一种变压器中性点直流电流在线监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于变压器在线监测领域，尤其涉及一种变压器中性点直流电流在线监测装置。是由电流传感器连接测量主机构成。所述的电流传感器与测量主机之间通过四芯带屏蔽电缆连接。本实用新型采用基于霍尔效应和零磁通原理并且结构可拆装的霍尔电流传感器对变压器中性点直流电流进行测量，采用不锈钢箱体的测量主机对霍尔电流传感器的测量数据进行计算分析、显示、数据存储和远传。装置具有测量精度高，测量数据稳定性好，抗干扰能力强，维护方便，无需变压器停电安装等优点。完全满足现场对变压器中性点直流电流在线监测的测量和安装要求。
【专利说明】
一种变压器中性点直流电流在线监测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于变压器在线监测领域，尤其涉及一种变压器中性点直流电流在线监测装置。
【背景技术】
[0002]高压直流输电系统由于其送电距离远、输送容量大、控制灵活等特点得到了越来越广泛的应用，但交、直流混合运行的电网结构使得交、直流系统之间的相互影响也越加明显。直流输电系统单极大地或双极不平衡运行时，直流电流将通过接地极注入大地，地中直流电流通过变压器中性点接地线侵入交流系统，对交流系统产生影响，其中最显著的影响就是造成变压器直流偏磁现象。
[0003]直流电流流经变压器绕组，在变压器铁心内部产生一定的直流磁通，使得励磁电流正负半周明显不对称，磁通发生偏移，产生直流偏磁。直流偏磁将周期性地加剧铁心磁密的饱和程度，使变压器噪声、振动增大，损耗增加，电压质量下降，从而影响变压器的安全稳定运行。
[0004]因此有必要研制一种在线监测装置，对变压器中性点直流电流的大小和方向进行实时监测，以便分析和研究直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，受大地中直流影响的变压器在一定地域的分布规律和受影响程度，以便为后续开展相应预防和抑制措施提供数据支撑。
【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其目的是为了实时监测和掌握直流输电系统单极大地回线方式或双极不平衡方式运行时，受大地中直流影响的变压器分布规律及受影响程度，以便采取相应防范和抑制措施。
[0006]为了实现上述发明目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种变压器中性点直流电流在线监测装置，是由电流传感器连接测量主机构成。
[0008]所述的电流传感器与测量主机之间通过四芯带屏蔽电缆连接。
[0009]所述的测量主机是将测量主板、显示屏、电源模块和电源开关均设置在主机壳体的内部，防水旋钮与主机壳体相连电流传感器测量电缆、主机电源电缆和通信电缆分别通过防水旋钮引入主机内部；电源开关与电源模块相连，显示屏位于测量主板的上部，连接在面板上，显示屏与测量主板之间通过排线连接；电源模块位于测量主板底端，给测量主板和霍尔电流传感器供电。
[0010]所述的测量主机采用不锈钢壳体结构，通过不锈钢角铁和抱箍安装在变压器附近。
[0011 ]所述的面板为不锈钢金属面板。
[0012]所述的电流传感器采用基于霍尔效应和零磁通原理的霍尔电流传感器。
[0013]所述的电流传感器为可拆装结构，套装连接在变压器中性点接地引线上。
[0014]所述的电流传感器输出信号通过信号电缆连接并送入装置的测量主机，测量主机对电流信号进行采集、分析计算，并对测量结果进行存储和显示，同时，测量主机可以通过通信电缆将测量结果远传。
[0015]所述的测量主板包括数据采集模块，处理器模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块;数据采集模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块分别与处理器模块相连，电流传感器测量范围为正负50A，对应输出的电流信号范围为4?20mA，输出信号通过信号电缆接入测量主机的测量主板2;
[0016]所述的测量主板的数据采集模块对霍尔电流互感器测量到的电流信号进行信号滤波、增益匹配和信号调理，调理后的信号送入处理器系统进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份;时钟模块作为测量和记录数据的时间戳，方便对历史数据的查询和分析;通信模块用于实现测量数据的远传。
[0017]所述的数据采集模块由信号滤波单元、信号增益处理单元和电压信号调理单元构成;采集模块输出的信号送入处理器模块进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份，为后续的数据分析和方案制定提供数据支撑；同时，还能够通过通信模块与监测后台相连实现数据远传;用户还能够通过监测后台对在线监测装置的报警阈值工作参数进行远方设置。当测量数据出现异常时，装置的显示屏及远方的监测后台均会发出报警信息，提醒工作人员及时采取措施进行处理。
