一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置,包括信号获取单元、信号调理单元、信号采样单元、信号管理单元和信号通信与传输单元，信号获取单元输入端接信号端，输出端连接信号调节单元输入端，信号调理单元输出端连接信号采样单元输入端，信号采样单元输出端连接信号管理单元，信号管理单元连接信号调理单元，信号管理单元通过信号通信与传输单元连接上位机/虚拟界面显示单元。本实用新型专利技术变压器的接地电流的测量装置的工作过程为全数字的在线测量过程，接线简单，避免然人工检测变压器铁芯接地电流造成的检测困难，检测精度低，周期性差，步骤繁多，操作复杂，实现困难等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置
本技术涉及数据采集
，具体为一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置。
技术介绍
变压器是输变电系统的关键设备之一，担负着功率交换和互联多个电压等级电网的枢纽作用，其运行状态直接影响电力系统的可靠性和安全性，变压器一旦发生故障导致停电，将造成巨大的经济损失和社会影响。变压器在运行过程中，带电绕组及其引线与油箱之间形成不均匀电场，变压器高压绕组、低压绕组、铁芯、夹件、大地油箱间都存在寄生电容，带电绕组通过寄生电容的耦合作用使铁芯、夹件对地产生一定的悬浮电位，当两点间的电位差达到能够击穿其间绝缘时将产生火花放电，使变压器的油产生分解，破坏变压器的绝缘。因此，变压器铁芯及夹件等金属构件必须可靠接地且只能有一点接地，短接铁芯及夹件与大地之间的寄生电容，使其处于零电位。如果铁芯、夹件由于某种原因发生两点以上接地时，接地点之间就会形成回路，变压器的漏磁通交链此闭合回路，接地线上就会产生环流，当环流过大时，会引起变压器内局部过热，甚至导致绝缘油分解的事故，这种故障称为铁芯多点接地，是近年来变压器事故多发原因之一，准确、及时地分析与处理变压器铁芯及夹件多点接地故障，对保证变压器的安全运行意义重大。铁芯接地电流的带电检测的电气法是目前最为直接、迅速的检测方法，也是预防和及时发现铁芯多点接地故障的最简单直接的方法。电气法利用检测接地线电流情况实现，一般情况下，大中型电力变压器的铁芯和夹件会各通过一绝缘套管引出到油箱外与主地网相连，一旦变压器出现接地故障，接地电流大小将出现显著改变。然而目前变电站运行人员检测变压器铁芯接地电流的手段主要采用钳形电流表对变压器铁芯接地引出线的电流进行测量，这样不仅浪费人力物力，而且对于部分无人值守变电站难以实现周期性的定期测量，难以及时发现变电站电气设备的安全隐患。人工检测的方法步骤多，操作复杂，不能在线分析，并且在现场强电磁环境干扰下检测的精度和时效性都存在问题。变压器除了内部铁芯接地外，一般还有变压器壳也设置了接地线，两根接地线连接后接入大地，两根地线上都有可能出现异常的接地电流。高速的ADC采样可以实现信号波形的精确回放，在设备故障时候也可以采集到丰富的谐波信息。基于以上背景，本专利提出一种以在线监测变压器铁芯接地电流，并使其为信号源作频谱分析的多点接地故障在线检测装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，包括信号获取单元、信号调理单元、信号采样单元、信号管理单元和信号通信与传输单元，所述信号获取单元输入端接信号端，输出端连接信号调节单元输入端，所述信号调理单元输出端连接信号采样单元输入端，所述信号采样单元输出端连接信号管理单元，所述信号管理单元连接信号调理单元，所述信号管理单元通过信号通信与传输单元连接上位机/虚拟界面显示单元。优选的，所述高速数据采集装置包括硬件数据采集模块、软件数据采集模块，所述硬件数据采集模块连接宽频高速数据采集单元，所述软件数据采集模块分别连接波形回放与FFT变换单元、手动触发数据存储单元、自动触发数据存储单元。优选的，所述信号获取单元采用开合式的一次穿芯的电流互感器，所述信号获取单元包括聚磁环、电流互感器，待测原边信号穿过互感器的聚磁环，产生交变磁场穿过电流互感器，所述电流互感器连接信号放大器输入端，所述信号放大器输出端为信号输出端。优选的，所述信号调理单元包括滤波电路、比例运算电路、电压跟随电路，所述滤波电路输入端接信号输入端，所述滤波电路输出端连接比例运算电路，所述比例运算电路连接电压跟随电路，所述电压跟随电路连接信号采样单元。优选的，所述上位机/虚拟界面显示单元包括信号分析模块、波形显示单元、频谱分析单元、越限报警单元、数据存储单元，所述信号分析模块分别连接波形显示单元、频谱分析单元、越限报警单元、数据存储单元。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术变压器的接地电流的测量装置的工作过程为全数字的在线测量过程，接线简单，避免然人工检测变压器铁芯接地电流造成的检测困难，检测精度低，周期性差，步骤繁多，操作复杂，实现困难等问题。(2)本技术具有宽频高速的ADC采样功能，在测量过程中只需要将两信号获取单元接在变压器的两根地线上，装置对两个被测同频周期信号进行宽频高速同步交流采样，高速ADC采样实现信号波形的精确回放，在设备故障时候也可以采集到丰富的谐波信息。(3)本技术的高速信息采集装置适用于变压器漏电流的信号采集，也可对其他电气设备的漏电流作信息采集，包括电容式互感器、耦合电容器组、避雷器的泄漏电流等末屏电流。(4)本技术配合高速ADC单元设有高速数据传输单元，实现大数据的实时保存，为设备运行状态和故障判断提供数据分析支持。(5)本技术设有上位数据管理和分析单元，采用虚拟界面实现波形回放，数据存储，越限报警，频谱分析等功能。附图说明图1为本技术原理框图；图2为本技术功能结构示意图；图3为本技术信号获取单元电流互感器原理示意图；图4为本技术信号获取单元结构接线图；图5为本技术信号调理单元原理框图；图6为本技术滤波电路示意图；图7为本技术滤波电路仿真示意图；图8为本技术上位机/虚拟界面显示单元原理框图；图9为本技术实验接线图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-9，本技术提供一种技术方案：一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，包括信号获取单元1、信号调理单元2、信号采样单元3、信号管理单元4和信号通信与传输单元5，所述信号获取单元1输入端接信号端6，输出端连接信号调理单元2输入端，所述信号调理单元2输出端连接信号采样单元3输入端，所述信号采样单元3输出端连接信号管理单元4，所述信号管理单元4连接信号调理单元2，所述信号管理单元4通过信号通信与传输单元5连接上位机/虚拟界面显示单元7。待测信号经过高速数据采集装置的模块单元，达到信号的获取、调理、采样、管理、传输与分析、显示、存储、报警等功能。本技术中，高速数据采集装置包括硬件数据采集模块8、软件数据采集模块9，所述硬件数据采集模块9连接宽频高速数据采集单元10，所述软件数据采集模块9分别连接波形回放与FFT变换单元11、手动触发数据存储单元12、自动触发数据存储单元13。...

