变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及电路领域，具体地涉及一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路及装置。


背景技术：

2.变压器铁芯多点接地故障是影响电力变压器安全运行的主要因素之一，现有的处理方法是使用现场不吊罩进行铁芯多点接地故障消除，采用绝缘摇表或直流高压发生器对电容器充电，再对铁芯夹件进行手动冲击放电形式，但这种做法放电电压不可进行调节且连续性差，难以满足现场处理铁芯夹件多点接地故障的要求，同时对于现场操作人员存在较大的安全风险，另外现有的处理方法所用设备多，操作也过于繁琐。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的是提供一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路及装置，用于解决现有处理方法中的放电电压不可进行调节且连续性差的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路，所述复合电路包括：
5.倍压整流单元，所述倍压整流单元的一端与电源连接，以使将输入的 220v交流电源的变为高压直流电；
6.电压电流采样单元，所述电压电流采样单元的第一端与所述倍压整流单元的输出端连接，以使采集并计算当前线路的电压和电流数值；
7.储能及降低工频干扰单元，所述储能及降低工频干扰单元的第一端与所述电压电流采样单元的第二端连接，以使进行线路的无功功率补偿和降低线路工频感应电压；
8.放电电压控制单元，所述放电电压控制单元的一端与所述储能及降低工频干扰单元的第二端连接，所述放电电压控制单元的另一端与变压器连接，以使将变压器铁芯接地故障消除，所述放电电压控制单元的第三端连接线路绝缘总电阻，以使测量线路中的总绝缘电阻。
9.可选地，所述电压电流采样单元的第三端连接运算显示器，以使显示线路中的总绝缘电阻。
10.可选地，所述倍压整流单元包括至少一个倍压整流组，多个所述倍压整流组并联连接，所述倍压整流组包括第一电容和第一二极管，所述第一电容的输入端与所述电源连接，所述第一电容的输出端与所述第一二极管的输入端连接，所述第一二极管的输出端与相邻的倍压整流组中的所述第一电容的输入端连接。
11.可选地，所述电压电流采样单元包括电压采样子单元和电流采样子单元，所述电压采样子单元的第一端与所述倍压整流单元的输出端连接，所述电压采样子单元的第二端与运算显示器连接，所述电压采样子单元的第三端与所述倍压整流单元的输出端连接；所述电流采样子单元的第一端与所述倍压整流单元的输出端连接，所述电流采样子单元的第
二端与所述运算显示器连接，所述电流采样子单元的第三端接地。
12.可选地，所述储能及降低工频干扰单元包括第二电容和第三电容，在所述放电电压控制单元的一端与所述储能及降低工频干扰单元的第二端连接的情况下，所述第二电容和所述第三电容并联连接，所述第二电容的输出端与所述放电电压控制单元连接，所述第三电容的输入端与所述电流采样子单元的第三端连接；在所述放电电压控制单元的第三端连接所述线路绝缘总电阻情况下，所述第二电容和所述第三电容串联连接，所述第二电容的输出端与所述线路绝缘总电阻连接，所述第三电容的输入端与所述电流采样子单元的第三端连接。
13.可选地，所述放电电压控制单元包括棒-棒间隙，所述棒-棒间隙的输入端与所述第二电容的输出端连接，所述棒-棒间隙的输出端与所述变压器连接，以使控制放电电压。
14.可选地，所述电压电流采样单元与所述倍压整流单元之间还设有第二二极管和第一电阻，所述第二二极管的输入端与所述电压采样子单元的输出端连接，所述第二二极管的输出端与所述第一电阻的输入端连接，所述第一电阻的输出端与所述第一二极管的输入端连接。
15.可选地，所述电压采样子单元包括第一微安表和第二电阻，所述倍压整流单元输出端与所述第一微安表的输入端连接，所述第一微安表的输出端与所述第二电阻的输入端连接，所述第二电阻的输出端与所述第二二极管的输入端连接。
16.可选地，所述电流采样子单元包括第二微安表、第一开关和第三电阻，所述第一开关的输入端与所述第二微安表的输入端连接，第一开关的输出端与所述第三电阻的输出端连接，所述第二微安表的输入端与所述第一二极管的输出端连接，所述第二微安表的输出端与所述第三电阻的输入端连接，所述第三电阻的输出接地端。
17.另一方面，本实用新型提供一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合装置，包括如上任一项所述的复合电路。
18.通过上述技术方案，本实用新型提供的变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路及装置，通过设置倍压整流单元作为整个线路的直流电源，通过储能及降低工频干扰单元对变压器铁芯多点接地故障点冲击放电，之后通过放电电压控制单元控制放电的电压，以此消除故障。如此设置，使得在处理铁芯多点接地故障的步骤得以简化，可针对不同的需求调节不同的放电电压，同时还降低了现场操作人员存在的安全风险。通过电压电流采样单元监控线路中的电压和电流，从而计算出线路绝缘总电阻，实现了测量线路绝缘电阻的目的同时，也不需要将相关线路陪停，避免因为相关线路陪停给客户带来不必要的损失，提高了线路的利用率。
