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一種變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括CPU、限流電路和接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述接地電流監(jiān)測(cè)電路分為鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路和夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路包括鐵心電流互感器、第一整流濾波器，所述鐵心電流互感器的輸入信號(hào)為鐵心接地電流，經(jīng)第一整流濾波器整流濾波后與CPU的PA11端口連接；所述夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路包括夾件接地電流互感器、第二整流濾波器，所述夾件接地電流互感器的輸入信號(hào)為夾件接地電流，經(jīng)第二整流濾波器整流濾波后與CPU的PA12端口連接；所述限流電路的輸入端與CPU的端口PE連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于任何電力變壓器上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)電力變壓器鐵心接地電流的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是一種能夠在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)或手動(dòng)將接地電流限制在規(guī)定范圍內(nèi)的裝置，屬變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。對(duì)變壓器事故的統(tǒng)計(jì)分析表明，鐵心事故在變壓器總事故中占有較高的比率。而鐵心故障的產(chǎn)生，大部分是由于鐵心多點(diǎn)接地引起的。當(dāng)鐵心出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)有相當(dāng)大的電流流過(guò)鐵心，引起鐵心局部過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成局部燒損，所以需對(duì)變壓器鐵心中的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電力變壓器鐵心接地電流的監(jiān)測(cè)方法歸納起來(lái)主要有以下三種:
[0003]方法一:巡視人員定期使用電流鉗做鐵心接地電流帶電檢測(cè)，一般要求220kV及以上的變壓器6個(gè)月測(cè)量I次，IlOkV的變壓器I年測(cè)量I次，由于兩次預(yù)防性試驗(yàn)間隔時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于突發(fā)的接地電流超限故障和解決故障問(wèn)題有很長(zhǎng)的滯后性。
[0004]方法二:模擬電流表監(jiān)測(cè)法。該方法是在變壓器的鐵心接地線(xiàn)中直接串入模擬電流表，用于監(jiān)測(cè)接地電流。當(dāng)巡視人員發(fā)現(xiàn)電流超標(biāo)后，再采取進(jìn)一步的措施，如手動(dòng)在接地回路中串入電阻，有時(shí)甚至使變壓器停止運(yùn)行，進(jìn)行故障排查。該方法的最大缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確測(cè)量鐵心接地電流，這是因?yàn)樽儔浩饕坏┏霈F(xiàn)多點(diǎn)接地，其接地回路中的電流可達(dá)到幾十安，因此用于監(jiān)測(cè)鐵心電流的電流表的量程必然很大(一般為幾十安，否則電流表會(huì)因電流過(guò)大而燒斷，導(dǎo)致接地回路開(kāi)路)，而變壓器在正常情況下，其鐵心接地線(xiàn)中的電流又是很小的(一般在幾個(gè)毫安到幾十毫安)，國(guó)標(biāo)規(guī)定其電流的門(mén)檻值不能超過(guò)100mA，這么小的電流在如此大量程的電流表上幾乎是沒(méi)有讀數(shù)的。另外，該方法也同樣存在故障處理不及時(shí)的問(wèn)題。
[0005]方法三:基于數(shù)字化的測(cè)量裝置。該方法是利用電流傳感器來(lái)采集鐵心接地線(xiàn)中的電流信號(hào)，信號(hào)經(jīng)預(yù)處理后送入PC機(jī)、DSP或單片機(jī)，PC機(jī)、DSP或單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，如果超標(biāo)給出報(bào)警信號(hào)。這種方法只能起到對(duì)接地電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)和超標(biāo)報(bào)警的作用，電流超標(biāo)后的處理仍然由人工完成而不能自動(dòng)進(jìn)行，同樣存在故障處理不及時(shí)的問(wèn)題，且不能有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存，不便于事后故障分析，功能比較單一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種能夠?qū)﹄娏ψ儔浩髦械蔫F心和夾件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能自動(dòng)和手動(dòng)將它們限制在規(guī)定范圍內(nèi)的變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型所述問(wèn)題是由以下技術(shù)方案解決的:
