CN220438525U - 一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电力变压器技术领域的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，包括：采集单元，所述采集单元包括采集单元防水壳体、安装在所述采集单元防水壳体内腔的第一模拟量采集模块和第二模拟量采集模块以及安装在所述采集单元防水壳体端面并分别与所述第一模拟量采集模块和所述第二模拟量采集模块电性连接的第一防水航空插头，本实用新型通过铁芯电流传感器和夹件电流传感器分别测量铁芯接地线和夹件接地线电流数据，通过对铁芯接地电流的监测即可直接反映出变压器是否存在铁芯多点接地，可结合电气设备状态评价系统进行状态检修、评估、预警和风险分析，有效提高变压器的安全运行水平。

Description

一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力变压器技术领域，具体为一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置。

背景技术

电力变压器是输电和配电过程中的重要电力设备，其运行状态直接关系到电网的安全与稳定，为适应电力系统智能化发展，需要对电力变压器的运行状态进行在线监测，变压器铁芯接地电流的在线监测是非常重要的部分。

变压器运行时绕组四周存在电场，而铁芯和夹件等金属件均处于该电场中且具有不同的电位，为了预防变压器在正常工作时，铁芯和其他金属件由于不均匀电场产生悬浮电位而造成对地放电，铁芯及其金属构件都必须可靠接地。投入使用的变压器在正常工作状态下，铁芯接地电流很小，为毫安级，最大为100毫安。

若铁芯存在两点以上接地情况，则接地点之间便可能形成回路从而产生环流。当两点电位差达到能够击穿二者之间绝缘时便产生断续火花放电而损坏变压器内部绝缘固件，从而使绝缘油分解，产生可燃性气体，还可能使接地片熔断，烧坏铁芯，导致事故发生。当铁芯出现多点接地故障时，流过变压器铁芯接地线上的电流会大幅度增加，所以通过监测铁芯引出线上电流值的大小就可以准确并实时地诊断出铁芯多点接地故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，以解决上述背景技术中提出的变压器正常运行时，其铁芯及其金属夹件必须一点可靠接地，否则铁芯对地会产生悬浮电压或铁芯多点接地而产生发热故障，严重威胁变压器及电网的安全的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，包括：

采集单元，所述采集单元包括采集单元防水壳体、安装在所述采集单元防水壳体内腔的第一模拟量采集模块和第二模拟量采集模块以及安装在所述采集单元防水壳体端面并分别与所述第一模拟量采集模块和所述第二模拟量采集模块电性连接的第一防水航空插头；

夹件电流传感器，所述夹件电流传感器与通过所述第一防水航空插头与所述第一模拟量采集模块电性连接；

铁芯电流传感器，所述铁芯电流传感器通过所述第一防水航空插头与所述第二模拟量采集模块电性连接。

优选的，所述采集单元还包括安装在所述采集单元防水壳体内腔并分别与所述第一模拟量采集模块和所述第二模拟量采集模块电性连接的双路电源模块。

优选的，所述采集单元防水壳体包括底壳组件以及安装在所述底壳组件顶部开口处的顶盖组件。

优选的，所述底壳组件包括底壳以及设置在所述底壳外侧壁长边上的制冷片，所述制冷片的冷端设置在所述底壳的内腔，所述制冷片的热端设置在所述底壳外侧与外部空气相接触，所述制冷片与所述底壳之间作密封处理。

优选的，所述顶盖组件包括设置在所述底壳顶部开口处的顶板、设置在所述顶板底部边缘处并与所述底壳内腔侧壁相接触的密封块、设置在所述顶板底部四角并设置在所述密封块内侧的温度传感器以及安装在所述顶板底部并设置在所述四个所述温度传感器之间的控制器，所述控制器分别与所述温度传感器和所述制冷片电性连接。

优选的，还包括无线数据传输单元，所述无线数据传输单元包括无线数据传输单元防水壳体、安装在所述无线数据传输单元防水壳体内腔的电源模块和无线数据传输模块以及设置在所述无线数据传输单元防水壳体端面的第二防水航空插头，所述电源模块和所述无线数据传输模块电性连接，所述第二防水航空插头与所述无线数据传输模块电性连接，所述第二防水航空插头通过通信线缆与所述第一防水航空插头电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，通过铁芯电流传感器和夹件电流传感器分别测量铁芯接地线和夹件接地线电流数据，通过对铁芯接地电流的监测即可直接反映出变压器是否存在铁芯多点接地，可结合电气设备状态评价系统进行状态检修、评估、预警和风险分析，有效提高变压器的安全运行水平。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型采集单元结构示意图；

