电力变压器铁芯接地在线监测装置及其在线监测方法制造方法及图纸

一种电力变压器铁芯接地在线监测装置及其在线监测方法，霍尔传感器顺次级联信号处理电路、A/D转换电路、CPU中央信号处理系统以及报警电路，键盘顺次级联集成接收处理器以及CPU中央信号处理系统，LCD液晶显示屏与CPU中央信号处理系统连接；该采集信号处理电路由电压放大电路和比较判断电路组成。本装置选用霍尔传感器和±15V直流电源，将0V设置为比较判断电路的比较判断值，大幅提高了采样灵敏度和测试精度。本装置能对变压器铁芯接地故障进行实时在线监测，具有电路简单、适用、故障发现及时、准确等特点。

【技术实现步骤摘要】
电力变压器铁芯接地在线监测装置及其在线监测方法
本专利技术涉及变压器铁芯接地状态监测装置及监测方法，特别是电力变压器铁芯多点接地故障在线监测装置及监测方法。
技术介绍
变压器是电力传输的主要设备，其性能优劣直接影响电网的安全运行。但因负荷冲击、谐波干扰及设备自身老化等，出现铁芯多点接地较为普遍，据统计表明，该类故障率占到30﹪以上，故须高度重视。探析铁芯接地的来源，是因变压器内部线圈与铁芯、铁芯与油箱之间有密集磁通，并存在寄生电容，在电场作用下，带电绕组通过该类电容耦合，将产生对地悬浮电势，当悬浮电势差达到能够击穿绝缘时，便产生断续放电，长期下去，必会引发故障。对此的处理方法是将变压器提前设置一点接地，以便释放电势差，消除放电根源，由此提高安全性能。但在一点接地后，再产生一点甚至多点接地，电势差将经大地形成回路，由此产生环流，若不及时发现和排除，则会在铁芯中产生涡流，即增加空载损耗，又造成铁芯和绕组间出现局部发热，使绝缘层老化脱落，油质变坏，色谱超标，甚至造成变压器烧损。综上可见，变压器需要一点接地，但又绝不允许多点接地！变压器铁芯多点接地故障按性质可划分为两大类：动态接地和稳定接地。动态接地是指接地点不牢固，接地电流变化大，多是由于变压器油泥、金属粉末等在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障。稳定接地是指接地点稳定牢靠，接地电阻无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或运输安装不当，使硅钢片撞击变形，如夹件碰油箱、造成的接地故障。出现以上情况，主控盘上温度表数据可能上升，严重的将引会起气体继电器以及相关保护装置启动、报警、跳闸等。所以，运行人员应该定期和不定期的对变压器铁芯接地状态进行检查测试，防患于未然，变压器铁芯多点接地故障检测主要有以下几种方法：1、用钳形表测量已安装的接地线，看电流数值是否超过0.1A；2、用兆欧表测量铁芯对地电阻，观察绝缘数值是否符合要求；3、对变压器油中含气量进行气象色谱检测，看乙烯、甲烷、乙炔是否超标？以上三项检测中，任意一项或更多项出现异常数据，都可以判断变压器铁芯存在多点接地，需要做进一步的检测分析，以利尽快查明和排除故障。现在以上检测和查寻主要是人工进行，不能及时、准确发现变压器铁芯多点接地故障的的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的问题而提供一种电力变压器铁芯接地在线监测装置及其在线监测方法，以自动实时监测变压器铁芯多点接地故障。本专利技术的目的是这样实现的：一种电力变压器铁芯接地在线监测装置，其特征是，霍尔传感器顺次级联信号处理电路、A/D转换电路、CPU中央信号处理系统以及报警电路，键盘顺次级联集成接收处理器以及CPU中央信号处理系统，LCD液晶显示屏与CPU中央信号处理系统连接；所述变压器铁芯接地线从上述霍尔传感器的本体上的穿线孔中穿过；上述信号处理电路为：电阻R1一端接于该霍尔传感器的采样信号输出端，电阻R1另一端接于第一集成运算放大器IC1的同相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端串接电阻R3后接于第一集成运算放大器IC1的反相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端同时接