变压器直流偏磁在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于变压器在线监测领域，涉及一种智能型变压器直流偏磁在线监测装置。本实用新型专利技术是由穿心式霍尔电流传感器设置在装置外壳的外部，滤波电路、电压信号调理电路、档位切换电路以及实时时钟系统、FLASH存储系统和控制器系统设置在装置外壳内的核心板上；显示屏设置在装置外壳上，显示屏和FLASH存储系统连接至控制器系统。本实用新型专利技术可以用于变压器中性点接地电流的在线监测，其中监测装置具有变压器中性点接地电流数据实时监测及超限报警功能，报警阈值可以由用户自行定义，当出现异常情况时，装置的显示屏及远方监控的计算机均会发出报警信号，使工作人员能够及时采取处理措施，避免变压器故障的发生，保证电力系统的稳定运行。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于变压器在线监测领域，涉及一种智能型变压器直流偏磁在线监测>J-U ρ α装直。
技术介绍
随着经济的发展，高压直流(HVDC)输电系统在我国正得到越来越广泛的应用。与交流输电系统相比较，直流输电有着造价低、损耗小、耐压高、容量大以及可以实现电力系统非同步联网等特点。为了实现跨区域、远距离和大容量送电，将有更多超高压乃至特高压直流工程建成并投入运行。但交、直流混合运行的电网结构使得交、直流系统之间的相互影响也越加明显。直流输电系统单极大地或双极不平衡运行时，直流电流将通过接地极注入大地，地中直流电流通过变压器中性点接地线侵入交流系统，对交流系统产生影响，其中最显著的影响就是造成变压器直流偏磁现象。另外，太阳等离子风的动态变化与地磁场相互作用产生的地磁“风暴”会引起地磁感应电流,地磁感应电流也会在中性点接地变压器中产生直流偏磁。直流电流流经变压器绕组，在变压器铁心内部产生一定的直流磁通，使得励磁电流正负半周明显不对称，磁通发生偏移，产生直流偏磁。直流偏磁会导致变压器励磁电流急剧增加，引起磁回路发生过热和噪声及振动增大。直流偏磁下，变压器噪声的频谱出现明显的奇次波噪声，引起的高振动带来的问题，可能引起变压器内有关部件的松动，进而威胁变压器的安全运行。因此需要对直流偏磁进行监视，为将来的控制消除提供基础。在有关主变压器的中性点引线上，安装中 性点直流电流监测装置，监测因直流输电和太阳磁暴等因素引起的直流电流，以便及时掌握直流偏磁电流的发生和电流值，并为采取限制直流偏磁电流的措施创造必要的条件。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种变压器直流偏磁在线监测装置，其目的是监测因直流输电和太阳磁暴等因素对中性点接地变压器引起的直流偏磁现象的发生状况和电流值，便于掌握直流偏磁现象发生的规律，为采取限制直流偏磁电流的措施创造必要的条件。本技术是通过以下技术方案来实现的:变压器直流偏磁在线监测装置，是由穿心式霍尔电流传感器设置在装置外壳的外部，滤波电路、电压信号调理电路、档位切换电路以及实时时钟系统、FLASH存储系统和控制器系统设置在装置外壳内的核心板上；显示屏设置在装置外壳上，显示屏和FLASH存储系统连接至控制器系统；其中穿心式霍尔电流传感器通过电缆与装置外壳相连，再通过装置外壳与装置外壳内部的档位切换电路相连接，档位切换电路再连接至滤波电路和电压信号调理电路，然后与实时时钟系统连接至控制器系统。所述的穿心式霍尔电流传感器通过电缆与装置外壳上的航空插头相连。所述的控制器系统上还设有数据通信系统。所述的穿心式霍尔电流传感器为开口安装形式。所述的档位切换电路的切换量程有三种，分别为100mA-lA、1A-10A和10A-50A。所述的穿心式霍尔电流传感器是由传感器开口紧固螺杆对两个半块结构的传感器进行紧固连接。本技术的优点及有益效果是:本技术可以用于变压器中性点接地电流的在线监测，其中监测装置具有变压器中性点接地电流数据实时监测及超限报警功能，报警阈值可以由用户自行定义，当出现异常情况时，装置的显示屏及远方监控的计算机均会发出报警信号，使工作人员能够及时采取处理措施，避免变压器故障的发生，保证电力系统的稳定运行。通过本技术技术方案的实施，能够真正实现对变压器中性点接地电流的准确而稳定的实时测量。本技术设计方法具有以下创新点:一、测量方法的创新:1、本装置是通过采用高精度的可开口安装形式的穿心式霍尔电流传感器套装在变压器中性点接地引线上来测量中性点接地线上的电流信号，此方法能够真实反映变压器中性点接地引线上直流电流的产生情况与数值大小，该装置与变压器没有电气连接，不用拆开中性点接地引线，对变压器的运行不产生任何影响；2、穿心式霍尔电流传感器输出的电信号直接接入测量装置，通过数字信号处理技术对获得电信号进行分析计算，并将计算结果进行存储和显示。