[0008]一種變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括CPU、限流電路和接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述接地電流監(jiān)測(cè)電路分為鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路和夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路包括鐵心電流互感器、第一整流濾波器，所述鐵心電流互感器的輸入信號(hào)為鐵心接地電流，經(jīng)第一整流濾波器整流濾波后與CPU的PAll端口連接；所述夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路包括夾件接地電流互感器、第二整流濾波器，所述夾件接地電流互感器的輸入信號(hào)為夾件接地電流，經(jīng)第二整流濾波器整流濾波后與CPU的PA12端口連接；所述限流電路的輸入端與CPU的端口 PE連接。
[0009]上述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述限流電路包括鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)、夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)和控制繼電器組；所述控制繼電器組由第一繼電器?第十繼電器組成，所述第一繼電器?第十繼電器的控制信號(hào)輸入端分別與CPU上的PEO?PE9端口連接；所述鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)包括一組電阻和第一繼電器常閉觸點(diǎn)?第五繼電器常閉觸點(diǎn)，所述一組電阻分別是第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻，所述第一電阻?第四電阻與第二繼電器常閉觸點(diǎn)?第五繼電器常閉觸點(diǎn)串接后、再與第五電阻和第一繼電器的常閉觸點(diǎn)接成并聯(lián)電路。
[0010]上述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)包括一組電阻和第六繼電器常閉觸點(diǎn)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)，所述一組電阻分別是第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻和第十電阻，所述第六電阻?第九電阻與第七繼電器常閉觸點(diǎn)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)串接后、再與第十電阻和第六繼電器的常閉觸點(diǎn)接成并聯(lián)電路。
[0011]上述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，增設(shè)模式設(shè)置電路和通訊系統(tǒng)，所述模式設(shè)置電路的信號(hào)輸出端與CPU的信號(hào)輸入端連接；所述通訊電路的信號(hào)輸入端與CPU的信號(hào)輸出端連接。
[0012]上述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，增設(shè)報(bào)警系統(tǒng)，所述報(bào)警系統(tǒng)包括鐵心報(bào)警器和夾件報(bào)警器，所述鐵心報(bào)警器的信號(hào)輸入端與CPU的信號(hào)輸出端連接，所述夾件報(bào)警器的信號(hào)輸入端與CPU的信號(hào)輸出端連接。
[0013]上述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，增設(shè)儲(chǔ)存器和顯示電路，所述顯示電路的數(shù)據(jù)輸入端與CPU上的數(shù)據(jù)輸出端連接；所述儲(chǔ)存器的數(shù)據(jù)輸入端與CPU的數(shù)據(jù)輸出端連接。
[0014]本實(shí)用新型利用電流互感器采集變壓器鐵心和夾件的接地電流信號(hào)，通過(guò)CPU可準(zhǔn)確判斷接地電流是否超標(biāo)，當(dāng)電流超標(biāo)時(shí)，CPU通過(guò)限流電路,使鐵心或夾件的接地電流始終被限制在規(guī)定的范圍之內(nèi)，不致產(chǎn)生進(jìn)一步的損害。另外，增設(shè)了模式設(shè)置電路、可以根據(jù)需要將工作模式調(diào)節(jié)為在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)限流或手動(dòng)限流工作模式，CPU通過(guò)儲(chǔ)存器將數(shù)據(jù)保存，便于事后對(duì)事故進(jìn)行分析。本實(shí)用新型不僅能夠?qū)﹄娏ψ儔浩麒F心和夾件接地電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能自動(dòng)將它們限制在規(guī)定范圍內(nèi)，保證電力變壓器安全運(yùn)行。而且，在發(fā)生事故后可以通過(guò)報(bào)警電路和通訊模塊通知工作人員進(jìn)行及時(shí)的搶修。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型電原理圖；
