CN212623044U - 一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置 - Google Patents

Abstract

一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，包括信号传感器、中央处理器与无线断路器，所述中央处理器包括CPU与控制接收器，所述信号传感器的一端与电压信号采集机构、电流信号采集机构相连接，信号传感器的另一端与CPU进行信号连接，CPU与控制接收器的一端进行信号连接，控制接收器的另一端与无线断路器进行无线信号连接。本设计不仅对铁磁谐振现象进行监测的效果较好，而且能够及时预警防爆。

Description

一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电压互感器的在线监测装置，属于电网运维领域，尤其涉及一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置。

背景技术

在科技飞速发展的今天，社会生产、生活已然离不开电力能源，电力能源也是消耗性能源中所占比例最大的一个部分。伴随现代社会高速发展，对电力能源的要求也必然随之增大，电网电压等级也越来越高，其中，由大量的分布式容性电气设备构建成的巨型输电网络，是影响电力系统安全运行的因素，如果某一个设备产生故障或出现问题，都可能会引起一系列的不良反应，严重的甚至会导致电网系统解列甚至崩溃。

在现实的生产作业过程中，变配电站常因铁磁谐振现象发生开关柜短路、过电压保护器损坏、电压互感器烧毁、熔断器熔断等事故。其中，由于电压互感器所具有的感性特性，它极易在工况条件下与设备或电路等容性负载元件产生铁磁谐振现象，从而发生事故，根据大量电压互感器爆炸后分析报告可知，电压互感器发生爆炸事故中，90%是铁磁谐振导致，此外，电网中出现高次谐波以及直流分量也会导致电压互感器铁磁谐振的发生。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的对铁磁谐振现象进行监测的效果较差、无法及时预警防爆的缺陷与问题，提供一种对铁磁谐振现象进行监测的效果较好、能够及时预警防爆的防爆预警的电压互感器的在线监测装置。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，包括信号传感器、中央处理器与无线断路器，所述中央处理器包括CPU与控制接收器，所述信号传感器的一端与电压信号采集机构、电流信号采集机构相连接，信号传感器的另一端与CPU进行信号连接，CPU与控制接收器的一端进行信号连接，控制接收器的另一端与无线断路器进行无线信号连接。

所述控制接收器与无线断路器之间通过蓝牙进行无线信号连接。

所述中央处理器还包括与CPU进行信号连接的GPS对时器，所述信号传感器与CPU之间为有线连接，CPU与控制接收器之间为有线连接。

所述电流信号采集机构为一个开口电流钳。

所述开口电流钳包括左铁芯、左绝缘外壳、右铁芯、右绝缘外壳与连接导线，所述左铁芯的侧部包裹在左绝缘外壳的内部，左铁芯上延伸至左绝缘外壳之外的部位分别为左一外露端、左二外露端，所述右铁芯的侧部包裹在右绝缘外壳的内部，右铁芯上延伸至右绝缘外壳之外的部位分别为右一外露端、右二外露端；

所述左一外露端与右一外露端进行对应连接，所述左二外露端与右二外露端进行对应连接，所述连接导线的一端穿过右绝缘外壳后与右铁芯相连接，连接导线的另一端与信号传感器相连接。

所述左一外露端、右一外露端中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁；所述左二外露端、右二外露端中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁。

所述左铁芯、右铁芯的中部相对于各自的两端都呈内凹结构，且左铁芯、右铁芯的内凹方向相反。

所述左铁芯为［ 型结构，所述右铁芯为 ］型结构。

所述左铁芯、右铁芯的制作材料均为坡莫合金。

所述左一外露端、右一外露端的连接处，以及左二外露端、右二外露端的连接处的外部都套设有一个防潮保护罩。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置中，主要包括信号传感器、中央处理器与无线断路器，其中，信号传感器的输入端与电压信号采集机构、电流信号采集机构相连接，中央处理器中的控制接收器与无线断路器进行无线信号连接，应用时，先由电压信号采集机构、电流信号采集机构对运行中的电压互感器进行信号采集，再将采集到的计量电压、泄露电流发给中央处理器中的CPU进行分析，若分析结果表明被监测的电压互感器出现铁磁谐振现象特征，则由控制接收器立刻向无线断路器发出重合闸操作，以改变电压互感器运行模式，从而避免电压互感器发生爆炸，同时，实时将采集数据及运算结果上传后台记录和工作人员监管，做出智能判断，形成预判断机制，大大提高电压互感器介损测量准确度，为电压互感器的安全运行提高技术支撑。因此，本实用新型不仅对铁磁谐振现象进行监测的效果较好，而且能够及时预警防爆。