运行人员可以就地查看测量数据和报警信息等。3、变压器正常工作时，中性点接地电流很小，不同的变压器根据铁芯材料、磁通密度设计取值、变压器结构等不同，允许流经中性点的接地电流也不同，正常工作时为一安培到几安培左右，但是当直流偏磁现象产生时，变压器中性点接地电流就会增大，变成几安培到十几安培，变化范围很大。本装置还设计了电流量程换挡切换开关，根据电流变化的范围，装置可自动调节合适的档位来测量电流，保证了测量的准确性及测量装置的安全性。本装置电流测量范围最大为50A，测量精度1%，完全满足了不同类型变压器中性点接地电流测量范围及精度的要求。二、装置结构及安装方式:本装置的测量、显示和存储部分装在一个铸铝材料的装置外壳内，在装置外壳顶盖开设了显示窗口，用于安装显示屏，便于现场观察电流数据，装置外壳部分单独接地，用于屏蔽外界的电磁干扰。本装置结构设计紧凑，外形美观，在安装方式上，采用通过装置外壳的挂件直接安装在变压器中性点接地引线附近的方式，安装方法简便，安全，便于运行人员安装，使用和维护。1、装置自带有数据显示功能，将时间信息和实时电流数据显示在显示屏上，方便运行人员巡检时观察。当监测数据越限时，显示屏将显示报警信息提醒巡检人员注意。2、装置具有数据存储功能，将时间信息和实时电流数据保存在装置自带的FLASH存储系统中，存储的数据掉电不丢失，并且能够连续保存一年以上的测量数据。为后续分析计算变压器中性点接地电流的历史数据，了解中性点接地电流的变化情况提供依据。3、装置支持RS-232/485通信接口，可实现基于RS485总线的多点监测。采用工业领域通用性好的M0DBUS-RTU通信协议，可通过通信协议将监测数据及监测时刻等信息上传到计算机或综合监测单元(IED)。4、可通过计算机或综合监测单元(IED)对装置参数(如装置地址，波特率，奇偶效验，采样时间间隔，超限报警值，时钟时间等)进行灵活配置，方便装置接入其他在线监测系统，满足不同现场的要求。5、装置具有与计算机或综合监测单元(IED)进行对时的功能，保证了装置监测时间与设备实际运行时间的准确性与一致性。6、电磁兼容及保护电路设计。由于变电站现场的电磁环境十分恶劣，高电压和强磁场极易使得该监测设备工作出现异常，因此对该装置的电磁兼容进行了细致设计。通过电磁兼容试验的验证，该装置完全符合国家电网公司对设备电磁兼容方面的标准要求，包括静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击等，提高了装置工作的安全性和可靠性。7、本技术装置外型美观，操作简单，安装方便，运行稳定，霍尔电流传感器可根据中性点引线形状进行定制，适于不同现场安装使用。本技术具有实时在线监测变压器中性点接地电流、数据存储、就地显示及远传、越限报警、系统对时以及参数配置等功能。随着直流输电的推广，本技术的应用越来越广泛，适用于多种不同类型的变压器，为中性点接地变压器的正常运行提供依据和一定的保障，并为分析中性点接地变压器直流偏磁现象的产生规律和数值大小提供数据支持。附图说明: 以下结合附图对本技术做进一步的说明。图1为本技术的工作原理示意图；图2为本技术的功能结构框图；图3为本技术的组网结构示意图；图4为本技术的内部结构示意图；图5为本技术的外部结构示意图；图6为本技术的外部立本文档来自技高网...

【技术保护点】
变压器直流偏磁在线监测装置，其特征在于：穿心式霍尔电流传感器（5）设置在装置外壳（1）的外部，滤波电路、电压信号调理电路、档位切换电路以及实时时钟系统、FLASH存储系统和控制器系统设置在装置外壳（1）内的核心板（3）上；显示屏（4）设置在装置外壳（1）上，显示屏和FLASH存储系统连接至控制器系统；其中穿心式霍尔电流传感器通过电缆与装置外壳（1）相连，再通过装置外壳（1）与装置外壳（1）内部的档位切换电路相连接，档位切换电路再连接至滤波电路和电压信号调理电路，然后与实时时钟系统连接至控制器系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，李平，耿宝宏，刘齐，钟丹田，原峰，潘丰厚，代继成，王茂军，程大伟，李艳丹，
申请(专利权)人：辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁东科电力有限公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：