[發明專利]一種互感器智能非電量在線監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010004624.6
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN113074773A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 曹成;龐佳;王紅亮;孫志宇;富雨農;閆睿智
• 申請（專利權）人: 四方特變電工智能電氣有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05B19/042
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種互感器智能非電量在線監測裝置及方法。通過使用氫氣傳感器、微水傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器對互感器內部氫氣、含水量、油溫、壓力等非電量數據進行實時在線監測。通過油循環裝置實現所監測油樣的定期循環，解決死油區采樣問題。其包括：氫氣傳感器、溫度傳感器、微水傳感器、壓力傳感器、傳感器信號采集單元、主CPU處理單元、人機操作單元、有線通信單元、無線通信單元、數據采集器、油循環裝置。本裝置利用人工智能算法對所監測的非電量信息進行綜合分析，實現互感器運行狀態監測和故障診斷分析，并可以通過通訊的方式將監測數據和診斷結果發送到后臺系統，保證互感器安全穩定運行。

技術領域

本發明涉及一種互感器智能非電量在線監測裝置。通過使用氫氣傳感器、微水傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器對倒立式電流互感器內部氫氣、含水量、油溫、壓力等非電量數據進行實時在線監測。利用人工智能算法對所監測的非電量信息進行綜合分析，實現互感器運行狀態監測和故障診斷分析，并可以通過通訊的方式將監測數據和診斷結果發送到后臺系統，保證互感器安全穩定運行。

背景技術

在變電站一次設備運行過程中，目前針對互感器、套管等少油設備的在線監測裝置主要是進行介損、電容值等電量信號的監測，間接監測設備運行狀態。而通過直接監測設備內部溫度、壓力、氫氣含量、微水含量等非電量信號，可以更加直觀和準確的判斷互感器、套管等設備的內部工況和健康狀態。例如：互感器內部出現局部缺陷，將導致局部放電發生，產生氫氣等特征氣體，同時使得互感器內部溫度升高，金屬膨脹器內部壓力增大，通過相關非電量信號的監測可以及時發現互感器早期故障，避免產品問題累積到極限出現故障時，只能緊急退出運行，造成較大的損失。

發明內容

本發明針對變電站內互感器內部結構和絕緣特點，及發生局放等故障時的狀態量變化特征，設計研發一套監測量豐富、功能齊全、智能化程度高、可靠性高的互感器在線監測裝置。本發明考慮了多類型非電量傳感器安裝的復雜性問題，專門設計了數據采集器，實現多種傳感器的安裝和數據采集。專門設計了油循環裝置，實現數據采集器內部油循環。本裝置具備就地化數據查詢功能、數據診斷分析功能；具備數據遠傳功能，支持現場有線通信和無線通信兩種方式，用戶可以根據需要進行選擇。除實現就地化診斷功能外，可以在后臺服務器安裝專家軟件，對監測數據進行智能分析，給出互感器當前運行狀態信息和預警信息，保證互感器安全穩定運行。

本發明采用的具體技術方案是：互感器智能非電量在線監測裝置，包括：主CPU處理單元以及與其連接的傳感器數據采集單元、數據采集器；

所述數據采集器包括壓力傳感器、氫氣傳感器、微水傳感器、溫度傳感器；

所述壓力傳感器、氫氣傳感器通過傳感器數據采集單元與主CPU處理單元連接；微水傳感器、溫度傳感器直接與主CPU處理單元連接。

所述傳感器數據采集單元包括順序連接的信號放大電路和信號濾波電路；所述信號放大電路與壓力傳感器或氫氣傳感器連接，信號濾波電路與主CPU處理單元連接。

所述數據放大電路包括第一運算放大器和第二運算放大器；

所述第一運算放大器輸入端通過電阻R4與壓力傳感器或氫氣傳感器連接，輸出端通過電阻R1與電容C1的并聯電路與壓力傳感器或氫氣傳感器連接；第一運算放大器的外接電容B端CEXTYB、外接電容A端CEXTYA分別通過電容C2、電容C3與公共端CRETN連接；

第一運算放大器輸出端通過電阻R3與第二運算放大器的反向輸入端連接，還通過電阻R5接地，第二運算放大器的正向輸入端依次經電阻R7、電阻R6接地，電阻R7與電阻R6的節點經電阻R8與電源連接；第二運算放大器的兩個增益端RG之間連有電阻R2；電源輸入端與電源連接，還經電容C5接地；輸出端OUT與數據濾波電路連接。

所述數據濾波電路包括順序連接的兩個二階巴特沃斯濾波電路；第一二階巴特沃斯濾波電路的輸入端與信號放大電路輸出端OUT連接，第一二階巴特沃斯濾波電路的輸出端與第二二階巴特沃斯濾波電路的輸入端連接；