一種變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括CPU、限流電路和接地電流監(jiān)測電路；所述接地電流監(jiān)測電路分為鐵心接地電流監(jiān)測電路和夾件接地電流監(jiān)測電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測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。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，適用于任何電力變壓器上。
【專利說明】一種變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對電力變壓器鐵心接地電流的監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種能夠在線監(jiān)測和自動或手動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，其運行狀況直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定。對變壓器事故的統(tǒng)計分析表明，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接地引起的。當鐵心出現(xiàn)多點接地時，會有相當大的電流流過鐵心，引起鐵心局部過熱，嚴重時會造成局部燒損，所以需對變壓器鐵心中的電流進行實時監(jiān)測和控制。目前國內(nèi)外對電力變壓器鐵心接地電流的監(jiān)測方法歸納起來主要有以下三種:
[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，一般要求220kV及以上的變壓器6個月測量I次，IlOkV的變壓器I年測量I次，由于兩次預防性試驗間隔時間較長，對于突發(fā)的接地電流超限故障和解決故障問題有很長的滯后性。
[0004]方法二:模擬電流表監(jiān)測法。該方法是在變壓器的鐵心接地線中直接串入模擬電流表，用于監(jiān)測接地電流。當巡視人員發(fā)現(xiàn)電流超標后，再采取進一步的措施，如手動在接地回路中串入電阻，有時甚至使變壓器停止運行，進行故障排查。該方法的最大缺點是不能準確測量鐵心接地電流，這是因為變壓器一旦出現(xiàn)多點接地，其接地回路中的電流可達到幾十安，因此用于監(jiān)測鐵心電流的電流表的量程必然很大(一般為幾十安，否則電流表會因電流過大而燒斷，導致接地回路開路)，而變壓器在正常情況下，其鐵心接地線中的電流又是很小的(一般在幾個毫安到幾十毫安)，國標規(guī)定其電流的門檻值不能超過100mA，這么小的電流在如此大量程的電流表上幾乎是沒有讀數(shù)的。另外，該方法也同樣存在故障處理不及時的問題。
[0005]方法三:基于數(shù)字化的測量裝置。該方法是利用電流傳感器來采集鐵心接地線中的電流信號，信號經(jīng)預處理后送入PC機、DSP或單片機，PC機、DSP或單片機對信號進行分析處理，如果超標給出報警信號。這種方法只能起到對接地電流進行監(jiān)測和超標報警的作用，電流超標后的處理仍然由人工完成而不能自動進行，同樣存在故障處理不及時的問題，且不能有效的進行數(shù)據(jù)的保存，不便于事后故障分析，功能比較單一。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實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心和夾件進行實時監(jiān)測，并能自動和手動將它們限制在規(guī)定范圍內(nèi)的變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]本實用新型所述問題是由以下技術(shù)方案解決的:
[0008]一種變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，它包括CPU、限流電路和接地電流監(jiān)測電路；所述接地電流監(jiān)測電路分為鐵心接地電流監(jiān)測電路和夾件接地電流監(jiān)測電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測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監(jiān)測系統(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?第五繼電器常閉觸點，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?第五繼電器常閉觸點串接后、再與第五電阻和第一繼電器的常閉觸點接成并聯(lián)電路。
[0010]上述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(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?第十繼電器常閉觸點，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?第十繼電器常閉觸點串接后、再與第十電阻和第六繼電器的常閉觸點接成并聯(lián)電路。
[0011]上述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，增設(shè)模式設(shè)置電路和通訊系統(tǒng)，所述模式設(shè)置電路的信號輸出端與CPU的信號輸入端連接；所述通訊電路的信號輸入端與CPU的信號輸出端連接。
[0012]上述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，增設(shè)報警系統(tǒng)，所述報警系統(tǒng)包括鐵心報警器和夾件報警器，所述鐵心報警器的信號輸入端與CPU的信號輸出端連接，所述夾件報警器的信號輸入端與CPU的信號輸出端連接。