图3为本实用新型采集单元防水壳体结构示意图；

图4为本实用新型顶盖组件结构示意图；

图5为本实用新型无线数据传输单元结构示意图；

图6为本实用新型电路示意图。

图中：100采集单元、110采集单元防水壳体、111底壳组件、111a底壳、111b制冷片、112顶盖组件、112a顶板、112b密封块、112c温度传感器、112d控制器、120双路电源模块、130第一模拟量采集模块、140第二模拟量采集模块、150第一防水航空插头、200夹件电流传感器、300铁芯电流传感器、400无线数据传输单元、410无线数据传输单元防水壳体、420电源模块、430无线数据传输模块、440第二防水航空插头。

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做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。

本实用新型提供一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，通过铁芯电流传感器和夹件电流传感器分别测量铁芯接地线和夹件接地线电流数据，通过对铁芯接地电流的监测即可直接反映出变压器是否存在铁芯多点接地，可结合电气设备状态评价系统进行状态检修、评估、预警和风险分析，有效提高变压器的安全运行水平，请参阅图1，包括：采集单元100、夹件电流传感器200、铁芯电流传感器300和无线数据传输单元400；

请参阅图1-4，采集单元100包括采集单元防水壳体110、安装在采集单元防水壳体110内腔的第一模拟量采集模块130和第二模拟量采集模块140以及安装在采集单元防水壳体110端面并分别与第一模拟量采集模块130和第二模拟量采集模块140电性连接的第一防水航空插头150，采集单元100还包括安装在采集单元防水壳体110内腔并分别与第一模拟量采集模块130和第二模拟量采集模块140电性连接的双路电源模块120，采集单元防水壳体110包括底壳组件111以及安装在底壳组件111顶部开口处的顶盖组件112，底壳组件111包括底壳111a以及设置在底壳111a外侧壁长边上的制冷片111b，制冷片111b的冷端设置在底壳111a的内腔，制冷片111b的热端设置在底壳111a外侧与外部空气相接触，制冷片111b与底壳111a之间作密封处理，顶盖组件112包括设置在底壳111a顶部开口处的顶板112a、设置在顶板112a底部边缘处并与底壳111a内腔侧壁相接触的密封块112b、设置在顶板112a底部四角并设置在密封块112b内侧的温度传感器112c以及安装在顶板112a底部并设置在四个温度传感器112c之间的控制器112d，控制器112d分别与温度传感器112c和制冷片111b电性连接，模拟量采集模块采集电流互感器输出的两路信号，一路为0~5VAC信号（对应0~1A量程），一路为0~5VDC信号对应（0~10A量程），通过485通信接口，modbusRTU通信协议上传，电流传感器0~5VDC信号通过J1-1，J1-2进入模拟量采集模块，经过Ｕ１：Ａ２脚调节放大系数，３脚输出到U３CPUADC引脚，转换处理，电流传感器0~5VAC信号通过J1-3，J1-４进入模拟量采集模块，经过Ｕ１：Ａ２脚调节放大系数，３脚输出到U３CPUADC引脚，转换处理，如图6所示，顶板112a通过螺栓固定安装在底壳111a的顶部开口处，通过密封块112b对顶板112a和底壳111a之间作密封处理，防止外部的水汽进入到底壳111a的内腔造成安装在底壳111a内腔的电器元件损伤，通过温度传感器112c监测底壳111a内腔的温度，并将测量的温度数据传递到控制器112d上，对控制器112d设定温度阈值，当测量的温度数据超过了设定的阈值，通过控制器112d接通制冷片111b的电源，制冷片111b通电对底壳111a的内腔进行制冷降温，避免底壳111a内腔的温度过高造成安装在底壳111a内腔的电器元件的损伤，控制器112d为PLC控制器；

请再次参阅图1-2，夹件电流传感器200通过第一防水航空插头150与第一模拟量采集模块130电性连接，夹件电流传感器200安装在夹件接地线上，用于测量夹件接地线的电流数据，并将测量的数据通过第一防水航空插头150传递到第一模拟量采集模块130上；