19.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
21.图1是根据本实用新型的一个实施方式的一种变压器铁芯接地故障消除与测量线
路绝缘复合电路的结构图；
22.图2是是根据本实用新型的一个实施方式的一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路的原理图。
23.附图标记说明
24.1、倍压整流单元
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2、电压电流采样单元
25.3、储能及降低工频干扰单元
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4、放电电压控制单元
26.5、变压器
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6、运算显示器
27.11、倍压整流组
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21、电压采样子单元
28.22、电流采样子单元
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rx、线路绝缘总电阻
29.r1、第一电阻
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r2、第二电阻
30.r3、第三电阻
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c、第一电容
31.c2、第二电容
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c3、第三电容
32.d、第一二极管
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d2、第二二极管
33.a1、第一微安表
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a2、第二微安表
具体实施方式
34.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
35.参照图1至图2，本实用新型提供的一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路，复合电路包括倍压整流单元1、电压电流采样单元2、储能及降低工频干扰单元3和放电电压控制单元4，倍压整流单元1的一端与电源连接，以使将输入的220v交流电源的变为高压直流电；电压电流采样单元2的第一端与倍压整流单元1的输出端连接，以使采集并计算当前线路的电压和电流数值；储能及降低工频干扰单元3的第一端与电压电流采样单元2的第二端连接，以使进行线路的无功功率补偿和降低线路工频感应电压；放电电压控制单元4的一端与储能及降低工频干扰单元3的第二端连接，放电电压控制单元4的另一端与变压器5连接，以使将变压器5铁芯接地故障消除，放电电压控制单元4的第三端连接线路绝缘总电阻rx，以使测量线路中的总绝缘电阻。
36.在该实施方式中，对于该电压电流采样单元2采集并计算当前线路的电压和电流数值的具体方式，可以是本领域人员所知的多种方法。在本实用新型的一个示例中，该方法可以是例如：
37.输入220v电源，通过倍压整流单元1将220v交流电源的电压放大到所需求的大小作为整个线路的高压直流电源，电压电流采样单元2监控线路中的电压和电流，从而计算出线路绝缘总电阻rx。储能及降低工频干扰单元3储存和释放电能，在变压器5铁芯多点接地出现故障时，对故障点的地方冲击放电，以使消除故障点。
38.如此设置，使得在处理铁芯多点接地故障的步骤得以简化，可针对不同的需求调节不同的放电电压，同时还降低了现场操作人员存在的安全风险。考虑到变压器5铁芯多点接地故障在电力系统中不是经常发生，为要提高仪器的利用率，通过电压电流采样单元2监控线路中的电压和电流，从而计算出线路绝缘总电阻rx，实现测量线路绝缘电阻的目的同
时，也不需要将相关线路陪停，避免因为相关线路陪停给客户带来不必要的损失。
39.进一步地，参考图1和图2，电压电流采样单元2的第三端连接运算显示器6，以使显示线路中的总绝缘电阻。在本实施例中，运算显示器6为 webop-1070c工控一体机，如此设置可实时监测到采集到的电压电流值，通过工控一体机将总电阻rx计算并显示出来。
40.进一步地，参考图2，倍压整流单元1包括至少一个倍压整流组11，多个倍压整流组11并联连接，倍压整流组11包括第一电容c和第一二极管d，第一电容c的输入端与电源连接，第一电容c的输出端与第一二极管d的输入端连接，第一二极管d的输出端与相邻的倍压整流组11中的第一电容 c的输入端连接。在本实施例中，图示的为8个倍压整流组11，利用第一二极管d的导向作用,使第一电容c进行充放电，多个第一电容c的电压相互叠加起来,便能获得较高的电压输出。其中第一电容c的规格为1500v,20μf，第一二极管d的规格为1500v,6a。
