[發明專利]用于變壓器狀態監測數據采集系統

在審

• 申請號: 202210999002.0
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115420975A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 惠明;江沛;海濤;張萌;李超;封仁賞
• 申請（專利權）人: 南陽師范學院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/52;G01R31/62
• 代理公司: 鄭州豫乾知識產權代理事務所(普通合伙) 41161
• 代理人: 裴樂樂

本發明用于變壓器狀態監測數據采集系統，電磁場抑制電路采用選頻接收泄露電流信號，經瞬態抑制、差分濾波后、轉換為電壓信號輸出到溫補放大電路，采用陷波放大器對電磁場頻率信號進行陷波放大，并采用溫度信號調節輸入電壓信號的幅度，采用對稱電阻將工作電流信號轉換為電壓信號，經共模電容、差模電容一級濾波，再經差分濾波器二級濾波后輸出到溫補放大電路，采用帶選頻網絡的放大器進行放大輸出，并采用溫度信號調節放大器放大的幅度，噪聲抵消電路通過第一差分放大器對溫補放大電路輸出信號差分消噪計算輸出到監測主機，采用第二差分放大器對第一差分放大器輸出信號和帶選頻網絡放大器反向后信號進行差分計算，再經移相后輸出到監測主機。

技術領域

本發明屬于變壓器監測技術領域，尤其涉及用于變壓器狀態監測數據采集系統。

背景技術

變壓器是電力系統中的關鍵設備之一，其運行狀態直接關系到整個電力系統的安全穩定運行，對變壓器進行狀態監測，可以實時掌握變壓器的運行狀態，及時地進行故障預警，防范于未然。

現有技術通常安裝各種傳感器，例如UHF傳感器、AE傳感器、電流傳感器、震動傳感器、紅外測溫傳感器等在線檢測，傳送到監測主機，對數據處理后通過光纖或無線遠傳至監測服務器，監測服務器采用監測診斷軟件進行分析顯示，及時給出預警、告警信息，在故障發生前消除缺陷，提高變壓器運行的可靠性，變壓器在局部放電、過熱時，會產生電磁波、超聲波干擾信號，并會產生發熱、泄露電流，影響傳感器檢測精度，特別是在20％額定電流以下，尤其影響電流傳感器檢測電流的精度。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明提供用于變壓器狀態監測數據采集系統，有效的解決了現有電流傳感器受干擾、發熱、震動、泄露電流的影響，檢測電流有誤差的問題。

其技術方案是，包括電流傳感器、監測主機，所述電流傳感器檢測的變壓器工作狀態的工作電流、泄露電流，傳輸到監測主機完成信號監測，監測主機并通過網絡數據通訊到監測服務器完成信號的管理、分析，還包括電磁場抑制電路、溫補放大電路、噪聲抵消電路，所述電磁場抑制電路采用選頻接收電流傳感器檢測的變壓器工作狀態的泄露電流信號，經瞬態抑制、差分濾波后，由采樣電阻轉換為電壓信號輸出，采用對稱電阻將電流傳感器檢測的變壓器工作狀態的工作電流信號轉換為電壓信號，經共模電容、差模電容一級濾波，再經差分濾波器二級濾波后輸出；

所述溫補放大電路采用陷波放大器對采樣電阻轉換后的電壓信號進行放大，對電磁場頻率信號進行陷波，并采用檢測的電流傳感器工作時溫度信號調節陷波放大器輸入電壓信號的幅度，采用帶選頻網絡的放大器對二級濾波后信號進行放大，并采用檢測的電流傳感器工作時溫度信號調節放大器放大的幅度；

所述噪聲抵消電路通過對稱的第一差分放大器對陷波放大器輸出信號、放大器放大信號進行差分消噪計算，第一差分放大器輸出信號作為變壓器實際運行額定信號輸出到監測主機，采用第二差分放大器對第一差分放大器輸出信號和帶選頻網絡放大器反向后信號進行差分計算，第二差分放大器輸出信號作為變壓器泄露電流信號經移相后輸出到監測主機。

本發明的有益效果：采用選頻網絡選頻接收電流傳感器檢測的變壓器工作狀態的泄露電流信號，經瞬態抑制干擾、差模抗干擾+差模濾波后，由采樣電阻R3、電阻R4轉換為電壓信號輸出到陷波放大器，對電磁場頻率信號進行陷波，并采用檢測的電流傳感器工作時溫度信號調節陷波放大器輸入電壓信號的幅度，具體利用單結管發射極與第一基極間阻值發射極與第一基極間電壓控制、單結管基極間電阻數值隨溫度上升增大的特性，調節運算放大器AR1同相輸入端輸入電壓信號的幅度，以此進行溫度補償，補償電流傳感器因溫度造成的檢測誤差，采用對稱電阻將電流傳感器采集的變壓器工作狀態的工作電流信號轉換為電壓信號，經共模電容、差模電容一級濾波，再經差分濾波器二級濾波后輸出到帶選頻網絡的放大器，對二級濾波后信號進行放大，并采用檢測的電流傳感器工作時溫度信號調節放大器放大的幅度，利用單結管發射極與第一基極間阻值發射極與第一基極間電壓控制、單結管基極間電阻數值隨溫度上升增大的特性，將單結管的第一基極、第二基極與運算放大器AR7的反饋電阻R19并聯，調節放大器放大的幅度，以此進行溫度補償，減小溫度造成的誤差；