[0016]圖2為鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)電路圖；
[0017]圖3為夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)電路圖。
[0018]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1.CPU,2.模式設(shè)置電路、3.顯示電路、4.鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)、
5.夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)、6.通訊電路、7.報(bào)警電路、8.儲(chǔ)存器、Zl第一整流濾波器、Z2第二整流濾波器、Dl.鐵心電流互感器、D2.夾件電流互感器、R0.?R9.第一電阻?第十電阻、Jl-1?J10-1.第一繼電器常閉觸點(diǎn)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)、Jl.?J10.第一繼電器?第十繼電器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參看圖1，本實(shí)用新型中的電流互感器將鐵心和夾件的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)后送入CPU進(jìn)行分析判斷，CPU根據(jù)電流大小來(lái)判斷鐵心或夾件是否有多點(diǎn)接地現(xiàn)象，若有，則自動(dòng)投入合適電阻將電流限制在國(guó)標(biāo)規(guī)定的范圍之內(nèi)。
[0020]本實(shí)用新型通過(guò)模式設(shè)置電路來(lái)設(shè)置工作模式，比如可以將工作模式設(shè)置為三種，分別是在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)限流和手動(dòng)限流。模式設(shè)置的器件可采用兩個(gè)波段開(kāi)關(guān)。所述波段開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端與CPU的數(shù)據(jù)輸入端連接，CPU通過(guò)讀取波段開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作模式。
[0021]本實(shí)用新型還增設(shè)了顯示電路3、報(bào)警電路7和通訊電路6，不但實(shí)現(xiàn)了鐵心、夾件接地電流值的實(shí)時(shí)刷新顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)顯示，還實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)報(bào)警和即時(shí)通知工作人員處理故障的效果。通訊電路采用RS485和GPRS兩種通訊方式，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況任意選擇。另外，在CPU上還配有儲(chǔ)存器8，便于歷史故障的記錄和故障分析。
[0022]本實(shí)用新型的鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)4和夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)5的電路連接方式可設(shè)置為串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，圖2和圖3給出的是并聯(lián)電路的連接方式。
[0023]參看圖2，本實(shí)用新型的鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)4包括一組電阻和第一繼電器常閉觸點(diǎn)Jl-1?第五繼電器常閉觸點(diǎn)J5-1，所述一組電阻分別是第一電阻R0、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3和第五電阻R4，所述第一電阻RO?第四電阻R3與第二繼電器常閉觸點(diǎn)J2-1?第五繼電器常閉觸點(diǎn)J5-1串接后、再與第五電阻R4和第一繼電器的常閉觸點(diǎn)J-1接成并聯(lián)電路。當(dāng)需增大電阻時(shí)，只需斷開(kāi)第一繼電器Jl-1的常閉觸點(diǎn)即可。另外，本實(shí)用新型在斷開(kāi)第一繼電器Jl-1后，還可依次斷開(kāi)其余繼電器的常閉觸點(diǎn)，用來(lái)調(diào)節(jié)電阻阻值。
