[發(fā)明專利]變壓器鐵芯接地電流智能監(jiān)測報警器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410723518.8
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104483534A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐暉;馬越;粟和林
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)四川省電力公司甘孜供電公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，涉及變壓器的接地線電流檢測技術(shù)，特別是一種變壓器鐵芯接地電流智能監(jiān)測報警器。

背景技術(shù)

在變壓器結(jié)構(gòu)中，線圈與鐵芯、鐵芯與箱體之間存在一定寄生電容，電力變壓器在正常運行時，帶電線圈周圍產(chǎn)生不均勻電場，在電場作用下，通過寄生電容耦合，將產(chǎn)生對地懸浮電位，造成鐵芯與線圈達到擊穿絕緣，產(chǎn)生局部放電等。因此，需要把正常感應(yīng)的電動勢釋放掉，使它們都處于零電位，故需要設(shè)計和完成一點的可靠性接地。

但由于鐵芯磁通密度不均勻，靠近鐵芯內(nèi)框磁路短，磁阻小，靠近鐵芯外框磁路長，磁阻大，所以當(dāng)出現(xiàn)兩點以上接地時，便會引起電位差，兩點及多點電位差將彼此形成回路，產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流可能從毫安級到數(shù)十安培，并引起鐵芯渦流發(fā)熱，造成硅鋼片絕緣層損壞，甚至波及線圈絕緣，使油溫上升，出現(xiàn)甲烷、乙炔超標(biāo)等，致使變壓器事故發(fā)生。

由上結(jié)論：鐵芯必須一點接地，但絕不允許兩點及多點接地。為實現(xiàn)前述接地要求，變壓器安裝了如圖1所示的地線連接方式：從圖1的a中可以看到，變壓器1經(jīng)導(dǎo)管2，將鐵芯金屬線3從變壓器本體內(nèi)引出，接入地下，實現(xiàn)一點接地的保護作用。但有無兩點以上接地故障時不能自動告知，而多數(shù)是如圖1的b所示，靠人工手持鉗形表4，定期或不定期的進行接地電流的測量，根據(jù)DL/T?596-199《電力設(shè)備預(yù)防性試驗導(dǎo)則》中規(guī)定：鐵芯絕緣正常時，接地電流不大于0.1A，這是判別依據(jù)。如果超過規(guī)范值0.1A，則說明有問題，同時超過數(shù)據(jù)越大，表明問題越多，一是有兩點甚至多點接地，二是接地現(xiàn)象也越趨嚴(yán)重，需進行必要的維護處理。

變壓器鐵芯接地，靠人工測試，不僅方法原始落后，更重要的是不能及時發(fā)現(xiàn)問題，尤其是在當(dāng)今無人值班變電站已廣泛普及的情況下，巡視檢測機會大為減少，更難及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障，將會延誤事故處理時機，甚至造成事態(tài)擴大。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的變壓器鐵芯接地線電流檢測方法存在的需要有人值守人工測試，難以及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障，可能延誤事故處理時機的缺陷，本發(fā)明公開了一種變壓器鐵芯接地電流智能監(jiān)測報警器。

本發(fā)明所述變壓器鐵芯接地電流智能監(jiān)測報警器，用于測量變壓器鐵芯接地線電流，包括電流互感器，所述電流互感器具有中心孔，所述電流互感器還包括穿過中心孔的鐵芯接地線和與鐵芯接地線互感的二次側(cè)線圈；

以及采集二次側(cè)線圈電流的檢測電路；所述電流檢測電路包括與二次側(cè)線圈連接的感應(yīng)電流放大器、與感應(yīng)電流放大器輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換器，以及與A/D轉(zhuǎn)換器連接的單片機處理系統(tǒng)；所述單片機處理系統(tǒng)與通信接口連接，還包括與單片機處理系統(tǒng)連接的時鐘振蕩器和存儲單元。

具體的，所述二次側(cè)線圈終點接地，所述感應(yīng)電流放大器包括整流二極管、濾波電容、比較器、基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器；所述整流二極管正、負(fù)極分別連接二次側(cè)線圈起點和比較器同相輸入端，所述濾波電容連接在整流二極管負(fù)極和地之間，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器輸出端連接比較器反相輸入端；

還包括工作點電壓設(shè)定電路，所述工作點電壓設(shè)定電路為串聯(lián)在感應(yīng)電流放大器的直流供電端和地之間的第一分壓電阻串；所述第一分壓電阻串的分壓節(jié)點連接整流二極管負(fù)極。

進一步的，所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器為串聯(lián)在感應(yīng)電流放大器的直流供電端和地之間的第二分壓電阻串，分壓節(jié)點基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器的輸出端。

進一步的，所述比較器的輸出端和整流二極管的負(fù)極之間連接有正反饋電阻串，所述正反饋電阻串由第一正反饋電阻和第二正反饋電阻串聯(lián)組成，其中第一正反饋電阻連接比較器輸出端，第二正反饋電阻連接整流二極管負(fù)極；

第一正反饋電阻阻值大于第二正反饋電阻，第一正反饋電阻和第二正反饋電阻的中間節(jié)點連接比較器同相輸入端。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)電流放大器還包括電源電路，所述電源電路包括供電變壓器和三端穩(wěn)壓器，所述供電變壓器一次側(cè)與市電電網(wǎng)連接，二次側(cè)起點和終點分別連接一個整流二極管正極，兩個整流二極管負(fù)極連接在一起并連接三端穩(wěn)壓器輸入端，所述二次側(cè)上還連接有接地的中間抽頭；所述三端穩(wěn)壓器的第一輸出端作為電源電路的直流正向輸出端，三端穩(wěn)壓器的第二輸出端接地。

進一步的，所述三端穩(wěn)壓器的輸入端和地之間連接有第一濾波電容，所述三端穩(wěn)壓器的第一輸出端和地之間連接有第二濾波電容，所述第一濾波電容濾波頻率小于第二濾波電容。

進一步的，還包括指示支路，所述指示支路包括串聯(lián)在直流正向輸出端和地之間的發(fā)光二極管和限流電阻。

優(yōu)選的，所述A/D轉(zhuǎn)換器為MAX125。

優(yōu)選的，還包括與單片機處理系統(tǒng)連接的上位PC機和鍵盤輸入單元。