2、本实用新型一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置中，中央处理器还包括与CPU进行信号连接的GPS对时器，该设计能为采集数据打时标，从而将报警时标的准确性提高到0.1us。因此，本实用新型报警的精确度较高。

3、本实用新型一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置中，控制接收器与无线断路器之间为无线信号连接，优选为通过蓝牙进行无线信号连接，该设计能实现对断路器的无线远程控制。因此，本实用新型能实现远程控制。

4、本实用新型一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置中，电流信号采集机构为一个开口电流钳，其结构优选为包括左铁芯、左绝缘外壳、右铁芯、右绝缘外壳与连接导线，其中，左铁芯、右铁芯的制作材料均为坡莫合金，控制截面积以提高磁密，达到高准确度，同时，左、右外露端之间优选为通过凹、凸磁铁进行对接，不仅能使电流钳闭合程度高，而且能确保开合次数不影响试验结果，此外，外露端交接处外部所套设的防潮保护罩能保证长期运行后界面部分阻抗不会增大，提高使用效果和寿命。因此，本实用新型不仅准确度较高，而且使用寿命较长。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中电流信号采集机构的结构示意图。

图中：无线断路器1、信号传感器2、电压信号采集机构21、电流信号采集机构22、中央处理器3、CPU31、控制接收器32、GPS对时器33、左铁芯4、左一外露端41、左二外露端42、左绝缘外壳5、右铁芯6、右一外露端61、右二外露端62、右绝缘外壳7、连接导线8、防潮保护罩9。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1与图2，一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，包括信号传感器2、中央处理器3与无线断路器1，所述中央处理器3包括CPU31与控制接收器32，所述信号传感器2的一端与电压信号采集机构21、电流信号采集机构22相连接，信号传感器2的另一端与CPU31进行信号连接，CPU31与控制接收器32的一端进行信号连接，控制接收器32的另一端与无线断路器1进行无线信号连接。

所述控制接收器32与无线断路器1之间通过蓝牙进行无线信号连接。

所述中央处理器3还包括与CPU31进行信号连接的GPS对时器33，所述信号传感器2与CPU31之间为有线连接，CPU31与控制接收器32之间为有线连接。

所述电流信号采集机构22为一个开口电流钳。

所述开口电流钳包括左铁芯4、左绝缘外壳5、右铁芯6、右绝缘外壳7与连接导线8，所述左铁芯4的侧部包裹在左绝缘外壳5的内部，左铁芯4上延伸至左绝缘外壳5之外的部位分别为左一外露端41、左二外露端42，所述右铁芯6的侧部包裹在右绝缘外壳7的内部，右铁芯6上延伸至右绝缘外壳7之外的部位分别为右一外露端61、右二外露端62；

所述左一外露端41与右一外露端61进行对应连接，所述左二外露端42与右二外露端62进行对应连接，所述连接导线8的一端穿过右绝缘外壳7后与右铁芯6相连接，连接导线8的另一端与信号传感器2相连接。

所述左一外露端41、右一外露端61中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁；所述左二外露端42、右二外露端62中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁。

所述左铁芯4、右铁芯6的中部相对于各自的两端都呈内凹结构，且左铁芯4、右铁芯6的内凹方向相反。

所述左铁芯4为［ 型结构，所述右铁芯6为 ］型结构。

所述左铁芯4、右铁芯6的制作材料均为坡莫合金。

所述左一外露端41、右一外露端61的连接处，以及左二外露端42、右二外露端62的连接处的外部都套设有一个防潮保护罩9。

本实用新型的原理说明如下：

本实用新型提供一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，该装置通过实时监测电压互感器泄露电流（由电流信号采集机构采集）、二次输出电压（由电压信号采集机构采集）之间的关系，分析该运行电压互感器电感量的变化，实现对绝缘性能的预测，在电压互感器出现绝缘异常初期，通过控制断路器重合闸改变电压互感器运行方式，防止内部产生铁磁谐振，从根本上预防电压互感器爆炸事故的出现。

