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一种变压器铁心接地电流在线监测系统的制作方法
【专利摘要】一种变压器铁心接地电流在线监测系统，它包括CPU、限流电路和接地电流监测电路；所述接地电流监测电路分为铁心接地电流监测电路和夹件接地电流监测电路；所述铁心接地电流监测电路包括铁心电流互感器、第一整流滤波器，所述铁心电流互感器的输入信号为铁心接地电流，经第一整流滤波器整流滤波后与CPU的PA11端口连接；所述夹件接地电流监测电路包括夹件接地电流互感器、第二整流滤波器，所述夹件接地电流互感器的输入信号为夹件接地电流，经第二整流滤波器整流滤波后与CPU的PA12端口连接；所述限流电路的输入端与CPU的端口PE连接。本实用新型结构简单，适用于任何电力变压器上。
【专利说明】一种变压器铁心接地电流在线监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种对电力变压器铁心接地电流的监测系统，特别是一种能够在线监测和自动或手动将接地电流限制在规定范围内的装置，属变压器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其运行状况直接关系到电力系统运行的安全与稳定。对变压器事故的统计分析表明，铁心事故在变压器总事故中占有较高的比率。而铁心故障的产生，大部分是由于铁心多点接地引起的。当铁心出现多点接地时，会有相当大的电流流过铁心，引起铁心局部过热，严重时会造成局部烧损，所以需对变压器铁心中的电流进行实时监测和控制。目前国内外对电力变压器铁心接地电流的监测方法归纳起来主要有以下三种:
[0003]方法一:巡视人员定期使用电流钳做铁心接地电流带电检测，一般要求220kV及以上的变压器6个月测量I次，IlOkV的变压器I年测量I次，由于两次预防性试验间隔时间较长，对于突发的接地电流超限故障和解决故障问题有很长的滞后性。
[0004]方法二:模拟电流表监测法。该方法是在变压器的铁心接地线中直接串入模拟电流表，用于监测接地电流。当巡视人员发现电流超标后，再采取进一步的措施，如手动在接地回路中串入电阻，有时甚至使变压器停止运行，进行故障排查。该方法的最大缺点是不能准确测量铁心接地电流，这是因为变压器一旦出现多点接地，其接地回路中的电流可达到几十安，因此用于监测铁心电流的电流表的量程必然很大(一般为几十安，否则电流表会因电流过大而烧断，导致接地回路开路)，而变压器在正常情况下，其铁心接地线中的电流又是很小的(一般在几个毫安到几十毫安)，国标规定其电流的门槛值不能超过100mA，这么小的电流在如此大量程的电流表上几乎是没有读数的。另外，该方法也同样存在故障处理不及时的问题。
[0005]方法三:基于数字化的测量装置。该方法是利用电流传感器来采集铁心接地线中的电流信号，信号经预处理后送入PC机、DSP或单片机，PC机、DSP或单片机对信号进行分析处理，如果超标给出报警信号。这种方法只能起到对接地电流进行监测和超标报警的作用，电流超标后的处理仍然由人工完成而不能自动进行，同样存在故障处理不及时的问题，且不能有效的进行数据的保存，不便于事后故障分析，功能比较单一。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能够对电力变压器中的铁心和夹件进行实时监测，并能自动和手动将它们限制在规定范围内的变压器铁心接地电流在线监测系统。
[0007]本实用新型所述问题是由以下技术方案解决的:
[0008]一种变压器铁心接地电流在线监测系统，它包括CPU、限流电路和接地电流监测电路；所述接地电流监测电路分为铁心接地电流监测电路和夹件接地电流监测电路；所述铁心接地电流监测电路包括铁心电流互感器、第一整流滤波器，所述铁心电流互感器的输入信号为铁心接地电流，经第一整流滤波器整流滤波后与CPU的PAll端口连接；所述夹件接地电流监测电路包括夹件接地电流互感器、第二整流滤波器，所述夹件接地电流互感器的输入信号为夹件接地电流，经第二整流滤波器整流滤波后与CPU的PA12端口连接；所述限流电路的输入端与CPU的端口 PE连接。
[0009]上述变压器铁心接地电流在线监测系统，所述限流电路包括铁心限流电阻网络、夹件限流电阻网络和控制继电器组；所述控制继电器组由第一继电器?第十继电器组成，所述第一继电器?第十继电器的控制信号输入端分别与CPU上的PEO?PE9端口连接；所述铁心限流电阻网络包括一组电阻和第一继电器常闭触点?第五继电器常闭触点，所述一组电阻分别是第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一电阻?第四电阻与第二继电器常闭触点?第五继电器常闭触点串接后、再与第五电阻和第一继电器的常闭触点接成并联电路。
