一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置。


背景技术：

2.变压器是电力系统中的关键设备，其运行工况直接影响着电力系统的稳定。能够反映变压器运行工况的参数有很多，铁芯接地电流就是其中的一个关键参数。
3.在变压器正常运行时，需要求铁芯有且仅有一点接地，若存在多点接地，接地点之间形成回路产生环流，铁芯接地电流大幅增加，将引起铁芯局部过热导致绝缘油分解，甚至熔断接地片或烧坏铁芯，造成重大事故。
4.而通过监测铁芯引出线的电流值，可以用于判断铁芯是否存在多点接地故障。要实时、准确地反映铁芯电流值，就必须保证铁芯电流在线监测系统的准确性。目前，对铁芯电流在线监测主要是依靠人工使用电流钳表对铁芯引下线进行测量，通过钳表测得的数值与铁芯在线监测系统的数值进行比对，或是依赖于铁芯在线监测系统厂家提供的出厂报告、试验报告等，而这些技术手段都会导致铁芯在线监测系统的校验精度较低。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置，解决了铁芯在线监测系统的校验精度较低的技术问题。
6.有鉴于此，本发明第一方面提供了一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置，包括：市电输入端、第一变压器、极性切换开关、移相电路、功放电路、补偿电流输出端、校验电流调节模块、电流表和校验电流输出端；
7.所述市电输入端分别与所述第一变压器和校验电流调节模块电连接，所述极性切换开关与所述第一变压器电连接，所述移相电路与所述极性切换开关电连接，所述功放电路与所述移相电路电连接，所述补偿电流输出端与外部的变压器铁芯的接地线互感连接，所述电流表与外部的变压器铁芯的接地线互感连接，所述校验电流调节模块与所述校验电流输出端电连接，所述校验电流输出端与外部的变压器铁芯的接地线互感连接。
8.优选地，本装置还包括：电源模块，所述电源模块分别与所述移相电路、功放电路和所述电流表连接。
9.优选地，所述电流表为两个，两个所述电流表的量程不同。
10.优选地，所述校验电流调节模块包括调压器和第二变压器，所述调压器和所述第二变压器电连接，所述第二变压器与所述校验电流输出端电连接。
11.优选地，本装置还包括箱体，所述市电输入端、所述第一变压器、所述极性切换开关、所述移相电路、所述功放电路、所述补偿电流输出端、所述校验电流调节模块、所述电流表和所述校验电流输出端均集于一体在所述箱体内。
12.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
13.本发明通过第一变压器对市电进行变压，再通过极性切换开关调整补偿电流的极性、再通过移相电路改变补偿电流的相位，再通过功放电路模块调整补偿电流的幅值，最后通过补偿电流输出端向外部的变压器铁芯的接地线输出与铁芯电流同相位、同幅值、极性相反的补偿电流，从而对外部的变压器铁芯的接地线的接地电流进行抵消，再通过向变压器铁芯的接地线输出所需的校验电流，提高了铁芯在线监测系统的校验精度，提高了现场铁芯校验效率。
附图说明
14.图1为本发明实施例提供的一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置的结构示意图；
15.图2为本发明实施例提供的箱体的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种校验铁芯在线监测系统的工频电流发生装置，包括：市电输入端10、第一变压器11、极性切换开关12、移相电路13、功放电路14、补偿电流输出端15、校验电流调节模块、电流表和校验电流输出端20；
18.市电输入端10分别与第一变压器11和校验电流调节模块电连接，极性切换开关12与第一变压器11电连接，移相电路13与极性切换开关12电连接，功放电路14与移相电路13电连接，补偿电流输出端15与外部的变压器铁芯的接地线互感连接，电流表与外部的变压器铁芯的接地线互感连接，校验电流调节模块与校验电流输出端20电连接，校验电流输出端20与外部的变压器铁芯的接地线互感连接。
19.其中，校验电流调节模块包括调压器18和第二变压器19，调压器18和第二变压器19电连接，第二变压器19与校验电流输出端20电连接。
