[發明專利]一種AT供電專用自耦變壓器的空載損耗監測的轉換裝置

有效

• 申請號: 201510430573.2
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105004954B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 周利軍;高仕斌;楊楊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及一種測量AT供電專用自耦變壓器的空載損耗的監測轉換裝置，屬于變壓器監測技術領域。

背景技術

AT供電方式又稱自耦變壓器供電方式，相對其它供電方式而言，AT供電方式可以在不提高接觸網絕緣水平的同時使接觸網電壓比其額定電壓提高一倍，具有更好的防干擾效果和更大的供電潛力，更能適應大功率負荷的供電，同時電分相數目減少，特別適合用于高速和重載電氣化鐵路。但AT供電方式接觸網結構復雜，供變電設施較多，投資較大，保護和運營維護難度較大。對于高速和重載鐵路來說，AT供電專用自耦變壓器是最重要的設備之一，是整個電力牽引系統最核心的部分之一，其運行狀況直接影響電氣化鐵路系統能否安全、高效的運營。在AT供電專用自耦變壓器運行中，空載損耗在一定程度上反映鐵芯的狀態，可以發現磁化中的鐵芯硅鋼片的局部絕緣不良或整體缺陷，如鐵芯多點接地、鐵芯硅鋼片整體老化等，這就要求研制出可靠的智能的AT供電專用自耦變壓器空載損耗在線監測裝置。

目前AT供電專用自耦變壓器空載損耗的測量主要是在離線狀態下，對未入網的變壓器可較為方便的進行測量，但對于掛網運行的變壓器，把運行中的變壓器拆下來進行試驗，既不經濟又影響供電的連續性，存在很大弊端。又目前變壓器損耗的在線監測一般都是針對變壓器的總體損耗，即變壓器的空載損耗和負載損耗之和，考慮到AT供電專用自耦變壓器監測裝置的經濟、實用性，本發明設計的思想旨在在原有損耗監測裝置的基礎上添加一個轉換裝置，即可以對變壓器的空載損耗進行測量。

AT供電專用自耦變壓器總損耗一般由經電壓互感器、電流互感器與變壓器兩側連接的功率表示數之差乘以兩互感器系數得到。本發明即為在互感器與功率表之間添加的轉換裝置，參見附圖3。由電流傳感器的示數可以判斷變壓器是否處于空載狀態，當變壓器處于空載狀態時，控制電壓互感器側的開關與功率表形成回路，對變壓器兩側功率進行測量，所得示數差、空載時間系數的倒數、兩互感器系數的乘積即為變壓器的空載損耗。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足而提供一種AT供電專用自耦變壓器的空載損耗監測的轉換裝置，該技術用于研究變壓器掛網運行的空載損耗，滿足變壓器試驗需求，便于電氣化鐵路系統的維護，解決背景技術存在的缺陷。

本發明的技術方案是：

一種AT供電專用自耦變壓器的空載損耗監測的轉換裝置，連接在傳統AT供電專用自耦變壓器損耗測量裝置的互感器與功率表之間，在變壓器處于空載運行時對其兩側的功率進行測量并根據空載時間系數計算得到變壓器總體空載損耗，其特征在于：包括有電流信號采集調理電路1、系數計算與顯示單元2、控制電路3、受控制電路控制的一號繼電器4和二號繼電器5；系數計算與顯示單元2與控制電路3信號連接。

在一些實施方案中，利用電流傳感器對所測回路的電流信號進行采集，并對該信號進行放大和濾波處理后輸入到A/D轉換器中，A/D轉換器用于將模擬信號轉換為離散的便于后序計算和分析的數字信號，一方面連接至控制電路的信號輸入端口，另一方面通過USB接口連接至計算機。

單片機運算電路根據接收的信號比較判斷變壓器是否處于空載運行，單片機運算電路是將電流信號采集調理電路得到的離散電流信號與預先設定的空載電流限值進行比較，其中空載電流限值是根據變壓器的額定電流進行取值，若電流信號大于空載電流限值，則輸出為低電平，通過繼電器驅動電路控制一號繼電器、二號繼電器開關閉合在B位置，若電流信號小于空載電流限值，則輸出為高電平，同時對一號繼電器、二號繼電器進行驅動使開關轉向A位置閉合。

系數計算與顯示部分是計算變壓器空載損耗時間系數，用于計算變壓器總體空載損耗。取變壓器運行的周期時間，對電流信號采集調理電路采集的離散信號與預先設定的空載電流限值進行FFT算法計算可得到變壓器的空載時間系數即變壓器空載時長T_空所占運行周期T的比值，并通過顯示器進行顯示計算所得的空載時間系數。

本發明的有益效果是：通過在傳統AT供電專用自耦變壓器損耗測量裝置中添加變壓器空載損耗監測轉換裝置，能夠使功率表僅在變壓器空載運行時才對其進行測量，然后通過計算得到變壓器的空載損耗。

附圖說明

圖1為本發明的一種AT供電專用自耦變壓器的空載損耗監測的轉換裝置電路圖；

圖2為本發明的局部裝置結構框圖；

圖3為AT供電專用自耦變壓器空載損耗測量的一個具體實施例。