此外，可将本次预防性事故通过通讯上传给后台监测系统，方便管理人员对运行设备的监管，具备广阔的推广应用前景。

实施例1：

以一座110kV变电站为例，该站有Ⅰ母、Ⅱ母两条母线电压互感器，对两条线路一共6支电压互感器开展防爆预警在线监测工作，工作过程如下：

（1）、打开站内的端子箱，找到需要监测的电压互感器计量绕组端子，将信号传感器2中的电压信号采集机构21并联到计量绕组上，以采集二次输出电压；

（2）、在电压互感器末屏端子线上，找到N端子，将电流信号采集机构22打开，卡到该接地线上，并将防潮保护罩9安装到开口连接处，以采集泄露电流；

（3）、将采集好的电压、电流信号经信号传感器2发送CPU31，开始分析工作；

（4）、通过分析运行电压互感器电感量的变化，评估绝缘性能，监测此时电网内是否存在足以让电压互感器出现铁磁谐振的直流分量或谐波，如果出现报警状态，CPU31经控制接收器32向无线断路器1发出重合闸命令；

（5）、无线断路器1接受到命令后动作，改变当前电压互感器运行方式，故障隐患消除；

（6）、CPU31记录全部过程，并将动作参数和结果保存上传系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述在线监测装置包括信号传感器（2）、中央处理器（3）与无线断路器（1），所述中央处理器（3）包括CPU（31）与控制接收器（32），所述信号传感器（2）的一端与电压信号采集机构（21）、电流信号采集机构（22）相连接，信号传感器（2）的另一端与CPU（31）进行信号连接，CPU（31）与控制接收器（32）的一端进行信号连接，控制接收器（32）的另一端与无线断路器（1）进行无线信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述控制接收器（32）与无线断路器（1）之间通过蓝牙进行无线信号连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述中央处理器（3）还包括与CPU（31）进行信号连接的GPS对时器（33），所述信号传感器（2）与CPU（31）之间为有线连接，CPU（31）与控制接收器（32）之间为有线连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述电流信号采集机构（22）为一个开口电流钳。

5.根据权利要求4所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述开口电流钳包括左铁芯（4）、左绝缘外壳（5）、右铁芯（6）、右绝缘外壳（7）与连接导线（8），所述左铁芯（4）的侧部包裹在左绝缘外壳（5）的内部，左铁芯（4）上延伸至左绝缘外壳（5）之外的部位分别为左一外露端（41）、左二外露端（42），所述右铁芯（6）的侧部包裹在右绝缘外壳（7）的内部，右铁芯（6）上延伸至右绝缘外壳（7）之外的部位分别为右一外露端（61）、右二外露端（62）；

所述左一外露端（41）与右一外露端（61）进行对应连接，所述左二外露端（42）与右二外露端（62）进行对应连接，所述连接导线（8）的一端穿过右绝缘外壳（7）后与右铁芯（6）相连接，连接导线（8）的另一端与信号传感器（2）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述左一外露端（41）、右一外露端（61）中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁；所述左二外露端（42）、右二外露端（62）中任意一个为凸磁铁，另一个则为凹磁铁。

7.根据权利要求6所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述左铁芯（4）、右铁芯（6）的中部相对于各自的两端都呈内凹结构，且左铁芯（4）、右铁芯（6）的内凹方向相反。

8.根据权利要求7所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述左铁芯（4）为［ 型结构，所述右铁芯（6）为 ］型结构。

9.根据权利要求5所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述左铁芯（4）、右铁芯（6）的制作材料均为坡莫合金。

10.根据权利要求5所述的一种防爆预警的电压互感器的在线监测装置，其特征在于：所述左一外露端（41）、右一外露端（61）的连接处，以及左二外露端（42）、右二外露端（62）的连接处的外部都套设有一个防潮保护罩（9）。

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