一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置，其是在變壓器油箱外設(shè)置支撐絕緣子，支撐絕緣子上設(shè)置有第一電流互感器和第二電流互感器，鐵芯的接地引出線穿過(guò)第一電流互感器的一次線圈，然后通過(guò)并聯(lián)的投切電路和二只反向并聯(lián)的晶閘管，然后到達(dá)接地端；所述的第一電流互感器的二次線圈的兩端連接AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個(gè)輸入端，第二電流互感器的二次線圈的兩端連接AD轉(zhuǎn)換接口電路的另外兩個(gè)輸入端。本實(shí)用新型通過(guò)兩只電流互感器分別采集電流，所測(cè)的電流除接地電流Ir外，還有干擾電流Ig，鐵芯接地電流為(Ir+Ig)和Ig的電流之差。此方法消除了漏磁的干擾，解決了變壓器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)偏大的問(wèn)題，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于變壓器設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]大容量變壓器是指容量在10000kVA以上、電壓在IlOkV及以上的變壓器。大容量變壓器發(fā)熱量大，通常在變壓器箱體里灌滿變壓器油，鐵芯與繞組浸在油里。變壓器鐵芯采用非常薄，電阻較大的硅鋼片疊壓而成。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，繞組周圍存在電場(chǎng)，而鐵芯和夾件等金屬構(gòu)件處于電場(chǎng)中，若鐵芯未可靠接地，則會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，損壞絕緣。因此，鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地。
[0003]大容量變壓器運(yùn)行時(shí)，當(dāng)變壓器鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地時(shí)，會(huì)使鐵芯與地之間形成閉合電流回路，由于鐵芯回路電阻小，形成閉合電流回路的鐵芯接地電流的數(shù)值要比變壓器鐵芯接地時(shí)的鐵芯接地電流要大很多，甚至可達(dá)上百安培，這么大的接地電流足以造成變壓器的損傷。而當(dāng)變壓器鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地時(shí)，一般是通過(guò)停電后進(jìn)行串接電阻來(lái)完成限流的，對(duì)串接電阻性能要求也高，即要求限流電阻的熱容量較大，還要求限流電阻要具備一定的散熱能力，這種停電進(jìn)行限流的操作方式嚴(yán)重影響到了電網(wǎng)的可靠供電。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)本領(lǐng)域存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提出一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置，所述變壓器包括變壓器油箱、鐵芯、位于鐵芯兩端的夾件，所述鐵芯連接有接地引出線，所述接地引出線從變壓器油箱頂部引出，穿過(guò)引出線套管，從變壓器油箱外側(cè)延伸至地面的接地端；
[0007]所述監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置包括:接地引出線支撐絕緣子、第一電流互感器和第二電流互感器、投切電路、二只反向并聯(lián)的晶閘管、AD轉(zhuǎn)換接口電路、單片機(jī)；
[0008]在變壓器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置所述接地引出線支撐絕緣子，所述接地引出線支撐絕緣子上固定設(shè)置有所述第一電流互感器和第二電流互感器，所述接地引出線穿過(guò)第一電流互感器的一次線圈，然后通過(guò)并聯(lián)的投切電路和二只反向并聯(lián)的晶閘管，然后到達(dá)接地端；
[0009]所述的第一電流互感器的二次線圈的兩端連接所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個(gè)輸入端，第二電流互感器的二次線圈的兩端連接所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的另外兩個(gè)輸入端；
[0010]所述的二只反向并聯(lián)的晶閘管的控制端連接所述單片機(jī)；所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的輸出端連接所述單片機(jī)。即，單片機(jī)控制晶閘管的開(kāi)關(guān)。
[0011]進(jìn)一步地，所述投切電路包括第一投切支路、第二投切支路及第三投切支路，三個(gè)投切支路并聯(lián)；
[0012]三個(gè)投切支路的電氣結(jié)構(gòu)相同，均為兩只反向并聯(lián)的晶閘管、一個(gè)電阻器、一個(gè)電感串聯(lián)組成。