[0018]本实用新型的优点及有益效果是:
[0019]本实用新型提供一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其优点在于:采用基于霍尔效应和零磁通原理并且结构可拆装的霍尔电流传感器对变压器中性点直流电流进行测量，采用不锈钢箱体的测量主机对霍尔电流传感器的测量数据进行计算分析、显示、数据存储和远传。装置具有测量精度高，测量数据稳定性好，抗干扰能力强，维护方便，无需变压器停电安装等优点。完全满足现场对变压器中性点直流电流在线监测的测量和安装要求。
[0020]通过本实用新型技术方案的实施，能够真正对变压器中性点接地电流的准确而稳定的实时测量。本实用新型设计方法具有以下创新点:
[0021]I)本装置采用基于霍尔效应和零磁通原理的霍尔电流传感器对变压器中性点直流电流进行测量，能够准确测量流经变压器中性点直流电流的大小和方向，并且传感器结构可拆装，无需变压器停电即可安装，并且与变压器没有电气连接；
[0022]2)传感器输出的4?20mA电流信号通过四芯带屏蔽电缆直接接入在线监测装置的测量主机进行数据分析计算、显示和存储等处理。
[0023]3)测量主板的数据采集模块具有信号滤波和增益处理单元，提高了测量数据的精度和有效性，装置直流电流测量范围为正负50A，测量精度小于5%，满足现场对变压器中性点直流电流在线监测的测量范围和精度要求。
[0024]4)本实用新型的测量主机采用不锈钢箱体结构，通过不锈钢角铁和抱箍安装在变压器附近。箱体内部的不锈钢面板上端开设了显示窗口，便于工作人员读取监测数据，箱体外壳接地。有效的提高了装置的抗电磁干扰性能和工作人员的人身安全。装置安装方法简便，安全，便于运行人员安装，使用和维护。
[0025]5)装置具有数据存储功能，可以将监测信息保存在测量主机内的存储模块中，存储数据掉电不丢失，并且能够循环存储一年以上的监测信息。
[0026]6)装置采用RS-485通信接口，可实现基于RS-485总线的数据远传和多点组网监测。
[0027]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的工作原理示意图；
[0029]图2为本实用新型的测量主板结构框图；
[0030]图中:7.电力变压器，8.变压器中性点接地引线，9.电流传感器，10.电源电缆，
11.通信电缆，12.信号电缆，13.测量主机。
【具体实施方式】
[0031]本实用新型是一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其目的主要是用于对变压器中性点接地线上的直流电流进行在线监测，以便及时发现由于中性点直流电流过大引起的变压器直流偏磁现象。
[0032]本实用新型包括电流传感器9和测量主机13两部分，如图1所示，图1是本实用新型的工作原理示意图。本装置是由结构可拆装的霍尔电流传感器9安装在变压器中性点接地引线8上的方式测量变压器中性点直流电流的大小和方向，电流传感器9输出信号通过信号电缆12连接并送入装置的测量主机13，测量主机13对电流信号进行采集、分析计算，并对测量结果进行存储和显示，同时，测量主机13可以通过通信电缆11将测量结果远传。
[0033]所述的电流传感器9采用基于霍尔效应和零磁通原理的霍尔电流传感器，该电流传感器9结构可拆装，便于在不停电的情况下，直接套装固定在变压器中性点接地引线上。所述的测量主机采用不锈钢壳体结构，通过不锈钢角铁和抱箍安装在变压器附近。传感器与测量主机之间通过四芯带屏蔽电缆连接。电流传感器9供电需要的正负12V电源和传感器输出的测量信号均通过该电缆传输。
[0034]如图2所示，图2为本实用新型的测量主板结构框图。本实用新型所述的测量主板包括数据采集模块，处理器模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块。数据采集模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块分别与处理器模块相连，电流传感器9测量范围为正负50A，对应输出的电流信号范围为4?20mA，输出信号通过信号电缆12接入测量主机的测量主板。
[0035]所述的数据采集模块由信号滤波单元、信号增益处理单元和电压信号调理单元构成。采集模块输出的信号送入处理器模块进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份，为后续的数据分析和方案制定提供数据支撑。同时，装置还可以通过通信模块与监测后台相连实现数据远传。用户还可以通过监测后台对在线监测装置的报警阈值等工作参数进行远方设置。当测量数据出现异常时，装置的显示屏及远方的监测后台均会发出报警信息，提醒工作人员及时采取措施进行处理。
