一種變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]高壓變壓器的套管通常采用油紙絕緣結構，常見的缺陷是受潮，需要在線監測是否受潮。目前利用在線監測數據診斷變壓器套管是否受潮的要物理參數是介質損耗。計算該參數需要施加在套管上的工頻電壓信號和套管的工頻泄露電流。其中電壓信號普遍從電壓互感器(PT)獲取。但PT距離變壓器套管距離遠、接線不方便，PT角差和很多因素有關，且自身角差有一定的誤差，所以其從PT獲取的電壓信號與套管上的電壓之間存在較大的相位誤差，計算出的介質損耗誤差較大，經常造成誤判。
[0003]此外，利用工頻電壓和電流計算的介質損耗所含信息非常有限，難以準確診斷套管絕緣的受潮缺陷。近期的研宄表明低頻范圍內的介電譜能夠較好地反映絕緣的受潮狀態，是一種新型的更加準確的絕緣受潮缺陷診斷參數。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置:通過從套管次屏提取電壓信號，擺脫從電壓互感器提取電壓信號距離遠接線不便且存在較大角度誤差的缺點，使得裝置小型化。另外，通過計算末屏油紙絕緣的介電譜，可以克服單以50Hz下介質損耗角正切值tan δ的測量結果判斷受潮缺陷的準確性比較差的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下:在線監測套管上的暫態電壓信號和暫態電流信號，并利用電壓信號和電流信號計算套管油紙絕緣的介電譜。該在線監測裝置由電壓測量模塊1、電流測量模塊2、信號采集模塊3和計算機4組成；電壓測量模塊連接套管次屏5，輸出次屏電壓信號給信號采集模塊3 ;電流測量模塊2連接嵌套在套管末屏6的接地線上的電流傳感器7，輸出末屏電流信號給信號采集模塊3 ;信號采集模塊3將次屏電壓信號和末屏電流信號轉換成數字信號并傳輸給計算機；計算機利用電壓信號和電流信號計算套管油紙絕緣的介電譜，進而判斷套管絕緣是否受潮。
[0006]所述的暫態電壓信號和暫態電流信號是指變壓器經受操作過電壓、雷電過電壓和故障電壓時套管上所承受的電壓信號，以及相應的流過套管絕緣的電流信號。而且暫態電壓信號和暫態電流信號要同步測量。
[0007]電壓測量模塊由電壓跟隨器8、單端輸入放大器9和電平轉換器10組成；電流測量模塊由差分輸入放大器11和電平轉換器12組成。
[0008]其中套管末屏是指套管的電容式芯子的最外層電容極板，次屏是指芯子的緊鄰最外層的電容極板。
[0009]與現有技術相比，本實用新型所提供上述技術方案具有如下優點:
[0010]I)采用從套管次屏提取電壓信號，能夠獲得比較準確的套管暫態電壓波形。而以往采用的電壓互感器不但遠離變壓器，導致互感器上的暫態電壓波形與變壓器套管上的暫態電壓波形差異很大；而且電壓互感器僅僅在50Hz附近性能良好，在小于1Hz的低頻和高于IkHz的高頻范圍內的性能較差，對暫態電壓波形畸變很大。
[0011]2)采用暫態電壓電流信號計算介電譜，并通過介電譜來判斷油紙絕緣是否受潮，比單獨只計算介質損耗tan δ穩定性和準確性更高。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的具體實施例的整體結構示意圖；
[0013]圖2是電壓測量示意圖；
[0014]圖3是電流測量示意圖；
【具體實施方式】
[0015]圖1為本實用新型具體實施例的整體結構及使用時的連接示意圖，I為與變壓器套管次屏5連接的電壓測量模塊，2為與變壓器套管末屏6接地線上電流傳感器7相連的電流測量模塊，3為信號采集模塊，4為計算機。
[0016]圖2顯示了電壓測量模塊的結構和電壓測量原理。套管的次屏5與套管高壓桿13之間存在電容Cl，次屏5與末屏6之間存在電容C2。Cl和C2形成電容分壓。電容分壓電路輸出的電壓信號經過電壓跟隨器8、單端輸入放大器9和電平轉換器10的處理后，進入信號采集模塊3。
[0017]圖3顯示了電流測量模塊的結構和電流測量原理。電流傳感器7是帶磁芯的羅果夫斯基線圈，嵌套在末屏6的接地線上。當末屏接地線上有電流I流過時，電流傳感器7輸出波形與I 一致的電壓信號U，經過差分輸入放大器11和電平轉換器12處理后，進入信號采集模塊3。電流傳感器7通過電磁感應得到電流信號，其磁芯為磁導率超過10000的超微晶圓環，所繞匝數為2000，測量頻帶達到0.1Hz?1000Hz。
[0018]計算機4將得到的信號進行傅里葉變換，可以提取得到0.1Hz?1000Hz頻率范圍內復電容C*、復介電常數ε *、介質損耗角正切值tanS參數，形成介電譜曲線。上述三者的數值隨水分的增加而加大，由介電譜曲線的形狀和數值可判斷套管絕緣是否受潮(具體診斷方法和閾值可以參考現有關于油紙絕緣材料介電譜的研宄成果)。
【主權項】
1.一種變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置，其特征在于，該在線監測裝置由電壓測量模塊(I)、電流測量模塊(2)、信號采集模塊(3)和計算機(4)組成；電壓測量模塊連接套管次屏(5)，輸出次屏電壓信號給信號采集模塊(3);電流測量模塊(2)連接嵌套在套管末屏(6)的接地線上的電流傳感器(7)，輸出末屏電流信號給信號采集模塊(3);信號采集模塊(3)將次屏電壓信號和末屏電流信號轉換成數字信號并傳輸給計算機；計算機利用電壓信號和電流信號計算套管油紙絕緣的介電譜。
2.根據權利要求1所述的變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置，其特征在于，電壓測量模塊由電壓跟隨器(8)、單端輸入放大器(9)和電平轉換器(10)組成；電流測量模塊由差分輸入放大器(11)和電平轉換器(12)組成。
【專利摘要】本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種變壓器油紙絕緣套管在線監測裝置：通過從套管次屏提取電壓信號，擺脫從電壓互感器提取電壓信號距離遠接線不便且存在較大角度誤差的缺點，使得裝置小型化。另外，通過計算末屏油紙絕緣的介電譜，可以克服單以50Hz下介質損耗角正切值tanδ的測量結果判斷受潮缺陷的準確性比較差的問題。
【IPC分類】G01R31-02, G01R31-12
【公開號】CN204495955
【申請號】CN201420603118
【發明人】程養春, 蔡巍, 王廣真, 龍凱華, 胡濤, 李志剛
【申請人】華北電力大學, 國家電網公司, 國網冀北電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年10月16日