41.进一步地，参考图2，电压电流采样单元2包括电压采样子单元21和电流采样子单元22，电压采样子单元21的第一端与倍压整流单元1的输出端连接，电压采样子单元21的第二端与运算显示器6连接，电压采样子单元 21的第三端与倍压整流单元1的输出端连接；电流采样子单元22的第一端与倍压整流单元1的输出端连接，电流采样子单元22的第二端与运算显示器6连接，电流采样子单元22的第三端接地。
42.在本实施例中，导线对地之间有许多个线路绝缘子，线路中的导线对地绝缘是由许多绝缘子来完成，rx为线路若干个的绝缘子的总绝缘电阻值。具体地，通过电压采样子单元21获取线路绝缘中的电压值，通过电流采样子单元22获取线路绝缘中的电流值，根据公式计算得出线路绝缘总电阻rx的值，其中，首先电源不接被测量的线路，在电压u下测的电容泄漏电流icd；之后电源再去接被测量线路，在电压u下测总的泄漏电流ix，0.6mω是2个限流电阻阻值，如果电容绝缘电阻大于20000mω， icd可以忽略不计。
43.进一步地，参考图2，储能及降低工频干扰单元3包括第二电容c2和第三电容c3，在放电电压控制单元4的一端与储能及降低工频干扰单元3 的第二端连接的情况下，第二电容c2和第三电容c3并联连接，第二电容 c2的输出端与放电电压控制单元4连接，第三电容c3的输入端与电流采样子单元22的第三端连接；在放电电压控制单元4的第三端连接线路绝缘总电阻rx情况下，第二电容c2和第三电容c3串联连接，第二电容c2的输出端与线路绝缘总电阻rx连接，第三电容c3的输入端与电流采样子单元 22的第三端连接。
44.在本实施例中，通过第二电容c2和第三电容c3进行对线路的充放电，在对变压器5铁芯多点接地故障消除时，第二电容c2和第三电容c3并联连接，其总电容为2500v，200μf；在对线路绝缘电阻测量时，第二电容 c2和第三电容c3串联连接，其总电容为5000v，50μf。如此可利用大电容分压原理来降低线路静电感应电压，同时还可利用大电容低容抗来降低线路电磁感应电流产生的感应电压。
45.进一步地，参考图2，放电电压控制单元4包括棒-棒间隙，棒-棒间隙的输入端与第二电容c2的输出端连接，棒-棒间隙的输出端与变压器5连接，以使控制放电电压。在本实施例中，通过调节棒-棒间隙的的间隙大小，调节所需的放电电压大小，以使对变压器5铁芯多点接地故障点冲击放电来消除故障。
46.进一步地，参考图2，电压电流采样单元2与倍压整流单元1之间还设有第二二极管
d2和第一电阻r1，第二二极管d2的输入端与电压采样子单元21的输出端连接，第二二极管d2的输出端与第一电阻r1的输入端连接，第一电阻r1的输出端与第一二极管d的输入端连接。在本实施例中，第一电阻r1为300kω、20w的限流电阻，电源电压经过增压后，会存在电压波动的风险，设置第二二极管d2，可防止第二电容c2和第三电容c3对倍压整流单元1反充电。
47.进一步地，参考图2，所述电压采样子单元21包括第一微安表a1a1 和第二电阻r2，所述倍压整流单元1输出端与所述第一微安表a1a1的输入端连接，所述第一微安表a1a1的输出端与所述第二电阻r2的输入端连接，所述第二电阻r2的输出端与所述第二二极管d2的输入端连接。在本实施例中，第一微安表a1为数字微安表，第一微安表a1的量程选0～300 μa，分辨率为0.1μa；第二电阻r2为20mω、2w的高压高值电。根据公式u＝i
×
r，由此计算出线路中的电压值。
48.进一步地，参考图2，所述电流采样子单元22包括第二微安表a2a2、第一开关k和第三电阻r3，所述第一开关k的输入端与所述第二微安表 a2a2的输入端连接，第一开关k的输出端与所述第三电阻r3的输出端连接，第二微安表a2的输入端与第一二极管d的输出端连接，第二微安表 a2的输出端与第三电阻r3的输入端连接，第三电阻r3的输出接地端。
49.在本实施例中，第二微安表a2为多量程数字微安表，第二微安表a2 的量程选0.1μa～50ma，精度0.5级。第三电阻r3为300kω、20w的限流电阻，以使测量线路中的电流阻，在对变压器5铁芯多点接地故障消除时，第一开关k是闭合的，将第二微安表a2和第三点租r3用第一开关k短接，可以缩短第二电容c2和第三电容c3的充电时间。在对线路绝缘电阻测量时，第一开关k是断开的。
50.另一方面，本实用新型提供一种变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合装置，具体地，包括如上任一项的的复合电路。
51.通过上述技术方案，本实用新型提供的变压器铁芯接地故障消除与测量线路绝缘复合电路及装置，通过设置倍压整流单元1作为整个线路的直流电源，通过储能及降低工频干扰单元3对变压器5铁芯多点接地故障点冲击放电，之后通过放电电压控制单元4控制放电的电压，以此消除故障。如此设置，使得在处理铁芯多点接地故障的步骤得以简化，可针对不同的需求调节不同的放电电压，同时还降低了现场操作人员存在的安全风险。通过电压电流采样单元2监控线路中的电压和电流，从而计算出线路绝缘总电阻rx，实现了测量线路绝缘电阻的目的同时，也不需要将相关线路陪停，避免因为相关线路陪停给客户带来不必要的损失，提高了线路的利用率。
52.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。