请再次参阅图1-2，铁芯电流传感器300通过第一防水航空插头150与第二模拟量采集模块140电性连接，铁芯电流传感器300安装在铁芯接地线上，用于测量铁芯接地线的电流数据，并将测量的数据通过第一防水航空插头150传递到第二模拟量采集模块140上，通过对铁芯接地电流的监测即可直接反映出变压器是否存在铁芯多点接地，可结合电气设备状态评价系统进行状态检修、评估、预警和风险分析，有效提高变压器的安全运行水平；

请参阅图1-2和图5，无线数据传输单元400包括无线数据传输单元防水壳体410、安装在无线数据传输单元防水壳体410内腔的电源模块420和无线数据传输模块430以及设置在无线数据传输单元防水壳体410端面的第二防水航空插头440，电源模块420和无线数据传输模块430电性连接，第二防水航空插头440与无线数据传输模块430电性连接，第二防水航空插头440通过通信线缆与第一防水航空插头150电性连接，测量的数据通过第一防水航空插头150、通信线缆和第二防水航空插头440传递到无线数据传输模块430上，通过无线数据传输模块430将数据传递到监控中心软件平台，无线数据传输模块430采用LoRa调制技术原有基础上内置了功率放大器（PA）与低噪声放大器（LNA），通信距离更远，通过串口采集模拟量采集模块电流数据，转换为无线数据发送到后台无线传输模块，再转为串口数据进入后台主机，取代串口电缆。

虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：包括：

采集单元（100），所述采集单元（100）包括采集单元防水壳体（110）、安装在所述采集单元防水壳体（110）内腔的第一模拟量采集模块（130）和第二模拟量采集模块（140）以及安装在所述采集单元防水壳体（110）端面并分别与所述第一模拟量采集模块（130）和所述第二模拟量采集模块（140）电性连接的第一防水航空插头（150）；

夹件电流传感器（200），所述夹件电流传感器（200）与通过所述第一防水航空插头（150）与所述第一模拟量采集模块（130）电性连接；

铁芯电流传感器（300），所述铁芯电流传感器（300）通过所述第一防水航空插头（150）与所述第二模拟量采集模块（140）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：所述采集单元（100）还包括安装在所述采集单元防水壳体（110）内腔并分别与所述第一模拟量采集模块（130）和所述第二模拟量采集模块（140）电性连接的双路电源模块（120）。

3.根据权利要求2所述的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：所述采集单元防水壳体（110）包括底壳组件（111）以及安装在所述底壳组件（111）顶部开口处的顶盖组件（112）。

4.根据权利要求3所述的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：所述底壳组件（111）包括底壳（111a）以及设置在所述底壳（111a）外侧壁长边上的制冷片（111b），所述制冷片（111b）的冷端设置在所述底壳（111a）的内腔，所述制冷片（111b）的热端设置在所述底壳（111a）外侧与外部空气相接触，所述制冷片（111b）与所述底壳（111a）之间作密封处理。

5.根据权利要求4所述的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：所述顶盖组件（112）包括设置在所述底壳（111a）顶部开口处的顶板（112a）、设置在所述顶板（112a）底部边缘处并与所述底壳（111a）内腔侧壁相接触的密封块（112b）、设置在所述顶板（112a）底部四角并设置在所述密封块（112b）内侧的温度传感器（112c）以及安装在所述顶板（112a）底部并设置在所述四个所述温度传感器（112c）之间的控制器（112d），所述控制器（112d）分别与所述温度传感器（112c）和所述制冷片（111b）电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种电力变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，其特征在于：还包括无线数据传输单元（400），所述无线数据传输单元（400）包括无线数据传输单元防水壳体（410）、安装在所述无线数据传输单元防水壳体（410）内腔的电源模块（420）和无线数据传输模块（430）以及设置在所述无线数据传输单元防水壳体（410）端面的第二防水航空插头（440），所述电源模块（420）和所述无线数据传输模块（430）电性连接，所述第二防水航空插头（440）与所述无线数据传输模块（430）电性连接，所述第二防水航空插头（440）通过通信线缆与所述第一防水航空插头（150）电性连接。