[發明專利]一種變壓器中性點直流電流在線測量裝置

無效

• 申請號: 201010618569.6
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102116786A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 張英;梅桂華
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 趙磊;曾旻輝

技術領域

本發明涉及一種變壓器中性點直流電流測量裝置。

背景技術

在交流電網內，由于變壓器用于傳輸交流電能，通常情況下沒有直流電流流經變壓器，所以目前尚沒有專門的變壓器中性點直流電流在線測量設備。隨著高壓直流輸電系統的不斷發展，當雙極兩端中性點接地接線方式高壓直流輸電系統處于雙極電流不平衡或單極大地運行方式時，地中直流電流會通過變壓器中性點接地導線侵入交流系統，對交流系統變壓器造成直流偏磁危害等一系列影響。為監測變壓器直流偏磁的程度及實施直流偏磁抑制措施，需要對流經變壓器中性點的直流電流進行在線測量。

目前，對于直流電流的測量主要采用分流器或霍爾傳感器。

采用分流器在線測量變壓器中性點直流電流，需要將分流器串入變壓器中性點接地導線中，通過檢測電流流過分流器產生的電壓降，并對電壓信號進行放大、濾波等處理后，得到反映直流電流值的信號。采用分流器在線測量變壓器中性點接地導線中的直流電流存在以下問題：

1、根據電力系統相關規范規定，在交流電網內為降低變壓器中性點絕緣水平，節省絕緣投資，一般110kV及以上電壓等級變壓器中性點不允許串接設備，需要直接接地。2、分流器串聯接入變壓器中性點接地導線中會改變系統的零序網絡，影響已完成定值設置的相關繼電保護裝置正常動作。3、在系統發生短路故障時，變壓器中性點接地導線中流過較大的零序電流（零序電流的大小取決于系統容量、短路故障類型及短路點位置，最大可達數萬安培），由于分流器未實現隔離測量，該零序電流在分流器上產生較大的電壓降，對后續的電壓檢測及信號處理電路帶來危害，并且故障零序電流短時間內在分流器上產生大量的熱量，對分流器的容量也提出了很高的要求，通常使用的分流器難以滿足要求。

采用霍爾傳感器在線測量變壓器中性點直流電流，通過檢測電流產生的磁場，輸出反映電流值的信號，使用霍爾傳感器可實現電流的隔離測量。單純使用霍爾傳感器在線測量變壓器中性點直流電流存在以下問題：

1、霍爾傳感器一般用于室內、低壓場所，在線測量變壓器中性點直流電流需要霍爾傳感器長時間工作在變電站戶外高壓場所內，工作環境惡劣，嚴重降低了霍爾傳感器的可靠性。

2、由于測量原理的原因，霍爾傳感器對磁場非常敏感，在變電站高壓場所內存在較強的交流磁場，降低了霍爾傳感器測量準確性。

3、霍爾傳感器內部為半導體元件、運放等組成的電子電路，對電場也比較敏感，在變電站高壓場所內存在較強的電場，對霍爾傳感器正常工作也造成了較大的影響。

4、一旦變電站高壓場所內的過電壓作用在霍爾傳感器上，容易通過霍爾傳感器的信號電纜或電源電纜（霍爾傳感器工作需要外部電源）形成通路，對霍爾傳感器內部耐壓能力較弱的霍爾元件等器件造成損害。

發明內容

本發明的目的是提供一種工作穩定、測量準確的變壓器中性點直流電流在線測量裝置。

本發明的技術解決方案是：一種變壓器中性點直流電流在線測量裝置，包括霍爾傳感器，它還設有銅排、傳輸光纖、設置在箱體內的信號處理模塊、光電功率轉換模塊以及測量信號光電轉換電路模塊和功率激光發射電路模塊，其中銅排貫穿箱體兩側，所述霍爾傳感器套設在箱體內的銅排上，信號處理模塊用于接收所述霍爾傳感器輸出信號并轉換成光信號且通過傳輸光纖輸出至測量信號光電轉換電路模塊，測量信號光電轉換電路模塊用于將輸入的光信號轉換成電信號輸出，光電功率轉換模塊用于給所述霍爾傳感器和信號處理模塊提供電源，功率激光發射電路模塊用于向光電功率轉換模塊輸入中等功率激光。

銅排串入變壓器中性點接地導線中，使之成為中性點接地導線的一部分，霍爾傳感器作為傳感頭，實現了對直流電流的隔離測量，設置在箱體中可以有效消除室外強電場、磁場對傳感器的影響，霍爾傳感器輸出的信號經過信號處理模塊轉換成光信號，通過傳輸光纖傳輸至測量信號光電轉換電路模塊中，轉換成滿足其他測控設備需要的電信號。通過功率激光發射電路模塊產生激光，提供給箱體內的光電功率轉換模塊轉換成電能，作為箱體內各電路模塊的電源使用。以上措施將高壓場所設備和低壓場所設備在電氣上完全隔離，隔斷了過電壓傳輸路徑，從而提高了測量裝置的工作可靠性和穩定性。

所述箱體內設有磁屏蔽籠。可以進一步改善箱體內的磁工作環境，提高測量裝置工作的穩定性和準確性。

所述箱體為不銹鋼制成?？梢詫ぷ鲌鏊碾妶銎鸬揭欢ǖ钠帘巫饔谩?/p>

所述銅排與箱體之間設有絕緣子。將銅排與箱體隔絕開，避免出現電流分流現象，同時可以起到固定密封的作用。