一种用于监测变压器接地电流的变送器的制作方法

本实用新型涉及电力行业配电网安全运行监测技术领域，尤其涉及一种变压器铁芯接地电流的监测装置。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，一方面对电力供应的稳定性需求越来越高，对供电设备的可靠性要求越来越高；另一方面单位时间内因停电的故障而带来的损失也越来越大。对电力系统和电力用户变电站，变压器的稳定运行是关键环节之一。在变压器实际运行过程中，由于器件的老化、结构松动、导体氧化和材料膨胀等原因导致变压器组件发热，破坏材料性能危及电网安全。在特高压直流变压器在运行的过程中，铁芯的接地电流往往包含了大量的谐波分量，使得最终的测量值失真。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于监测变压器接地电流的变送器，避免谐波分量对于监测结果的影响，实现对接地电流准确、有效的监测。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变送器，有效避免谐波分量对于变压器接地电流监测结果的影响。

本实用新型提供了一种用于监测变压器接地电流的变送器，包括信号采集装置、第一信号输出部和第二信号输出部，所述信号采集装置与所述第一信号输出部以及所述第二信号输出部分别电连接，所述信号采集装置包括A/D转换装置，用于采集所述变压器的接地电流信息并转换为数字输出的全电流信号，所述第一信号输出部输出所述全电流信号，所述第二信号输出部的输出信号为所述全电流信号的基波分量。

进一步地，所述第一信号输出部包括第一4-20mA信号调制电路，所述第一4-20mA信号调制电路与所述A/D转换装置电连接。

进一步地，所述第二信号输出部包括微控制单元，所述微控制单元采用数字滤波算法和/或快速傅里叶变换算法，滤除所述全电流信号的谐波分量。

更进一步地，所述第二信号输出部还包括第二4-20mA信号调制电路，所述A/D转换装置、所述微控制单元、所述第二4-20mA信号调制电路依次电连接。

进一步地，所述信号采集装置包括传感器铁芯、霍尔元件，所述传感器铁芯呈环状，并设置有缺口，所述霍尔元件设置于所述缺口内。

更进一步地，所述第一信号输出部、所述第二信号输出部以及所述信号采集装置的A/D转换装置集成于同一电路模块内。

优选地，还包括壳体，所述壳体包括第一端和第二端，所述第一端为与所述传感器铁芯尺寸适配的环状，所述传感器铁芯设置于所述第一端内部，所述第二端适于容纳所述霍尔元件和所述电路模块。

进一步地，还包括电源输入端，所述电源输入端采用航空接头，适于与电源连接。

技术效果

本实用新型提供的变送器利用微控制单元将全电流信号中的工频分量提取出来，并变送为4-20mA的直流信号输出，可真实还原监测需要的工频信号，避免谐波分量对于监测结果的干扰，提高了监测的可靠性和准确度。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较优实施例中变送器的电气结构原理图；

图2是图1实施例中变送器的机械结构示意图。

附图标记：1-变压器铁芯接地线，2-传感器感应铁芯，3-霍尔元件，4-采样电阻，5-电流源，6-放大器，7-信号处理电路，8-第一信号输出部，9-第二信号输出部，10-电路模块

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实施例提供了一种用于监测变压器接地电流的变送器，其电气结构如图1所示。该变送器采用霍尔原理采集信号：将变压器铁芯接地线1穿过传感器感应铁芯2后，通过霍尔元件3，采用闭环反馈的方式，利用采样电阻4采集信号，并将采集到的信号送入信号处理电路进行处理并输出。

具体来讲，对于监测电路，电流源5的电流输出可调，在霍尔元件3的电流通过放大器6放大后，通过信号调零，控制电流源5的输出，使得传感器感应铁芯2磁通为零。此时，信号处理电路7中的信号采集装置采集得到采样电阻4上的全电流信号，并经过A/D转换装置将该模拟信号转换为数字信号，最终经由信号处理电路7处理后输出。

由于特高压的变压器实际运行中，全电流中包含了非常高的谐波分量，以致于已经不能仅仅依靠对全电流的测量来对变压器状态做出判断，必须要从全电流中提取基波分量，作为对变压器运行状态作出判断的可靠依据。因此，本实施例提供的变送器中，A/D转换装置采集到的全电流信号分为两路分别进行处理和输出，其中一路为第一信号输出部8，该输出部将该信号通过4-20mA信号调制电路简单调制后直接输出，从而得到传统的全电流输出；另一路，即第二信号输出部9，则依次设置有微控制单元(MCU)和4-20mA信号调制电路，其中微控制单元通过数字滤波算法，滤除不需要的谐波，只保留基波分量。之后，该基波分量通过4-20mA信号调制电路调制输出，得到监测需要的基波电流信号。

本实施例还进一步描述了变送器的安装结构。如图2所示，该变送器的传感器感应铁芯2、霍尔元件3以及电路模块10均安装于变送器的壳体内部，通过电磁感应实现传感功能。其中，传感器感应铁芯2尺寸相对较大，安装于变送器的上端部，下部开口处安装霍尔元件3和电路模块10，所有电路均集成到电路模块10上，绕组线圈及霍尔元件反馈在内部连接，全电流信号、基波电流信号输出以及电源输入，通过航空接头与外部连接。壳体采用不锈钢材质，中间以环氧树脂浇筑密封。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。