置预警谐波动作。

7.根据权利要求5或6所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，还包括能耗管理模块，所述的能耗管理模块与数据分析处理模块(5)电连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的终端通讯模块(7)包括无线通讯模块和远程终端设备，所述的无线通讯模块与远程终端设备通信连接。

9.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，所述的智能传感器单元(2)设置于铁芯接地监测点。

10.根据权利要求1所述的一种智能型主设备铁芯接地动态监测装置，其特征在于，还包括指示灯，所述的指示灯与控制逻辑单元(4)电连接。

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