【技术保护点】
1.一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，其特征在于：包括信号获取单元(1)、信号调理单元(2)、信号采样单元(3)、信号管理单元(4)和信号通信与传输单元(5)，所述信号获取单元(1)输入端接信号端(6)，输出端连接信号调理单元(2)输入端，所述信号调理单元(2)输出端连接信号采样单元(3)输入端，所述信号采样单元(3)输出端连接信号管理单元(4)，所述信号管理单元(4)连接信号调理单元(2)，所述信号管理单元(4)通过信号通信与传输单元(5)连接上位机/虚拟界面显示单元(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，其特征在于：包括信号获取单元(1)、信号调理单元(2)、信号采样单元(3)、信号管理单元(4)和信号通信与传输单元(5)，所述信号获取单元(1)输入端接信号端(6)，输出端连接信号调理单元(2)输入端，所述信号调理单元(2)输出端连接信号采样单元(3)输入端，所述信号采样单元(3)输出端连接信号管理单元(4)，所述信号管理单元(4)连接信号调理单元(2)，所述信号管理单元(4)通过信号通信与传输单元(5)连接上位机/虚拟界面显示单元(7)。


2.根据权利要求1所述的一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，其特征在于：所述数据采集装置包括硬件数据采集模块(8)、软件数据采集模块(9)，所述硬件数据采集模块(8)连接宽频高速数据采集单元(10)，所述软件数据采集模块(9)分别连接波形回放与FFT变换单元(11)、手动触发数据存储单元(12)、自动触发数据存储单元(13)。


3.根据权利要求1所述的一种用于变压器铁芯多点接地在线监测的数据采集装置，其特征在于：所述信号获取单元(1)采用开合式的一次穿芯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连聪，苏阳，杨汉松，杨荣烨，杨华昆，王瑞虎，龙朝文，赵浚，张际明，朱江，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司保山供电局，
类型：新型
国别省市：云南;53