[0013]上述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，增設(shè)儲存器和顯示電路，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，通過CPU可準確判斷接地電流是否超標，當電流超標時，CPU通過限流電路,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)為在線監(jiān)測、自動限流或手動限流工作模式，CPU通過儲存器將數(shù)據(jù)保存，便于事后對事故進行分析。本實用新型不僅能夠?qū)﹄娏ψ儔浩麒F心和夾件接地電流進行實時監(jiān)測，還能自動將它們限制在規(guī)定范圍內(nèi)，保證電力變壓器安全運行。而且，在發(fā)生事故后可以通過報警電路和通訊模塊通知工作人員進行及時的搶修。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型電原理圖；
[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]圖中各標號清單為: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.報警電路、8.儲存器、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?第十繼電器常閉觸點、Jl.?J10.第一繼電器?第十繼電器。
【具體實施方式】
[0019]參看圖1，本實用新型中的電流互感器將鐵心和夾件的電流信號變換成電壓信號后送入CPU進行分析判斷，CPU根據(jù)電流大小來判斷鐵心或夾件是否有多點接地現(xiàn)象，若有，則自動投入合適電阻將電流限制在國標規(guī)定的范圍之內(nèi)。
[0020]本實用新型通過模式設(shè)置電路來設(shè)置工作模式，比如可以將工作模式設(shè)置為三種，分別是在線監(jiān)測，自動限流和手動限流。模式設(shè)置的器件可采用兩個波段開關(guān)。所述波段開關(guān)的數(shù)據(jù)輸出端與CPU的數(shù)據(jù)輸入端連接，CPU通過讀取波段開關(guān)的狀態(tài)進而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作模式。
[0021]本實用新型還增設(shè)了顯示電路3、報警電路7和通訊電路6，不但實現(xiàn)了鐵心、夾件接地電流值的實時刷新顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢顯示，還實現(xiàn)了監(jiān)測報警和即時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)場情況任意選擇。另外，在CPU上還配有儲存器8，便于歷史故障的記錄和故障分析。
[0022]本實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Jl-1?第五繼電器常閉觸點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J2-1?第五繼電器常閉觸點J5-1串接后、再與第五電阻R4和第一繼電器的常閉觸點J-1接成并聯(lián)電路。當需增大電阻時，只需斷開第一繼電器Jl-1的常閉觸點即可。另外，本實用新型在斷開第一繼電器Jl-1后，還可依次斷開其余繼電器的常閉觸點，用來調(diào)節(jié)電阻阻值。
[0024]參看圖3，本實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?第十繼電器常閉觸點，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J7-1?第十繼電器常閉觸點J10-1串接后、在與第十電阻R9和第六繼電器的常閉觸點J6-1接成并聯(lián)電路。當需增大電阻時，只需斷開第六繼電器J6-1的常閉觸點即可。另外，本實用新型在斷開第六繼電器J6-1后，還可依次斷開其余繼電器的常閉觸點，用來調(diào)節(jié)電阻阻值。
[0025]本實用新型中CPU采用ARM處理器，顯示電路采用5.7寸圖形點陣液晶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監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括CPU (I)、限流電路和接地電流監(jiān)測電路；所述接地電流監(jiān)測電路分為鐵心接地電流監(jiān)測電路和夾件接地電流監(jiān)測電路；所述鐵心接地電流監(jiān)測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監(jiān)測系統(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(Jl-1)?第五繼電器常閉觸點(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(J2-1)?第五繼電器常閉觸點(J5-1)串接后、再與第五電阻(R4)和第一繼電器的常閉觸點(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監(jiān)測系統(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(J6-1)?第十繼電器常閉觸點(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(J7-1)?第十繼電器常閉觸點(J10-1)串接后、再與第十電阻(R9)和第六繼電器的常閉觸點(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監(jiān)測系統(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的信號輸出端與CPU (I)的信號輸入端連接；所述通訊電路(6)的信號輸入端與CPU (I)的信號輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:增設(shè)報警系統(tǒng)(7)，所述報警系統(tǒng)(7)包括鐵心報警器和夾件報警器，所述鐵心報警器的信號輸入端與CPU的信號輸出端連接，所述夾件報警器的信號輸入端與CPU的信號輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:增設(shè)儲存器(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】G01R19/00GK203490273SQ201320519132
【公開日】2014年3月19日 申請日期: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 申請人:保定金迪科學儀器有限公司