专利名称：用于检查三绕组常规变压器差动保护ct接线正确性的自动分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于检查常规变压器差动保护自动分析装置，具体涉及用于 检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自动分析装置。
背景技术：
变压器差动保护是变压器的主保护，作为变压器主保护的差动保护，正确动作率 始终在50% 60%徘徊，如何提高变压器差动保护动作的正确率、减少误动作一直是供电 和用电单位最为关心的差动保护问题，差动保护误动作对变压器的安全和系统的稳定运行 非常不利。三绕组变压器的每相有3个绕组，当1个绕组接到交流电源后，另外2个绕组就感 应出不同的电势，这种变压器用于需要2种不同电压等级的负载。发电厂和变电所通常出 现3种不同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。每相的高中低压 绕组均套于同一铁心柱上。为了绝缘使用合理，通常把高压绕组放在最外层，中压和低压绕 组放在内层。额定容量是指容量最大的那个绕组的容量，一般容量的百分比按高中低压绕 组有三种形 100/100/50、100/50/100、100/100/100。电力变压器是电力系统中及其重要的电气设备，它的安全运行与否，直接关系到 电力系统能否连续稳定地工作。特别是由于变压器本身造价昂贵，一旦故障而遭到破坏，经 济损失很大，所以电力部门对变压器保护相当重视，而这也是电力科研工作者地重点研究 对象之一。差动保护能够正确区分变压器区内和区外故障，有很好地动作选择性，得到了广 泛应用。但由于励磁涌流及保护装置精度地影响，差动保护装置容易产生误动。励磁涌流 涉及到差动保护的原理问题，是当前研究地热点之一，但多停留在理论层面。而分析影响保 护装置精度的因素，并进行补偿，能够提高装置动作的正确性，减少经济损失。鉴于此，本 文研制了一种基于DSP的变压器保护装置，并从硬件电路的设计和程序算法处理两方面着 手，分析了保护装置的误差来源，发现对模拟量进行采集的过程中，低通滤波电路和A/D采 样电路对采样值精度有极大影响，并这种影响进行了分析和补偿。此外电力系统频率变化 对装置的精度也有不利影响，本文分析了两者的联系，并给出了相互关系式。研究结果对提 高变压器保护装置的精度，减少装置的误动，降低电力企业的损失具有一定的借鉴意义。常规变压器差动保护线路接线的正确与否，直接影响供电系统的正常运行。对差 动保护线路接线的正确性及时作出分析，是变电站投建、检修中必不可少的重要环节，目前 电力系统的差动保护线路接线正确性分析，主要靠人工进行抓工作人员要经过大量的计 算，手工绘制电流向量图，然后再根据计算结果和向量图得出差动保护线路接线分析的结 果。整个分析过程计算量大，且需要工作人员根据经验进行判断，故存在效率低、误差大的 缺点。传统的差动保护线路接线分析的人工方法，存在下述缺点或不足1、分析结果可靠性以及准确性差。由于没有统一的操作规程，所以操作存在一定的随意性；另外，工作人员业务水平的高低、客观环境因素等，都会影响分析的准确性。2、对操作人员的业务能力要求高。操作人员既要熟悉电力系统理论知识，并要具 备丰富的实践经验，方能判断出差动保护线路接线是否正确，继而分析出错在哪里、如何修 正。3、工作复杂程度高，工作效率低。分析判断过程中数据计算量大，人工操作工作效 率低，费时费力，且在复杂的操作流程和大量的数据计算过程中，难免发生错误。用于差动保护 http://tech. bjx. com. cn/keyword. asp ？ keyword =差动保护的 TA，应保证在变压器正误差、角差符合要求，使流进保护的差电流近似为零。但实际上甚至 选用相同型号的TA，其特性曲线也总是存在某种程度的差异。这是由于钢导磁体特性不同 及装配的情况不同所致。因此，使导磁体的磁阻改变，并使励磁电流改变，这就出现了 TA的 电流比误差和角差。选用不同型号不同容量的TA，在二次负载Z和磁饱和程度不同时，对 TA 误差 http //tech. bjx. com. cn/keywo当35kV侧TA选用LR-35型100/5变比的套管变流器，IOkV侧也选用LR-10型 20(Γ300/5变比的套管变流时，由于套管变流器容量为15VA，在正常负荷工作状态下，TA误 差http://tech. bjx. com. c护范围以外发生短路时，由于铁芯在已磁饱和状态下，TA误差 http://tech. bjx. com. cn/keyword. asp ？电流就相差很大，二者不平衡的电流Ilp就大大 增加，当差动保护http://teCh. bjx. com. cn/keyword. a流时，就会引起差动保护http:// tech. bjx. com. cn/keyword. asp ？ keyword =差动保护误动作。差动保护 http //tech. bjx. com. cn/keyword. asp ？ keyword =差动保护应选用 TA的准确等级为D级(变比为150/5或以上时，每只可单独使用。变比在100/5或以下 时，可将两只串联使用。串联时，变比不变，每个线圈通过全部二次电流，其磁势等于F = 2(I2W)，可以增大TA的输出容量。IOkV侧TA，套管变流器容量较小，伏安特性很低，应选用 外附的TA。TA在投入运行前，应作极性和伏安特性变比试验，变比误差不超过10%，角差为 7ο，并按10%误差特性条件进行校验。
发明内容