[0024]參看圖3，本實(shí)用新型的夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)5包括一組電阻和第六繼電器常閉觸點(diǎn)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)，所述一組電阻分別是第六電阻R5、第七電阻R6、第八電阻R7、第九電阻R8和第十電阻R9，所述第六電阻R5?第九電阻R8與第七繼電器常閉觸點(diǎn)J7-1?第十繼電器常閉觸點(diǎn)J10-1串接后、在與第十電阻R9和第六繼電器的常閉觸點(diǎn)J6-1接成并聯(lián)電路。當(dāng)需增大電阻時(shí)，只需斷開(kāi)第六繼電器J6-1的常閉觸點(diǎn)即可。另外，本實(shí)用新型在斷開(kāi)第六繼電器J6-1后，還可依次斷開(kāi)其余繼電器的常閉觸點(diǎn)，用來(lái)調(diào)節(jié)電阻阻值。
[0025]本實(shí)用新型中CPU采用ARM處理器，顯示電路采用5.7寸圖形點(diǎn)陣液晶DMT32240T057，通訊電路采用MAX3232和MAX3485，整流濾波器采用LM324。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括CPU (I)、限流電路和接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述接地電流監(jiān)測(cè)電路分為鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路和夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測(cè)電路包括鐵心電流互感器(D1)、第一整流濾波器(Z1)，所述鐵心電流互感器(Dl)的輸入信號(hào)為鐵心接地電流，經(jīng)第一整流濾波器(Zl)整流濾波后與CPU(I)的PAll端口連接；所述夾件接地電流監(jiān)測(cè)電路包括夾件接地電流互感器(D2)、第二整流濾波器(Z2)，所述夾件接地電流互感器(D2)的輸入信號(hào)為夾件接地電流，經(jīng)第二整流濾波器(Z2)整流濾波后與CPU(I)的PA12端口連接；所述限流電路的輸入端與CPU(I)的端口 PE連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述限流電路包括鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)(4)、夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)(5)和控制繼電器組；所述控制繼電器組由第一繼電器(Jl)?第十繼電器(J 10)組成，所述第一繼電器(Jl)?第十繼電器(J 10)的控制信號(hào)輸入端分別與CPU(I)上的PEO?PE9端口連接；所述鐵心限流電阻網(wǎng)絡(luò)(4)包括一組電阻和第一繼電器常閉觸點(diǎn)(Jl-1)?第五繼電器常閉觸點(diǎn)(J5-1)，所述電阻分別是第一電阻(R0)、第二電阻(R1)、第三電阻(R2)、第四電阻(R3)和第五電阻(R4)，所述第一電阻(RO)?第四電阻(R3)分別與第二繼電器常閉觸點(diǎn)(J2-1)?第五繼電器常閉觸點(diǎn)(J5-1)串接后、再與第五電阻(R4)和第一繼電器的常閉觸點(diǎn)(Jl-1)接成并聯(lián)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述夾件限流電阻網(wǎng)絡(luò)(5)包括一組電阻和第六繼電器常閉觸點(diǎn)(J6-1)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)(J10-1)，所述電阻分別是第六電阻(R5)、第七電阻(R6)、第八電阻(R7)、第九電阻(R8)和第十電阻(R9)，所述第六電阻(R5)?第九電阻(R9)分別與第七繼電器常閉觸點(diǎn)(J7-1)?第十繼電器常閉觸點(diǎn)(J10-1)串接后、再與第十電阻(R9)和第六繼電器的常閉觸點(diǎn)(J6-1)接成并聯(lián)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:增設(shè)模式設(shè)置電路(2)和通訊系統(tǒng)(6)，所述模式設(shè)置電路⑵的信號(hào)輸出端與CPU (I)的信號(hào)輸入端連接；所述通訊電路(6)的信號(hào)輸入端與CPU (I)的信號(hào)輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:增設(shè)報(bào)警系統(tǒng)(7)，所述報(bào)警系統(tǒng)(7)包括鐵心報(bào)警器和夾件報(bào)警器，所述鐵心報(bào)警器的信號(hào)輸入端與CPU的信號(hào)輸出端連接，所述夾件報(bào)警器的信號(hào)輸入端與CPU的信號(hào)輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述變壓器鐵心接地電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:增設(shè)儲(chǔ)存器(8)和顯示電路(3)，所述顯示電路(3)的數(shù)據(jù)輸入端與CPU(I)上的數(shù)據(jù)輸出端連接；所述儲(chǔ)存器(8)的數(shù)據(jù)輸入端與CPU (I)的數(shù)據(jù)輸出端連接。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK203490273SQ201320519132
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月25日
【發(fā)明者】冼駿峰, 趙庚申, 鄭海濤 申請(qǐng)人:保定金迪科學(xué)儀器有限公司