一种新型线温变送装置的制作方法

本发明涉及线温变送装置，具体涉及一种电力变压器线温测量时二次绕组电流测温的线温变送装置。

背景技术：

目前，电力变压器线温测量的方式主要为CT二次绕组的电流流过加热电阻对油温进行补偿，换算后得到变压器的线温。由于该种测量方式在CT的二次绕组回路内串联接入了电阻，且换流变周围的环境状况较为恶劣，长期运行存在电阻烧毁的风险，造成CT二次绕组开路，威胁到变压器的安全运行。目前国内外对于绕组的温度测量原理基本都采用油温加CT二次绕组的电流计算温度叠加计算而得，原理图如图1，它主要是在一个油温表的基础上，配备一台电流匹配器和一个电热元件。温度表的传感器――温包插在变压器油箱顶部的油孔内，当变压器负荷为零时，绕组温度计的读数为变压器油箱顶层油面的温度。当变压器带上负荷后，通过变压器电流互感器取出的与负荷成正比的电流，经电流匹配器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件，电热元件产生热量，使波纹管内的气体进一步膨胀，表计弹性元件的位移量增大。因此，在变压器带上负荷后，弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器的负荷电流两者所决定。对于防止电热元件或电流匹配器电阻的熔断而保护CT二次回路不开路目前尚无相关研究。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型线温变送装置，作为防止CT二次绕组开路的优化措施，同时降低CT二次绕组开路的风险。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种新型线温变送装置，用于电力变压器线温测量时引出CT二次绕组电流至加热电阻回路，所述新型线温变送装置包括：用于采集CT二次绕组电流的电流采集模块、控制电路和以将输出电流引出至加热电阻回路的交流恒流源电路，控制电路包括中央处理器和液晶显示模块，

其中，交流恒流源电路与中央处理器通过串口通信电路连接，以将中央处理器控制调节交流恒流源电路的输入电流和交流恒流源电路的输出电流的数据传输给中央处理器；

电流采集模块与中央处理器连接，以将中央处理器处理电流采集模块采集的电流数据；

液晶显示模块与中央处理器连接，以液晶显示模块显示电流采集模块采集的电流数据和交流恒源电路的输出电流的数据。

所述的液晶显示模块为TFTLCD模块。

所述的电流采集模块包括电流采集传感器、量化模块电路，其中电流采集传感器采集二次绕组电流后连接量化模块电路后输出。

所述的交流恒流源电路，包括供电直流电源模块、正弦波模块、波形滤波模块、恒流跟踪器、功率放大器、电流取样电路和微控制器，其中供电直流电源模块依次连接正弦波模块、波形滤波模块、恒流跟踪器、功率放大器和电流取样电路后输出，所述的电流取样电路的输出端同时连接所述的恒流跟踪器和微控制器，所述的微控制器连接正弦波模块和恒流跟踪器，中央处理器通过串口通信电路与微控制器连接。

所述的中央处理器为STM32芯片，价格不高，性能强大，易于扩展，可为整个系统提高稳定性，使得电路简单，易于集成，维护成本低。

所述的串口通信电路为RS-232串口通信电路。

所述的供电直流电源模块为多路输出的开关电源，成品的开关电源具有多路电压输出，设计的电能利用效率高，稳定性好，带过电压，过电流保护，开关电源带保护外壳使用更加的安全，易于安装应用节约开发时间，节约开发成本，使用简单能够极大地简化硬件电路的设计复杂度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明很好的解决了电力系统CT二次绕组开路，威胁到变压器的安全运行的问题。当出现CT二次回路开路是不会造成危害，变压器继续运行，只需单独维修本发明新型线温变送装置的回路就可以恢复到正常运行状态。单一元件故障引起的故障后果大大减小，保证了系统运行的稳定性。当单一元件故障时刻迅速对该元件进行更换，减少检修作业时间，提高了检修工作效率；由于电网内大部分电路变压器线温测量采取CT二次绕组电流流过加热电阻对油温进行补偿，换算后得到变压器的线温测温模式，因此，可在电网内广泛进行推广，保证系统运行的稳定性。

2.本发明采用非接触式的电流采集传感器采集CT二次绕组的电流大小，利用中央处理器处理采集到的电流数据，再通过串口通信电路与交流恒流源电路进行通信，交流恒流源电路通过微控制器控制输出电流大小，从而达到交流恒流源电路的输出电流与采集到的输入电流同步一致的效果，并在显示屏上显示采集到的输入电流和交流恒流源电路的输出电流大小，然后用于引出CT二次绕组电流至加热电阻回路进行测温，从而达到降低CT二次绕组开路的风险，提高变压器系统的稳定性。本系统使整个变压器系统的事故大大的缩小，减轻检修班的负担。