为了解决目前人工情况下对差动保护线路接线错误情况判断时费时费力、对工作 人员要求高的情况，本实用新型提供了一种判断分析可靠性高、使用安全简单、操作方便的 电力差动保护线路中的接线分析装置。本适用新型的特殊之处在于采用双处理器的结构，使用《常规变压器差动保护 CT接线正确性分析的一种新方法》，实现常规变压器差动保护CT的接线正确性自动分析， 对于错误的接线可指出错误的位置和类型；可实现电压、电流、频率、功率测量基本测量功 能；可自动绘制向量图。本适用新型组成模块及功能如下交流电压/电流采样电路主要由互感器/电流钳、I/V转换器、可编程放大器组 成，互感器用来转换信号，将被测的电压或电流信号按一定的比例转换为电流信号，并使被 测信号与转换后的信号电气隔离，该互感器也可以用电阻来代替。I/V转换器，用来将互感 器输出的电流信号转化为电压信号；可编程放大器由放大器与数字电位器构成，用来放大 输入信号，使之满足A/D转换后计算精度的要求。
A/D转换器将可编程放大器输出的模拟信号转换成数字信号。过零比较器获得 每通道信号的过零点来确定相位。C8051F021处理器负责控制可编程放大器的增益调节和A/D转换器进行信号采 集，还用于计算输入信号频率、控制采样频率和计算相位，并将数据传输给LPC2478处理
οLPC2478处理器负责通过液晶显示操作菜单，实现操作功能，根据C8051F021处 理器采集得到的数据采用《常规变压器差动保护CT接线正确性分析的一种新方法》进行常 规变压器差动保护CT接线正确性分析并给出结果，另外通过串口和PC机上的配套软件进 行数据交换和通讯。本实用新型的常规变压器差动保护CT接线正确性分析工作原理共有三种测量 方式实现接线正确性分析。各侧同相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道
一、二、三同时测量高压侧、中压侧、低压侧三侧的同相电流，将A、B、C三相分别测量完成后 使用装置中的《常规变压器差动保护CT接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分 析计算并得到结果。如果中压侧和低压侧有多路开关和保护CT，则依照上面讲的方法将各 个CT测量完成后再进行分析。单相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道一分 别测量高压侧的A、B、C三相电流，用同样的方法测量中压侧和低压侧三相电流，如果有多 路CT则应采用同样方法测量各路CT。测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护CT 接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分析计算并得到结果。三相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道一、
二、三测量高压侧的A、B、C三相电流，用同样的方法测量中压侧和低压侧三相电流，如果有 多路CT则应采用同样方法测量各路CT。测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护 CT接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分析计算并得到结果。本实用新型的基本测量工作原理被测信号经过互感器/电流钳转换成电流信号 后，通过I/V转换器将电流信号转换为电压信号，然后使用可编程放大器进行放大(根据输 入信号的大小进行自动调整信号放大倍数)；再由C8051F021控制器控制A/D转换器对放 大后的信号进行采样、计算，得到有效值、峰峰值，随后由C8051F021控制器对采样数据进 行快速傅立叶变换得到被采样信号的相位和频率。C8051F021控制器以上数值通过串口发 送给LPC2478处理器，LPC2478处理器进行显示和保存。本实用新型的优点是1、分析结果可靠，准确性大幅提高。本发明所提供的电力系统中差动保护线路的 接线分析方法进行两次修正并进行判断，最终形成的分析结果中会给出完善的错误情况及 纠正方案，无需再人为进行判断，其分析结果可靠性明显比传统的分析方法强，并且不受工 作人员主观素质以及客观环境因素等方面影响，使得分析结果的准确性大幅提高。2、操作简单，安全可靠。本发明使电力差动保护回路接线分析工作简单化，只需要 进行简单测量即可自动分析并给出结果，对工作人员技术水平要求大幅降低。
具体实施例方式本实用新型提供了一种用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自 动分析装置，该实用新型具体实施方式
是本适用新型组成模块及功能如下交流电压/电流采样电路主要由互感器/电流钳、I/V转换器、可编程放大器组 成，互感器用来转换信号，将被测的电压或电流信号按一定的比例转换为电流信号，并使被 测信号与转换后的信号电气隔离，该互感器也可以用电阻来代替。I/V转换器，用来将互感 器输出的电流信号转化为电压信号；可编程放大器由放大器与数字电位器构成，用来放大 输入信号，使之满足A/D转换后计算精度的要求。A/D转换器将可编程放大器输出的模拟信号转换成数字信号。过零比较器获得 每通道信号的过零点来确定相位。C8051F021处理器负责控制可编程放大器的增益调节和A/D转换器进行信号采 集，还用于计算输入信号频率、控制采样频率和计算相位，并将数据传输给LPC2478处理
