一种变压器套管绝缘状态在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力变压器套管绝缘状态在线监测装置的技术领域，尤其涉及一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，采用相对法计算变压器套管相对介质损耗因数的在线监测装置，本实用新型基于IEC61850规约，并可应用于智能变电站。
【背景技术】
[0002]目前，国内外已进行传统变电站变压器套管在线监测装置的研究，各个装置的监测方法各不相同，还不够规范。对IEC61850的研究也有报道，但还未见符合IEC61850规约的变压器套管在线监测装置。
[0003]长期以来，传统变电站的变压器套管在线监测一直采用监测变压器套管末屏泄露电流和PT 二次电压角差的形式来监测套管的介质损耗因数。目前，随着智能变电站大规模应用电子式互感器，变电站已经没有PT 二次电压信号可以直接采集，无法提供同步电压信号，并且电子式互感器的PT电压采集数据的点数为80点，采样频率为4KHZ，无法满足傅里叶分解的数据要求，并且很难与变压器套管末屏泄露电流相位同步。
[0004]由于传统变压器套管在线监测装置及方法具有局限性和不规范的问题，有必要设计一种基于IEC61850规约并可应用于智能变电站的变压器套管在线监测装置。
【发明内容】
[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套管绝缘状态在线监测装置。本实用新型通过同步采样变压器套管的三相末屏泄露电流信号，通过相对比较三相套管接地电流的相位，结合相对法得到套管的相对介质损耗因数。本实用新型突破了传统变压器套管在线监测装置，在智能变电站没有PT 二次模拟电压信号的情况下同样可以实现变压器套管的在线监测。
[0006]同时本实用新型还满足IEC61850规约，具有规范的功能和通信模型，可实现设备的互操作，满足国家电网公司对于智能变电站现场设备的要求，可以实现在线监测装置与主IED的功能整合。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，包括电流传感单元、信号调理单元、数据采集及处理单元、通信单元、存储单元、显示单元和电源单元。
[0009]其中:电流传感单元的输出端连接信号调理单元的输入端；信号调理单元的输出端与数据采集及处理单元的输入端相连接，数据采集及处理单元的输出端分别与通信单位、存储单元及显示单元相连接；电源单元分别与信号调理单元、数据采集及处理单元、通信单位、存储单元及显示单元相连接。
[0010]所述的电流传感单元设有三组，分别连接变压器套管的A、B、C三项。
[0011]所述的通信单元采用以太网通信接口，通过通信单元与站内后台相连。
[0012]所述的信号调理单元对三相电流信号进行1-V变换、放大和滤波处理，将电流信号转换为可供数据采集及处理单元采集的电压信号；然后，数据采集及处理单元对信号进行A-D转换和数据处理，计算出三相变压器套管接地电流的矢量相位，再根据相对法得到三相套管的相对介质损耗因数；最后，数据采集及处理单元先后将计算结果保存在存储单元中，通过通信单元将结果上传至站内后台，驱动显示单元显示监测结果；整套装置由电源单元供电。
[0013]本实用新型具有以下创新点:
[0014](I)在智能变电站没有PT 二次模拟电压信号的情况下，通过相对法得到变压器套管的相对介质损耗因数，其变化趋势可以反映套管的绝缘状态；
[0015](2)满足IEC61850规约，具有规范的功能和通信模型；
[0016](3)可以实现在线监测装置与主IED的功能整合；
[0017](4)三相变压器套管同步测量，实时性高，易于现场的安装使用。
[0018]本实用新型的优点及效果是:
[0019]经检索证明，目前未见直接通过同步测量一组三相变压器套管来检测套管绝缘状态的应用报道。本实用新型装置不需要引入PT参考进行计算，能够完全适应智能变电站的测量要求，并且安装简单，经济效益突出。本实用新型检测方法，能够在不需要引出电压互感器二次信号的情况下监测套管相对介质损耗因数的变化趋势，从而准确、有效地反应套管的绝缘状态，保证设备的安全稳定运行。同时本实用新型满足IEC61850规约，具有规范的功能和通信模型，可以实现在线监测装置与主IED的功能整合。
[0020]下面结合本实用新型的具体实施例方式和附图，对本实用新型加以详细描述。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型监测装置的结构框图。
[0022]图中:电流传感单元I，信号调理单元2，数据采集及处理单元3，通信单元4，存储单元5,显示单元6,电源单元7。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型是一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，如图1所示，本实用新型检测装置包括信号调理单元2、数据采集及处理单元3、通信单元4、存储单元5、显示单元6和电源单元7。
[0024]其中:电流传感单元I的输出端连接信号调理单元2的输入端；信号调理单元2的输出端与数据采集及处理单元3的输入端相连接，数据采集及处理单元3的输出端分别与通信单位4、存储单元5及显示单元6相连接；电源单元7分别与信号调理单元2、数据采集及处理单元3、通信单位4、存储单元5及显示单元6相连接。