[0013]優(yōu)選地，所述單片機(jī)還連接有顯示單元、鐵芯多點(diǎn)接地故障電流記錄單元、鐵芯多點(diǎn)接地報(bào)警器和后臺(tái)監(jiān)控電腦。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)兩只電流互感器分別采集電流，一只電流互感器套在鐵芯接地引線上，另一只電流互感器是檢測(cè)由于漏磁等其它因素產(chǎn)生的干擾電流Ir。第一電流互感器所測(cè)的電流除了鐵芯接地電流Ir外，還有漏磁等其它因素產(chǎn)生的干擾電流Ig，鐵芯接地電流為(Ir+Ig)和干擾電流Ig的電流之差。此方法消除了漏磁的干擾，解決了變壓器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)偏大的問(wèn)題，提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。
[0016]本實(shí)用新型提出的裝置能夠有效進(jìn)行鐵芯接地故障的檢測(cè)和監(jiān)控，一旦監(jiān)測(cè)到鐵芯多點(diǎn)接地故障后，投切電路自動(dòng)切入，避免了變壓器故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)該裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)至后臺(tái)，為運(yùn)行人員停電檢修提供了依據(jù)。
[0017]本裝置易于操作，自動(dòng)化程度高，對(duì)變壓器安全運(yùn)行沒(méi)有負(fù)作用，有效保證了電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置在變壓器油箱外的布置示意圖。
[0019]圖2為投切電路圖。
[0020]圖中，I為變壓器油箱，2為變壓器鐵芯接地弓丨出線套管，3為鐵芯接地弓丨出線，4為第二電流互感器，5為第一電流互感器，6為鐵芯接地引出線支撐絕緣子，7為投切電路，8、9 ;18、19 ;22、23 ;26、27為晶閘管(每?jī)蓚€(gè)晶閘管反向并聯(lián)，每對(duì)反向并聯(lián)的晶閘管分屬不同的支路)，10為接地端，11為單片機(jī)，12為AD轉(zhuǎn)換接口電路，13為IXD顯示器，14為鐵芯多點(diǎn)接地故障電流記錄單元，15為后臺(tái)監(jiān)視電腦，16為鐵芯多點(diǎn)接地報(bào)警器，17為投切電路輸出端，20、24、28為電阻器(分屬不同的支路)，21、25、29為電感器(分屬不同的支路)。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0022]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、
“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024]實(shí)施例1
[0025]參見(jiàn)圖1、一種大容量變壓器監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置，該大容量變壓器為油浸式變壓器，包括變壓器油箱1，油箱內(nèi)有鐵芯、夾件和繞組。
[0026]在變壓器油箱I的箱體外側(cè)固定設(shè)置有鐵芯接地引出線支撐絕緣子6，第一電流互感器5和第二電流互感器4固定在鐵芯接地引出線支撐絕緣子6上，鐵芯接地引出線3的一端穿過(guò)變壓器鐵芯引出線套管2后從第一電流互感器5的一次線圈中穿過(guò)后與投切電路7的輸入端、及晶閘管8、9連接，第一電流互感器5的二次側(cè)感應(yīng)線圈兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路12的兩個(gè)輸入接口連接，第二電流互感器4的二次側(cè)感應(yīng)線圈兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路12的另兩個(gè)輸入接口連接；AD轉(zhuǎn)換接口電路12的輸出端與單片機(jī)11連接，投切電路輸出端17與接地端10連接。
[0027]其中，投切電路7與反向并聯(lián)的兩晶閘管8、9組成的短路開(kāi)關(guān)組是并聯(lián)關(guān)系，兩反向并聯(lián)的晶閘管8、9的控制端均分別與單片機(jī)11連接。
[0028]參見(jiàn)圖2。投切電路7由三條并聯(lián)的投切支路組成，電阻器20、電感器21和由兩反向并聯(lián)的晶閘管18、19組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的晶閘管18、19的控制端分別與單片機(jī)11連接。第二、第三投切支路的電氣結(jié)構(gòu)與第一投切支路是相同的，第二投切支路由電阻器24、電感器25和由兩反向并聯(lián)的晶閘管22、23組成，第三投切支路由電阻器28、電感器29和由兩反向并聯(lián)的晶閘管26、27組成。其中兩反向并聯(lián)的晶閘管22、23和晶閘管26、27的控制端分別與單片機(jī)11連接，即由單片機(jī)控制導(dǎo)通與否。
[0029]在單片機(jī)11上分別連接有IXD電流顯示器13、鐵芯多點(diǎn)接地故障電流記錄單元14、鐵芯多點(diǎn)接地報(bào)警器16和后臺(tái)監(jiān)控電腦15。
[0030]本實(shí)施例裝置的運(yùn)行方法如下:
[0031]當(dāng)監(jiān)測(cè)到大容量變壓器鐵芯接地電流小于0.1安培時(shí)，反向并聯(lián)的兩晶閘管8、9導(dǎo)通，投切電路不接入工作；當(dāng)監(jiān)測(cè)到大容量變壓器鐵芯接地電流大于0.1安培時(shí)，反向并聯(lián)的兩晶閘管8、9截止，投切電路接入工作；首先控制第一投切支路導(dǎo)通，即控制兩反向并聯(lián)的晶閘管18、19導(dǎo)通，電阻器20、電感器21串入回路，如果此時(shí)接地電流仍大于0.1安培，控制第一投切支路截止。接通第二投切支路，控制兩反向并聯(lián)的晶閘管22、23導(dǎo)通，電阻器24、電感器25串入回路。如果此時(shí)接地電流仍大于0.1安培，控制第二投切支路截止。接通第三投切支路，控制兩反向并聯(lián)的晶閘管26、27導(dǎo)通，電阻器28、電感器29串入回路。
[0032]變壓器正常運(yùn)行時(shí)，作為限制電流阻抗單元的三個(gè)投切支路被短接。當(dāng)鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地時(shí)，投入限制電流阻抗單元。投切支路采用電阻加電抗的方式，解決了限流電阻容量要求高且限制電流效果差的問(wèn)題。當(dāng)鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地時(shí)，往往回路電流頻率較高，投入阻抗相當(dāng)于在回路中串接了電阻和電抗，尤其是電抗極大地限制了高頻電流，此時(shí)電阻上電流小，熱容量要求低，解決了僅依靠串接電阻熱容量要求高的問(wèn)題。
[0033]本裝置中，作為限制電流阻抗單元的三個(gè)投切支路的阻抗單元均采用雙向晶閘管控制支路的通斷，通過(guò)控制導(dǎo)通角，能控制阻抗支路的通和斷，實(shí)現(xiàn)阻抗單元的投切。傳統(tǒng)方法是采用開(kāi)關(guān)，由于開(kāi)關(guān)帶電流頻繁通斷出現(xiàn)打火，嚴(yán)重影響了開(kāi)關(guān)的使用壽命。而采用晶閘管控制，性價(jià)比高，續(xù)流能力強(qiáng)，不出現(xiàn)打火，使用壽命不受影響，解決了傳統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)使用壽命的問(wèn)題。
[0034]本裝置的鐵芯接地電流監(jiān)控裝置顯示范圍寬，滿足不同范圍的精度要求。通過(guò)信號(hào)處理、A/D轉(zhuǎn)換單元采集鐵芯接地電流，在IXD顯示單元上顯示。程序上采用分段顯示功能，既能滿足精度要求，又能滿足檢測(cè)范圍，解決了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試范圍小和顯示精度不足的問(wèn)題。在電流最大范圍10A內(nèi)，按不同范圍分段顯示，當(dāng)接地電流小于0.1A時(shí),顯示精度級(jí)別達(dá)到0.1mA ;當(dāng)接地電流在0.1A至IA之間時(shí),顯示精度級(jí)別為0.0OlA ;當(dāng)接地電流在IA至100A之間時(shí)，顯示精度級(jí)別為0.01A。
[0035]以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于投切電路監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置，所述變壓器包括變壓器油箱、鐵芯、位于鐵芯兩端的夾件，所述鐵芯連接有接地引出線，所述接地引出線從變壓器油箱頂部引出，穿過(guò)引出線套管，從變壓器油箱外側(cè)延伸至地面的接地端； 其特征在于，所述監(jiān)控變壓器鐵芯接地電流的裝置包括:接地引出線支撐絕緣子、第一電流互感器和第二電流互感器、投切電路、二只反向并聯(lián)的晶閘管、AD轉(zhuǎn)換接口電路、單片機(jī)； 在變壓器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置所述接地引出線支撐絕緣子，所述接地引出線支撐絕緣子上固定設(shè)置有所述第一電流互感器和第二電流互感器，所述接地引出線穿過(guò)第一電流互感器的一次線圈，然后通過(guò)并聯(lián)的投切電路和二只反向并聯(lián)的晶閘管，然后到達(dá)接地端; 所述的第一電流互感器的二次線圈的兩端連接所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個(gè)輸入端，第二電流互感器的二次線圈的兩端連接所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的另外兩個(gè)輸入端； 所述的二只反向并聯(lián)的晶閘管的控制端連接所述單片機(jī)；所述AD轉(zhuǎn)換接口電路的輸出端連接所述單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述投切電路包括第一投切支路、第二投切支路及第三投切支路，三個(gè)投切支路并聯(lián)； 三個(gè)投切支路的電氣結(jié)構(gòu)相同，均為兩只反向并聯(lián)的晶閘管、一個(gè)電阻器、一個(gè)電感串聯(lián)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述單片機(jī)還連接有顯示單元、鐵芯多點(diǎn)接地故障電流記錄單元、鐵芯多點(diǎn)接地報(bào)警器和后臺(tái)監(jiān)控電腦。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203982114SQ201420283087
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】俞華, 米康民, 弭勇, 梁健康, 曹靜, 李艷春, 叢林, 成靜, 王浩, 信可嘉 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院