οLPC2478处理器负责通过液晶显示操作菜单，实现操作功能，根据C8051F021处 理器采集得到的数据采用《常规变压器差动保护CT接线正确性分析的一种新方法》进行常 规变压器差动保护CT接线正确性分析并给出结果，另外通过串口和PC机上的配套软件进 行数据交换和通讯。本实用新型的常规变压器差动保护CT接线正确性分析工作原理共有三种测量 方式实现接线正确性分析。各侧同相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道
一、二、三同时测量高压侧、中压侧、低压侧三侧的同相电流，将A、B、C三相分别测量完成后 使用装置中的《常规变压器差动保护CT接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分 析计算并得到结果。如果中压侧和低压侧有多路开关和保护CT，则依照上面讲的方法将各 个CT测量完成后再进行分析。单相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道一分 别测量高压侧的A、B、C三相电流，用同样的方法测量中压侧和低压侧三相电流，如果有多 路CT则应采用同样方法测量各路CT。测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护CT 接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分析计算并得到结果。三相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道一、
二、三测量高压侧的A、B、C三相电流，用同样的方法测量中压侧和低压侧三相电流，如果有 多路CT则应采用同样方法测量各路CT。测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护 CT接线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分析计算并得到结果。本实用新型的基本测量工作原理被测信号经过互感器/电流钳转换成电流信号 后，通过I/V转换器将电流信号转换为电压信号，然后使用可编程放大器进行放大(根据输 入信号的大小进行自动调整信号放大倍数)；再由C8051F021控制器控制A/D转换器对放 大后的信号进行采样、计算，得到有效值、峰峰值，随后由C8051F021控制器对采样数据进 行快速傅立叶变换得到被采样信号的相位和频率。C8051F021控制器以上数值通过串口发 送给LPC2478处理器，LPC2478处理器进行显示和保存。
权利要求
1.用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自动分析装置，其特征在于三相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电压，用电流通道一、二、三测量高压侧的A、B、C三相电流，用同样的方法测量中压侧和低压侧三相电流，如果有多路 CT则应采用同样方法测量各路CT。测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护CT接 线正确性分析的一种新方法》对测量数据进行分析计算并得到结果。
2.根据权利要求1所述的用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自 动分析装置，其特征在于各侧同相测量分析用电压测量通道一测量变压器高压侧A相电 压，用电流通道一、二、三同时测量高压侧、中压侧、低压侧三侧的同相电流，将A、B、C三相 分别测量完成后使用装置中的《常规变压器差动保护CT接线正确性的分析方法》对测量数 据进行分析计算并得到结果。如果中压侧和低压侧有多路开关和保护CT，则依照上面讲的 方法将各个CT测量完成后再进行分析。
3.根据权利要求1或2所述的用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的 自动分析装置，其特征在于互感器/电流钳、I/V转换器、可编程放大器组成，互感器用来 转换信号，将被测的电压或电流信号按一定的比例转换为电流信号，并使被测信号与转换 后的信号电气隔离，该互感器也可以用电阻来代替。I/V转换器，用来将互感器输出的电流 信号转化为电压信号；可编程放大器由放大器与数字电位器构成，用来放大输入信号，使之 满足A/D转换后计算精度的要求。
4.根据权利要求3所述的用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自动 分析装置，其特征在于三绕组变压器的每相有3个绕组，当1个绕组接到交流电源后，另外 2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要2种不同电压等级的负载。
全文摘要
本发明涉及一种用于检查三绕组常规变压器差动保护CT接线正确性的自动分析装置，绕组变压器的每相有3个绕组，当1个绕组接到交流电源后，另外2个绕组就感应出不同的电势，这种变压器用于需要2种不同电压等级的负载。
发电厂和变电所通常出现3种不同等级的电压，所以三绕组变压器在电力系统中应用比较广泛。本装置操作简单，安全可靠。本发明使电力差动保护回路接线分析工作简单化，只需要进行简单测量即可自动分析并给出结果，对工作人员技术水平要求大幅降低。
文档编号H02H7/045GK102096016SQ20091031158
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者穆明建 申请人:西安爱邦电气有限公司