[0025]所述的电流传感单元I设有三组，分别连接变压器套管的A、B、C三项。
[0026]本实用新型装置通过同步采样智能变电站变压器套管的三相接地电流信号，结合相对法得到套管的相对介质损耗因数。本实用新型在智能变电站没有PT 二次模拟电压信号的情况下同样可以实现变压器套管的在线监测。同时本实用新型还满足IEC61850规约，具有规范的功能和通信模型，可实现设备的互操作，满足国家电网公司对于智能变电站现场设备的要求，可以实现在线监测装置与主IED的功能整合。
[0027]具体操作如下:
[0028]本实用新型是是利用变压器套管绝缘状态在线监测装置，先后对电流信号进行获取、调理、采集、处理、分析、通信、存储和显示。
[0029]首先，本实用新型变压器套管在线监测装置通过电流传感单元I得到一组三相变压器套管的接地电流信号，并将电流信号输入给信号调理单元2。
[0030]信号调理单元2利用混合电子元件对三相电流信号进行1-V变换、放大和滤波处理，将电流信号转换为可供数据采集及处理单元3采集的电压信号；然后，数据采集及处理单元3对信号进行A-D转换和数据优化处理，计算出三相变压器套管接地电流的矢量相位，再根据相对法得到三相套管的相对介质损耗因数；最后，数据采集及处理单元3先后将计算结果保存在存储单元5中，通过通信单元4将结果上传至站内后台，驱动显示单元6显示监测结果。整套装置由电源单元7供电。
[0031]实施时，信号调理单元2主要由ADI公司精密的仪表放大器、低温漂低噪运放和高精度电压参考源等元件组成。信号调理单元2的信号处理流程如下:首先实现输入信号的I/V变换，将输入的电流信号转换成电压信号；之后信号传递给射频抑制电路，抑制变电站现场的高频噪声；然后信号传递给仪表放大器进行信号放大，将信号幅值调整到适合AD转换器采集的范围；最后信号传递给二阶有源低通滤波电路，对信号进行进一步的滤波处理。此时的信号就是信号调理单元2的输出信号。
[0032]数据采集及处理单元3主要有ARM公司先进的处理器和ADI公司的高速同步AD转换器组成。数据采集及处理单元3的信号处理流程如下:首先实现信号的模数转换，将三相模拟信号同步转换成三相数字信号，再传递给处理器；处理器对信号进行离散傅里叶变换，得到三相信号的相位，再根据相对法计算出A相和C相套管的相对介质损耗因数，将得到的结果保存在存储单元5，同时将结果输出到显示单元6，长期的监测可以得到相对介质损耗因数的变化趋势，根据变化趋势即可分析出套管的绝缘状态。
[0033]通信单元4采用以太网通信接口，本实用新型装置通过通信单元4直接与站内后台相连，用于上传监测数据。
[0034]存储单元5主要由FLASH芯片组成，主要功能是存储监测结果，和装置的重要参数。
[0035]显示单元6主要由工业级的电子显示屏构成，用于显示监测结果，便于人机交互。
[0036]电源单元7主要由高等级隔离电源模块组成，用于给整套装置供电以及保护装置不被过电压损坏。
【主权项】
1.一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，其特征是:包括电流传感单元(I)、信号调理单元(2)、数据采集及处理单元(3)、通信单元(4)、存储单元(5)、显示单元(6)和电源单元(7); 其中:电流传感单元(I)的输出端连接信号调理单元(2)的输入端；信号调理单元(2)的输出端与数据采集及处理单元(3)的输入端相连接，数据采集及处理单元(3)的输出端分别与通信单位(4)、存储单元(5)及显示单元(6)相连接；电源单元(7)分别与信号调理单元(2)、数据采集及处理单元(3)、通信单位(4)、存储单元(5)及显示单元(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，其特征是:所述的电流传感单元(I)设有三组，分别连接变压器套管的A、B、C三项。
3.根据权利要求1所述的一种变压器套管绝缘状态在线监测装置，其特征是:所述的通信单元(4 )采用以太网通信接口，通过通信单元(4 )与站内后台相连。
【专利摘要】本实用新型属于变压器套管绝缘状态在线监测的技术领域，尤其涉及一种变压器套管绝缘状态在线监测装置。本实用新型装置包括电流传感单元、信号调理单元、数据采集及处理单元、通信单元、存储单元、显示单元和电源单元。该装置不需要引入PT参考进行计算，能够完全适应智能变电站的测量要求，并且安装简单，经济效益突出。本实用新型能够在不需要引出电压互感器二次信号的情况下监测套管相对介质损耗因数的变化趋势，从而准确、有效地反应套管的绝缘状态，保证设备的安全稳定运行。同时满足IEC61850规约，具有规范的功能和通信模型，可以实现在线监测装置与主IED的功能整合，可应用于智能变电站。 <u/>
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN204287388
【申请号】CN201420391035
【发明人】高强, 原峰, 耿宝红, 代继成, 刘齐, 张建楠, 李平, 王茂军, 钟丹田, 张光明
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 辽宁东科电力有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年7月16日