[0036]本实用新型的工作过程如下:测量主板的数据采集模块对霍尔电流互感器测量到的电流信号进行信号滤波、增益匹配和信号调理，调理后的信号送入处理器系统进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份。时钟模块作为测量和记录数据的时间戳，方便对历史数据的查询和分析;通信模块用于实现测量数据的远传。
[0037]本实用新型的测量主机上的测量主板、显示屏、电源模块和电源开关均设置在主机壳体的内部，防水旋钮与主机壳体相连，霍尔电流传感器测量电缆、主机电源电缆和通信电缆分别通过防水旋钮引入主机内部；电源开关与电源模块相连，用于控制主机电源的通断；显示屏位于测量主板上部，固定在不锈钢金属面板上，显示屏与测量主板之间通过排线连接;电源模块位于测量主板底端，负责给测量主板供电。
[0038]本实用新型可以实时在线监测变压器中性点流入的直流大小和方向，并显示和远传监测数据，及时发现由于直流电流注入变压器中性点引起的变压器直流偏磁现象，提高变压器稳定运行的安全性和可靠性。
【主权项】
1.一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:由电流传感器(9)连接测量主机构成;所述的测量主机是将测量主板、显示屏、电源模块和电源开关均设置在主机壳体的内部，防水旋钮与主机壳体相连电流传感器测量电缆、主机电源电缆和通信电缆分别通过防水旋钮引入主机内部；电源开关与电源模块相连，显示屏位于测量主板的上部，连接在面板上，显示屏与测量主板之间通过排线连接；电源模块位于测量主板底端，给测量主板和电流传感器(9)供电。2.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的电流传感器(9)与测量主机之间通过四芯带屏蔽电缆连接。3.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的测量主机采用不锈钢壳体结构，通过不锈钢角铁和抱箍安装在变压器附近。4.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的面板为不锈钢金属面板。5.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的电流传感器(9)采用基于霍尔效应和零磁通原理的霍尔电流传感器。6.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的电流传感器(9)为可拆装结构，套装连接在变压器中性点接地引线上。7.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的电流传感器(9)输出信号通过信号电缆(12)连接并送入装置的测量主机(13)，测量主机对电流信号进行采集、分析计算，并对测量结果进行存储和显示，同时，测量主机(13)可以通过通信电缆(11)将测量结果远传。8.根据权利要求1所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的测量主板包括数据采集模块，处理器模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块;数据采集模块，显示屏，存储模块，时钟模块和通信模块分别与处理器模块相连，电流传感器测量范围为正负50A，对应输出的电流信号范围为4?20mA，输出信号通过信号电缆(12)接入测量主机的测量主板;所述的测量主板的数据采集模块对霍尔电流互感器测量到的电流信号进行信号滤波、增益匹配和信号调理，调理后的信号送入处理器系统进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份;时钟模块作为测量和记录数据的时间戳，方便对历史数据的查询和分析;通信模块用于实现测量数据的远传。9.根据权利要求8所述的一种变压器中性点直流电流在线监测装置，其特征是:所述的数据采集模块由信号滤波单元、信号增益处理单元和电压信号调理单元构成;采集模块输出的信号送入处理器模块进行分析计算，计算结果送入显示屏显示，并输送给存储模块进行备份，为后续的数据分析和方案制定提供数据支撑;同时，还能够通过通信模块与监测后台相连实现数据远传;用户还能够通过监测后台对在线监测装置的报警阈值工作参数进行远方设置；当测量数据出现异常时，装置的显示屏及远方的监测后台均会发出报警信息，提醒工作人员及时采取措施进行处理。
【文档编号】G01R19/00GK205450077SQ201521028642
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月14日
【发明人】王茂军, 高强, 原峰, 代继成, 钟丹田
【申请人】辽宁东科电力有限公司