一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于變壓器在線監測領域，尤其涉及一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置。是由電流傳感器連接測量主機構成。所述的電流傳感器與測量主機之間通過四芯帶屏蔽電纜連接。本實用新型采用基于霍爾效應和零磁通原理并且結構可拆裝的霍爾電流傳感器對變壓器中性點直流電流進行測量，采用不銹鋼箱體的測量主機對霍爾電流傳感器的測量數據進行計算分析、顯示、數據存儲和遠傳。裝置具有測量精度高，測量數據穩定性好，抗干擾能力強，維護方便，無需變壓器停電安裝等優點。完全滿足現場對變壓器中性點直流電流在線監測的測量和安裝要求。
【專利說明】
一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于變壓器在線監測領域，尤其涉及一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]高壓直流輸電系統由于其送電距離遠、輸送容量大、控制靈活等特點得到了越來越廣泛的應用，但交、直流混合運行的電網結構使得交、直流系統之間的相互影響也越加明顯。直流輸電系統單極大地或雙極不平衡運行時，直流電流將通過接地極注入大地，地中直流電流通過變壓器中性點接地線侵入交流系統，對交流系統產生影響，其中最顯著的影響就是造成變壓器直流偏磁現象。
[0003]直流電流流經變壓器繞組，在變壓器鐵心內部產生一定的直流磁通，使得勵磁電流正負半周明顯不對稱，磁通發生偏移，產生直流偏磁。直流偏磁將周期性地加劇鐵心磁密的飽和程度，使變壓器噪聲、振動增大，損耗增加，電壓質量下降，從而影響變壓器的安全穩定運行。
[0004]因此有必要研制一種在線監測裝置，對變壓器中性點直流電流的大小和方向進行實時監測，以便分析和研究直流輸電系統單極大地回線方式或雙極不平衡方式運行時，受大地中直流影響的變壓器在一定地域的分布規律和受影響程度，以便為后續開展相應預防和抑制措施提供數據支撐。
【實用新型內容】
[0005]針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其目的是為了實時監測和掌握直流輸電系統單極大地回線方式或雙極不平衡方式運行時，受大地中直流影響的變壓器分布規律及受影響程度，以便采取相應防范和抑制措施。
[0006]為了實現上述發明目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，是由電流傳感器連接測量主機構成。
[0008]所述的電流傳感器與測量主機之間通過四芯帶屏蔽電纜連接。
[0009]所述的測量主機是將測量主板、顯示屏、電源模塊和電源開關均設置在主機殼體的內部，防水旋鈕與主機殼體相連電流傳感器測量電纜、主機電源電纜和通信電纜分別通過防水旋鈕引入主機內部；電源開關與電源模塊相連，顯示屏位于測量主板的上部，連接在面板上，顯示屏與測量主板之間通過排線連接；電源模塊位于測量主板底端，給測量主板和霍爾電流傳感器供電。
[0010]所述的測量主機采用不銹鋼殼體結構，通過不銹鋼角鐵和抱箍安裝在變壓器附近。
[0011 ]所述的面板為不銹鋼金屬面板。
[0012]所述的電流傳感器采用基于霍爾效應和零磁通原理的霍爾電流傳感器。
[0013]所述的電流傳感器為可拆裝結構，套裝連接在變壓器中性點接地引線上。
[0014]所述的電流傳感器輸出信號通過信號電纜連接并送入裝置的測量主機，測量主機對電流信號進行采集、分析計算，并對測量結果進行存儲和顯示，同時，測量主機可以通過通信電纜將測量結果遠傳。
[0015]所述的測量主板包括數據采集模塊，處理器模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊;數據采集模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊分別與處理器模塊相連，電流傳感器測量范圍為正負50A，對應輸出的電流信號范圍為4?20mA，輸出信號通過信號電纜接入測量主機的測量主板2;
[0016]所述的測量主板的數據采集模塊對霍爾電流互感器測量到的電流信號進行信號濾波、增益匹配和信號調理，調理后的信號送入處理器系統進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份;時鐘模塊作為測量和記錄數據的時間戳，方便對歷史數據的查詢和分析;通信模塊用于實現測量數據的遠傳。
[0017]所述的數據采集模塊由信號濾波單元、信號增益處理單元和電壓信號調理單元構成;采集模塊輸出的信號送入處理器模塊進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份，為后續的數據分析和方案制定提供數據支撐；同時，還能夠通過通信模塊與監測后臺相連實現數據遠傳;用戶還能夠通過監測后臺對在線監測裝置的報警閾值工作參數進行遠方設置。當測量數據出現異常時，裝置的顯示屏及遠方的監測后臺均會發出報警信息，提醒工作人員及時采取措施進行處理。