于第一集成运算放大器IC1的4脚，该霍尔传感器的﹢15V端接于第一集成运算放大器IC1的7脚，电阻R2串接在第一集成运算放大器IC1的同相输入端与信号输出端之间，第一集成运算放大器IC1的信号输出端接于第二集成运算放大器IC2的同相输入端，第二集成运算放大器IC2的反相输入端串接电阻R5后接于该霍尔传感器的﹣15V端，第一电位器W1的一个固定脚和电阻R4的一端均接于第一集成运算放大器IC1的信号输出端，电阻R4另一端接于工作电源的﹣15V端，第二电位器W2的一个固定脚和电阻R5一端均接于第二集成运算放大器IC2的反相输入端，电阻R5另一端接于工作电源的﹣15V端，第一电位器W1的滑动臂和第二电位器W2的滑动臂均接于工作电源的﹢15V端，第二集成运算放大器IC2的7脚和4脚分别接于工作电源的﹢15V端和﹣15V端，工作电源的﹢15V端和﹣15V端分别接于该霍尔传感器的﹢15V和﹣15V端；上述第一、第二集成运算放大器IC1和IC2的型号为F007。还具有晶体时钟；该晶体时钟接于CPU中央信号处理系统。还具有上位机与系统网络，上位机经RS232或485接口与系统网络连接，上位机同时与所述CPU中央信号处理系统连接。所述CPU中央信号处理系统由MCS-96单片机组成，所述集成接收处理器的型号为JCDL8279，霍尔传感器的型号为CS800FA，晶体时针的型号为DS12887，A/D转换器的型号为MAX125。本专利技术的另一目的是提供一种电力变压器铁芯接地在线监测装置的在线监测方法。本专利技术的另一目的是这样实现的：一种电力变压器铁芯接地在线监测装置的在线监测方法，按以下步骤进行：1）、初始化工作开始，首先对监测装置做清零和复位初始化处理；2）、人机对话进行参数设置从键盘中输入以下信号和数据：2a）、被监测变压器的铁芯接地线序号；2b）、输入内部基准信号电压Vs；Vs按以下方式确定：Vs=I0*R0，其中I0为正常情况下接地线中的接地电流，取为≤0.1A，R0为接地线内阻；2c）、设置扫描时间t，为避免瞬时冲击和减除信号运算时间，以确认故障的真实性，t取为10秒；当参数设置完成，由集成接收处理器进行数据转换处理，形成单片机能识别的二进制码并输入至CPU；3）、进行扫描由霍尔传感器HR对各被监测铁芯接地线的电流进行采样，经A/D转换为数字信号后，作为采样信号电压Vd输入至CPU，CPU对Vd和Vs进行比较判别：当Vd≤Vs时，再次循环进行扫描；当Vd＞Vs时，则判断被监测变压器铁芯出现多点接地故障，CPU将该故障结果显示在LCD液晶显示屏上，同时CPU通过报警电路报警。本专利技术的有益效果是：当出现接地现象，本装置便能及时报警，促成尽快维护检修，保证变压器的安全、正常、稳定运行。本专利技术人抓住接地故障主为电流变化特点，选取霍尔传感器采样，又利用正负电源过零要领，将0V设置为比较判断值，大幅提高了采样灵敏度和测试精度。同时引入单片机技术，建立数学模型，实现计算、存储、信号远传和直接给出限流电阻值等，本装置技术含量高，功能全，先进完善，能对变压器铁芯接地故障自动进行实时监测，实时报警，以便及时处理。本专利技术的特点和优点将结合具体实施方式加以进一步阐述。附图说明图1是本装置电路原理结构框图。图2是图1所示霍尔传感器HR的穿线采样示意图。图3是图1所示信号处理电路图。图4是本变压器铁芯接地在线监测程序流程图。具体实施方式智能在线监测装置的研究设计1、CPU硬件设计硬件电路结构如综合图示1，从此图中可以看到，装置采用虚线分开，由模拟部分和智能部分组成。1）、霍尔采样技术图1虚线框外是变压器铁芯接地电流监测装置的模拟处理部分,首先是运用霍尔技术HR进行信号采集，如图2所示。在图2绘制出了霍尔传感器的外形结构和连接方式，其中1是霍尔传感器本体，2是穿线孔，3是被测接地线，4是连接端子排，其中a为+15V、b为-15V、c为采样信号输出端、d是公共地，5为固定孔板，6是零电位和输出信号准确度调节器。