[0010]上述变压器铁心接地电流在线监测系统，所述夹件限流电阻网络包括一组电阻和第六继电器常闭触点?第十继电器常闭触点，所述一组电阻分别是第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第六电阻?第九电阻与第七继电器常闭触点?第十继电器常闭触点串接后、再与第十电阻和第六继电器的常闭触点接成并联电路。
[0011]上述变压器铁心接地电流在线监测系统，增设模式设置电路和通讯系统，所述模式设置电路的信号输出端与CPU的信号输入端连接；所述通讯电路的信号输入端与CPU的信号输出端连接。
[0012]上述变压器铁心接地电流在线监测系统，增设报警系统，所述报警系统包括铁心报警器和夹件报警器，所述铁心报警器的信号输入端与CPU的信号输出端连接，所述夹件报警器的信号输入端与CPU的信号输出端连接。
[0013]上述变压器铁心接地电流在线监测系统，增设储存器和显示电路，所述显示电路的数据输入端与CPU上的数据输出端连接；所述储存器的数据输入端与CPU的数据输出端连接。
[0014]本实用新型利用电流互感器采集变压器铁心和夹件的接地电流信号，通过CPU可准确判断接地电流是否超标，当电流超标时，CPU通过限流电路,使铁心或夹件的接地电流始终被限制在规定的范围之内，不致产生进一步的损害。另外，增设了模式设置电路、可以根据需要将工作模式调节为在线监测、自动限流或手动限流工作模式，CPU通过储存器将数据保存，便于事后对事故进行分析。本实用新型不仅能够对电力变压器铁心和夹件接地电流进行实时监测，还能自动将它们限制在规定范围内，保证电力变压器安全运行。而且，在发生事故后可以通过报警电路和通讯模块通知工作人员进行及时的抢修。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1为本实用新型电原理图；
[0016]图2为铁心限流电阻网络电路图；
[0017]图3为夹件限流电阻网络电路图。
[0018]图中各标号清单为:1.CPU,2.模式设置电路、3.显示电路、4.铁心限流电阻网络、
5.夹件限流电阻网络、6.通讯电路、7.报警电路、8.储存器、Zl第一整流滤波器、Z2第二整流滤波器、Dl.铁心电流互感器、D2.夹件电流互感器、R0.?R9.第一电阻?第十电阻、Jl-1?J10-1.第一继电器常闭触点?第十继电器常闭触点、Jl.?J10.第一继电器?第十继电器。
【具体实施方式】
[0019]参看图1，本实用新型中的电流互感器将铁心和夹件的电流信号变换成电压信号后送入CPU进行分析判断，CPU根据电流大小来判断铁心或夹件是否有多点接地现象，若有，则自动投入合适电阻将电流限制在国标规定的范围之内。
[0020]本实用新型通过模式设置电路来设置工作模式，比如可以将工作模式设置为三种，分别是在线监测，自动限流和手动限流。模式设置的器件可采用两个波段开关。所述波段开关的数据输出端与CPU的数据输入端连接，CPU通过读取波段开关的状态进而调节系统的工作模式。
[0021]本实用新型还增设了显示电路3、报警电路7和通讯电路6，不但实现了铁心、夹件接地电流值的实时刷新显示和历史数据查询显示，还实现了监测报警和即时通知工作人员处理故障的效果。通讯电路采用RS485和GPRS两种通讯方式，可以根据现场情况任意选择。另外，在CPU上还配有储存器8，便于历史故障的记录和故障分析。
[0022]本实用新型的铁心限流电阻网络4和夹件限流电阻网络5的电路连接方式可设置为串联连接或并联连接，图2和图3给出的是并联电路的连接方式。
[0023]参看图2，本实用新型的铁心限流电阻网络4包括一组电阻和第一继电器常闭触点Jl-1?第五继电器常闭触点J5-1，所述一组电阻分别是第一电阻R0、第二电阻R1、第三电阻R2、第四电阻R3和第五电阻R4，所述第一电阻RO?第四电阻R3与第二继电器常闭触点J2-1?第五继电器常闭触点J5-1串接后、再与第五电阻R4和第一继电器的常闭触点J-1接成并联电路。当需增大电阻时，只需断开第一继电器Jl-1的常闭触点即可。另外，本实用新型在断开第一继电器Jl-1后，还可依次断开其余继电器的常闭触点，用来调节电阻阻值。