[0018]本實用新型的優點及有益效果是:
[0019]本實用新型提供一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其優點在于:采用基于霍爾效應和零磁通原理并且結構可拆裝的霍爾電流傳感器對變壓器中性點直流電流進行測量，采用不銹鋼箱體的測量主機對霍爾電流傳感器的測量數據進行計算分析、顯示、數據存儲和遠傳。裝置具有測量精度高，測量數據穩定性好，抗干擾能力強，維護方便，無需變壓器停電安裝等優點。完全滿足現場對變壓器中性點直流電流在線監測的測量和安裝要求。
[0020]通過本實用新型技術方案的實施，能夠真正對變壓器中性點接地電流的準確而穩定的實時測量。本實用新型設計方法具有以下創新點:
[0021]I)本裝置采用基于霍爾效應和零磁通原理的霍爾電流傳感器對變壓器中性點直流電流進行測量，能夠準確測量流經變壓器中性點直流電流的大小和方向，并且傳感器結構可拆裝，無需變壓器停電即可安裝，并且與變壓器沒有電氣連接；
[0022]2)傳感器輸出的4?20mA電流信號通過四芯帶屏蔽電纜直接接入在線監測裝置的測量主機進行數據分析計算、顯示和存儲等處理。
[0023]3)測量主板的數據采集模塊具有信號濾波和增益處理單元，提高了測量數據的精度和有效性，裝置直流電流測量范圍為正負50A，測量精度小于5%，滿足現場對變壓器中性點直流電流在線監測的測量范圍和精度要求。
[0024]4)本實用新型的測量主機采用不銹鋼箱體結構，通過不銹鋼角鐵和抱箍安裝在變壓器附近。箱體內部的不銹鋼面板上端開設了顯示窗口，便于工作人員讀取監測數據，箱體外殼接地。有效的提高了裝置的抗電磁干擾性能和工作人員的人身安全。裝置安裝方法簡便，安全，便于運行人員安裝，使用和維護。
[0025]5)裝置具有數據存儲功能，可以將監測信息保存在測量主機內的存儲模塊中，存儲數據掉電不丟失，并且能夠循環存儲一年以上的監測信息。
[0026]6)裝置采用RS-485通信接口，可實現基于RS-485總線的數據遠傳和多點組網監測。
[0027]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型的工作原理示意圖；
[0029]圖2為本實用新型的測量主板結構框圖；
[0030]圖中:7.電力變壓器，8.變壓器中性點接地引線，9.電流傳感器，10.電源電纜，
11.通信電纜，12.信號電纜，13.測量主機。
【具體實施方式】
[0031]本實用新型是一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其目的主要是用于對變壓器中性點接地線上的直流電流進行在線監測，以便及時發現由于中性點直流電流過大引起的變壓器直流偏磁現象。
[0032]本實用新型包括電流傳感器9和測量主機13兩部分，如圖1所示，圖1是本實用新型的工作原理示意圖。本裝置是由結構可拆裝的霍爾電流傳感器9安裝在變壓器中性點接地引線8上的方式測量變壓器中性點直流電流的大小和方向，電流傳感器9輸出信號通過信號電纜12連接并送入裝置的測量主機13，測量主機13對電流信號進行采集、分析計算，并對測量結果進行存儲和顯示，同時，測量主機13可以通過通信電纜11將測量結果遠傳。
[0033]所述的電流傳感器9采用基于霍爾效應和零磁通原理的霍爾電流傳感器，該電流傳感器9結構可拆裝，便于在不停電的情況下，直接套裝固定在變壓器中性點接地引線上。所述的測量主機采用不銹鋼殼體結構，通過不銹鋼角鐵和抱箍安裝在變壓器附近。傳感器與測量主機之間通過四芯帶屏蔽電纜連接。電流傳感器9供電需要的正負12V電源和傳感器輸出的測量信號均通過該電纜傳輸。
[0034]如圖2所示，圖2為本實用新型的測量主板結構框圖。本實用新型所述的測量主板包括數據采集模塊，處理器模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊。數據采集模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊分別與處理器模塊相連，電流傳感器9測量范圍為正負50A，對應輸出的電流信號范圍為4?20mA，輸出信號通過信號電纜12接入測量主機的測量主板。
[0035]所述的數據采集模塊由信號濾波單元、信號增益處理單元和電壓信號調理單元構成。采集模塊輸出的信號送入處理器模塊進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份，為后續的數據分析和方案制定提供數據支撐。同時，裝置還可以通過通信模塊與監測后臺相連實現數據遠傳。用戶還可以通過監測后臺對在線監測裝置的報警閾值等工作參數進行遠方設置。當測量數據出現異常時，裝置的顯示屏及遠方的監測后臺均會發出報警信息，提醒工作人員及時采取措施進行處理。