霍尔传感器是一种半导体器件，在无电流通过时处于稳定状态；当变压器铁芯出现两点以上接地，因多数为金属粉末搭接形成导电小桥，故电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变压器铁芯接地在线监测装置，其特征是，霍尔传感器顺次级联信号处理电路、A/D转换电路、CPU中央信号处理系统以及报警电路，键盘顺次级联集成接收处理器以及CPU中央信号处理系统，LCD液晶显示屏与CPU中央信号处理系统连接；所述变压器铁芯接地线从上述霍尔传感器的本体（1）上的穿线孔（2）中穿过；上述信号处理电路为：电阻R1一端接于该霍尔传感器的采样信号输出端，电阻R1另一端接于第一集成运算放大器IC1的同相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端串接电阻R3后接于第一集成运算放大器IC1的反相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端同时接于第一集成运算放大器IC1的4脚，该霍尔传感器的﹢15V端接于第一集成运算放大器IC1的7脚，电阻R2串接在第一集成运算放大器IC1的同相输入端与信号输出端之间，第一集成运算放大器IC1的信号输出端接于第二集成运算放大器IC2的同相输入端，第二集成运算放大器IC2的反相输入端串接电阻R5后接于该霍尔传感器的﹣15V端，第一电位器W1的一个固定脚和电阻R4的一端均接于第一集成运算放大器IC1的信号输出端，电阻R4另一端接于工作电源的﹣15V端，第二电位器W2的一个固定脚和电阻R5一端均接于第二集成运算放大器IC2的反相输入端，电阻R5另一端接于工作电源的﹣15V端，第一电位器W1的滑动臂和第二电位器W2的滑动臂均接于工作电源的﹢15V端，第二集成运算放大器IC2的7脚和4脚分别接于工作电源的﹢15V端和﹣15V端，工作电源的﹢15V端和﹣15V端分别接于该霍尔传感器的﹢15V和﹣15V端；上述第一、第二集成运算放大器IC1和IC2的型号为F007。...

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器铁芯接地在线监测装置的在线监测方法，该在线监测装置为：霍尔传感器顺次级联信号处理电路、A/D转换电路、CPU中央信号处理系统以及报警电路，键盘顺次级联集成接收处理器以及CPU中央信号处理系统，LCD液晶显示屏与CPU中央信号处理系统连接；所述变压器铁芯接地线从上述霍尔传感器的本体(1)上的穿线孔(2)中穿过；上述信号处理电路为：电阻R1一端接于该霍尔传感器的采样信号输出端，电阻R1另一端接于第一集成运算放大器IC1的同相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端串接电阻R3后接于第一集成运算放大器IC1的反相输入端，该霍尔传感器的﹣15V端同时接于第一集成运算放大器IC1的4脚，该霍尔传感器的﹢15V端接于第一集成运算放大器IC1的7脚，电阻R2串接在第一集成运算放大器IC1的同相输入端与信号输出端之间，第一集成运算放大器IC1的信号输出端接于第二集成运算放大器IC2的同相输入端，第二集成运算放大器IC2的反相输入端串接电阻R5后接于该霍尔传感器的﹣15V端，第一电位器W1的一个固定脚和电阻R4的一端均接于第一集成运算放大器IC1的信号输出端，电阻R4另一端接于工作电源的﹣15V端，第二电位器W2的一个固定脚和电阻R5一端均接于第二集成运算放大器IC2的反相输入端，电阻R5另一端接于工作电源的﹣15V端，第一电位器W1的滑动臂和第二电位器W2的滑动臂均接于工作电源的﹢15V端，第二集成运算放大器IC2的7脚和4脚分别接于工作电源的﹢15V端和﹣15V端，工作电源的﹢15V端和﹣15V端分别接于该霍尔传感器的﹢15V和﹣15V端；上述第一、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪炼，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网四川省电力公司内江供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11