[0024]参看图3，本实用新型的夹件限流电阻网络5包括一组电阻和第六继电器常闭触点?第十继电器常闭触点，所述一组电阻分别是第六电阻R5、第七电阻R6、第八电阻R7、第九电阻R8和第十电阻R9，所述第六电阻R5?第九电阻R8与第七继电器常闭触点J7-1?第十继电器常闭触点J10-1串接后、在与第十电阻R9和第六继电器的常闭触点J6-1接成并联电路。当需增大电阻时，只需断开第六继电器J6-1的常闭触点即可。另外，本实用新型在断开第六继电器J6-1后，还可依次断开其余继电器的常闭触点，用来调节电阻阻值。
[0025]本实用新型中CPU采用ARM处理器，显示电路采用5.7寸图形点阵液晶DMT32240T057，通讯电路采用MAX3232和MAX3485，整流滤波器采用LM324。
【权利要求】
1.一种变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:它包括CPU (I)、限流电路和接地电流监测电路；所述接地电流监测电路分为铁心接地电流监测电路和夹件接地电流监测电路；所述铁心接地电流监测电路包括铁心电流互感器(D1)、第一整流滤波器(Z1)，所述铁心电流互感器(Dl)的输入信号为铁心接地电流，经第一整流滤波器(Zl)整流滤波后与CPU(I)的PAll端口连接；所述夹件接地电流监测电路包括夹件接地电流互感器(D2)、第二整流滤波器(Z2)，所述夹件接地电流互感器(D2)的输入信号为夹件接地电流，经第二整流滤波器(Z2)整流滤波后与CPU(I)的PA12端口连接；所述限流电路的输入端与CPU(I)的端口 PE连接。
2.根据权利要求1所述变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:所述限流电路包括铁心限流电阻网络(4)、夹件限流电阻网络(5)和控制继电器组；所述控制继电器组由第一继电器(Jl)?第十继电器(J 10)组成，所述第一继电器(Jl)?第十继电器(J 10)的控制信号输入端分别与CPU(I)上的PEO?PE9端口连接；所述铁心限流电阻网络(4)包括一组电阻和第一继电器常闭触点(Jl-1)?第五继电器常闭触点(J5-1)，所述电阻分别是第一电阻(R0)、第二电阻(R1)、第三电阻(R2)、第四电阻(R3)和第五电阻(R4)，所述第一电阻(RO)?第四电阻(R3)分别与第二继电器常闭触点(J2-1)?第五继电器常闭触点(J5-1)串接后、再与第五电阻(R4)和第一继电器的常闭触点(Jl-1)接成并联电路。
3.根据权利要求2所述变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:所述夹件限流电阻网络(5)包括一组电阻和第六继电器常闭触点(J6-1)?第十继电器常闭触点(J10-1)，所述电阻分别是第六电阻(R5)、第七电阻(R6)、第八电阻(R7)、第九电阻(R8)和第十电阻(R9)，所述第六电阻(R5)?第九电阻(R9)分别与第七继电器常闭触点(J7-1)?第十继电器常闭触点(J10-1)串接后、再与第十电阻(R9)和第六继电器的常闭触点(J6-1)接成并联电路。
4.根据权利要求3所述变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:增设模式设置电路(2)和通讯系统(6)，所述模式设置电路⑵的信号输出端与CPU (I)的信号输入端连接；所述通讯电路(6)的信号输入端与CPU (I)的信号输出端连接。
5.根据权利要求4所述变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:增设报警系统(7)，所述报警系统(7)包括铁心报警器和夹件报警器，所述铁心报警器的信号输入端与CPU的信号输出端连接，所述夹件报警器的信号输入端与CPU的信号输出端连接。
6.根据权利要求5所述变压器铁心接地电流在线监测系统，其特征在于:增设储存器(8)和显示电路(3)，所述显示电路(3)的数据输入端与CPU(I)上的数据输出端连接；所述储存器(8)的数据输入端与CPU (I)的数据输出端连接。
【文档编号】G01R19/00GK203490273SQ201320519132
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年8月25日 优先权日:2013年8月25日
【发明者】冼骏峰, 赵庚申, 郑海涛 申请人:保定金迪科学仪器有限公司