20.需要说明的是，当需要比较精确检验时，由于需要注入较小的电流，而此时的主变铁芯的接地线电流会比需要检验的电流值更大，如需要产生0.05a电流，则此时接地电流可能为0.1a，而此时信号发生器产生的电流即使为0也无法减少流过待检电流互感器的电流，这就需要对0.1a进行抵消。
21.通过安装有铁芯在线监测装置的变电站实地勘察发现，铁芯在线监测装置的测量线圈基本都不可拆卸。因此，为了保证通过线圈的电流为纯粹的校验电流，首先要通过输入一个补偿电流将主变铁芯引下线的电流抵消。
22.为此，在本实施例中，通过第一变压器11将市电变压为24v的电压，再通过极性切换开关12调整补偿电流的极性、再通过移相电路13改变补偿电流的相位，再通过功放电路14调整补偿电流的幅值，最后通过补偿电流输出端15向外部的变压器铁芯的接地线输出与铁芯电流同相位、同幅值、极性相反的补偿电流，使得二者相抵。
23.其中，移相电路13模块采用lm358阻容移相电路，功放电路14采用音频放大电路
tda2030。
24.随后，在铁芯在线监测装置的测试线圈上接入电流表(如钳形电流表)，此时的电流表的数值即为主变铁芯引下线的电流值，通过测量线圈测得铁芯的接地线的电流数值为0后，便可根据所需的校验精度选择不同量程，输入校验电流。
25.根据我国《电力设备预防性试验规程》的要求，铁芯接地电流最大不应超过0.1a。既要在铁芯电流正常时的小量程范围内保证精度，也应稳定、敏锐地捕捉到越限数值并作出相应告警反馈。故本实施例中的电流表为两个，两个电流表16、17的量程不同，两个电流表16、17的量程可以分别为0～0.2a及0～20a，由于采用双量程设计，能够产生足够大功率的电流，满足不同精度的校验需求。
26.根据铁芯在线监测系统采集数据的频率(即将监测数据上传至上位机的时间间隔)，需在数据上送的时间节点之前输入校验电流，且保持等同于数据更新频率的时长，以此类推，记录下多个校验电流的数值，再与后台数据进行比对，从而达到校验铁芯在线监测系统精度的目的。
27.具体的校验流程为：
28.1)在铁芯在线监测装置的测试线圈上接入钳形电流表，此时钳形电流表的数值即为主变铁芯引下线的电流值。
29.2)在铁芯在线监测装置的测试线圈上接入补偿电流，通过操作补偿电流正反相切换开关、补偿电流相位调节旋钮、补偿电流大小调节旋钮，一边观察钳形电流表的数值变化，一边调整补偿电流的极性、相位、幅值，直到钳形电流表的数值显示为零(此时补偿电流与铁芯电流同相位、同幅值、极性相反)。
30.3)根据校验需求选择相应量程：当需要校验高精度，即铁芯电流在正常范围(0＜i≤0.1a)及超出一定正常范围(0.1a＜i≤0.2a)时，选择0～0.2a量程进行测量；当需要校验大电流(i＞0.2a)时，则选择0～20a量程进行测量。
31.4)输入校验电流，通过调整校验电流大小(i1＝a，a为根据校验需求自行设定的固定常数)，并根据在线监测系统的采集数据更新周期将校验电流维持不小于更新周期的时长(如装置采集数据周期为每15min更新一次，则保持输入i1＝a持续时间不小于15min)，确保在线监测系统能采集到校验电流，在线监测系统后台采集到第一组数据。
32.5)根据校验需求调整校验电流大小(i2＝b，i3＝c，a≠b≠c)，同理，在线监测系统后台采集到第二组数据、第三组数据。
33.6)将i1、i2、i3分别与在线监测系统采集到的第一、二、三组数据对比，计算偏差百分比，从而判断铁芯电流在线监测系统是否满足精度要求。
34.在一个具体实施例中，本装置还包括：电源模块21，电源模块21分别与移相电路13、功放电路14和电流表连接。
35.可以理解的是，电源模块21可以为移相电路13、功放电路14和电流表提供工作电流。
36.如图2所示，为了提高便携性，本装置还包括箱体，市电输入端、第一变压器、极性切换开关、移相电路、功放电路、补偿电流输出端、校验电流调节模块、电流表和校验电流输出端均集于一体在箱体内。
37.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例
对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。