附图说明

图1为现有技术变压器二次绕组的温度测量的原理图；

图2为本发明的原理示意图；

图3为本发明交流恒流源电路的原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图2，一种新型线温变送装置，用于电力变压器线温测量时引出CT二次绕组电流至加热电阻回路，所述新型线温变送装置包括用于采集CT二次绕组的电流数据的电流采集模块1、控制电路和交流恒流源电路3，其中控制电路包括用于将电流采集模块1输出的电流数据进行处理后并通过串口通信电路控制调节交流恒流源电路的输入电流的中央处理器2和液晶显示模块4，中央处理器2与液晶显示模块4连接，中央处理器2将电流采集模块1采集的电流数据和交流恒源电路3的输出电流传输给液晶显示模块4，液晶显示模块4显示电流采集模块1采集的电流数据和交流恒源电路3的输出电流。

所述的液晶显示模块4为TFTLCD模块，TFTLCD模块在亮度、对比度、层次感强、颜色鲜艳等方面表现良好，传输大数据时候具有更快的速度，有利于实现更好的显示效果。TFTLCD模块对采集到的二次绕组电流和交流恒源电路3的输出电流进行显示，随时监控本系统的运行情况，能趁早发现故障，让事故降低出现，着力于降低电力系统故障的发生概率。

所述的电流采集模块1包括电流采集传感器、量化模块电路，其中电流采集传感器采集二次绕组电流后连接量化模块电路后输出，电流采集传感器与传统的采集电流数据方式不同，采用非接触式的电流采集传感器采集，对于需要测量的线路不影响工作，有电气隔离的作用，没有直接接触到高压具有高精度安全的特点。电流采集传感器采集到电流的数据，经过量化模块电路转换成0-5V电压，量化模块电路具有很高的精确度和响应速度，而且稳定性很好，所存在的温度飘移可以通过微电位器进行校准。作为实施例，量化模块电路可采用SX-AC-A系列，该系列为交流电流精密量化模块，有4种量程可供选择，分别为5A、10A、20A、50A，本发明中交流电流精密量化模块可选用型号为量程为5A的SX-AC-A05模块。

如图3，所述的交流恒流源电路3，包括供电直流电源模块、正弦波模块6、波形滤波模块7、恒流跟踪器8、功率放大器9、电流取样电路10和微控制器11，其中供电直流电源模块依次连接正弦波模块6、波形滤波模块7、恒流跟踪器8、功率放大器9和电流取样电路10后输出，所述的电流取样电路10对输出电流进行采集，电流取样电路10的输出端同时连接所述的恒流跟踪器8和微控制器11，电流取样电路10采集到的输出电流数据负反馈给恒流跟踪器8，以达到输出电流恒定的目的。中央处理器2通过串口通信电路与微控制器11连接，微控制器11通过正弦波模块6和恒流跟踪器8控制输出电流大小，从而达到交流恒流源电路3输出电流与采集到的二次绕组电流同步一致的效果，同时达到降低CT二次绕组开路的风险。

所述的供电直流电源模块为多路输出的开关电源5，成品的开关电源5具有多路电压输出，设计的电能利用效率高，稳定性好，带过电压，过电流保护，开关电源5带保护外壳使用更加的安全，易于安装应用节约开发时间，节约开发成本，使用简单能够极大地简化硬件电路的设计复杂度。

作为一个实施例，开关电源5是一个恒压源输出14v的直流电压，通过正弦波模块6产生震荡变换成标准正弦波，由于所产生的正弦波会夹杂有谐波，所以要经过波形滤波模块7将无用的波形除掉，剩下所需频率和振幅的波形，再由功率放大器9把信号进行放大，能够让输出具有带载能力。电流采样回路10采集输出电流的大小，并传递给恒流跟踪器8，根据自动控制的原理，对输出电流进行实时调整，以达到输出电流恒定的效果。

所述的中央处理器为STM32芯片，价格不高，性能强大，易于扩展，可为整个系统提高稳定性，使得电路简单，易于集成，维护成本低。

所述的串口通信电路为RS-232串口通信电路，本发明的通信需求是全双工传输，数据量不大，速度要求也不高，两个模块之间的距离也很近，采用RS-232串口通信电路，符合本发明的要求，并且能方便以后的扩展。

电流采集传感器对二次绕组电流进行准确采集数据，STM32芯片对采集到的数据进行处理后并通过串口通信电路与交流恒流源电路3中的微控制器11通信，通过微控制器11调节交流恒流源电路3的输出电流大小，将交流恒流源电路3的输出电流作为电力变压器的CT二次绕组电流的测温引出，即使在二次回路开路时也不受影响。

可通过如下方法去验证系统结果的精确性，准备一个可以微调的交流用电器比如大灯泡，先将待测试的回路接上万用表并将档位达到测量电流档位，在将交流恒流源电路3的输出端连接到万用表，并打到测量电压档位，一切准备就绪后通电，观察两个万用表的数值，判断是否符合精度要求，再次调节测试回路的输出大小，然后再次观察两个万用表的读数是否符合要求，如果精度达不到预期的效果，则调节量化电阻的阻值，将精度调节到符合设计要求。调试完成后的测试精度对照表如表1。

表1：测试精度对照表

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。