[0036]本實用新型的工作過程如下:測量主板的數據采集模塊對霍爾電流互感器測量到的電流信號進行信號濾波、增益匹配和信號調理，調理后的信號送入處理器系統進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份。時鐘模塊作為測量和記錄數據的時間戳，方便對歷史數據的查詢和分析;通信模塊用于實現測量數據的遠傳。
[0037]本實用新型的測量主機上的測量主板、顯示屏、電源模塊和電源開關均設置在主機殼體的內部，防水旋鈕與主機殼體相連，霍爾電流傳感器測量電纜、主機電源電纜和通信電纜分別通過防水旋鈕引入主機內部；電源開關與電源模塊相連，用于控制主機電源的通斷；顯示屏位于測量主板上部，固定在不銹鋼金屬面板上，顯示屏與測量主板之間通過排線連接;電源模塊位于測量主板底端，負責給測量主板供電。
[0038]本實用新型可以實時在線監測變壓器中性點流入的直流大小和方向，并顯示和遠傳監測數據，及時發現由于直流電流注入變壓器中性點引起的變壓器直流偏磁現象，提高變壓器穩定運行的安全性和可靠性。
【主權項】
1.一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:由電流傳感器(9)連接測量主機構成;所述的測量主機是將測量主板、顯示屏、電源模塊和電源開關均設置在主機殼體的內部，防水旋鈕與主機殼體相連電流傳感器測量電纜、主機電源電纜和通信電纜分別通過防水旋鈕引入主機內部；電源開關與電源模塊相連，顯示屏位于測量主板的上部，連接在面板上，顯示屏與測量主板之間通過排線連接；電源模塊位于測量主板底端，給測量主板和電流傳感器(9)供電。2.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的電流傳感器(9)與測量主機之間通過四芯帶屏蔽電纜連接。3.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的測量主機采用不銹鋼殼體結構，通過不銹鋼角鐵和抱箍安裝在變壓器附近。4.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的面板為不銹鋼金屬面板。5.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的電流傳感器(9)采用基于霍爾效應和零磁通原理的霍爾電流傳感器。6.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的電流傳感器(9)為可拆裝結構，套裝連接在變壓器中性點接地引線上。7.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的電流傳感器(9)輸出信號通過信號電纜(12)連接并送入裝置的測量主機(13)，測量主機對電流信號進行采集、分析計算，并對測量結果進行存儲和顯示，同時，測量主機(13)可以通過通信電纜(11)將測量結果遠傳。8.根據權利要求1所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的測量主板包括數據采集模塊，處理器模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊;數據采集模塊，顯示屏，存儲模塊，時鐘模塊和通信模塊分別與處理器模塊相連，電流傳感器測量范圍為正負50A，對應輸出的電流信號范圍為4?20mA，輸出信號通過信號電纜(12)接入測量主機的測量主板;所述的測量主板的數據采集模塊對霍爾電流互感器測量到的電流信號進行信號濾波、增益匹配和信號調理，調理后的信號送入處理器系統進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份;時鐘模塊作為測量和記錄數據的時間戳，方便對歷史數據的查詢和分析;通信模塊用于實現測量數據的遠傳。9.根據權利要求8所述的一種變壓器中性點直流電流在線監測裝置，其特征是:所述的數據采集模塊由信號濾波單元、信號增益處理單元和電壓信號調理單元構成;采集模塊輸出的信號送入處理器模塊進行分析計算，計算結果送入顯示屏顯示，并輸送給存儲模塊進行備份，為后續的數據分析和方案制定提供數據支撐;同時，還能夠通過通信模塊與監測后臺相連實現數據遠傳;用戶還能夠通過監測后臺對在線監測裝置的報警閾值工作參數進行遠方設置；當測量數據出現異常時，裝置的顯示屏及遠方的監測后臺均會發出報警信息，提醒工作人員及時采取措施進行處理。
【文檔編號】G01R19/00GK205450077SQ201521028642
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月14日
【發明人】王茂軍, 高強, 原峰, 代繼成, 鐘丹田
【申請人】遼寧東科電力有限公司