一种变压器铁芯自动限流系统及方法与流程

本发明涉及接地电流监测和限流装置，特别是一种变压器铁芯自动限流系统及方法。

背景技术：

1、变压器在正常运行时，其内部的线圈和周边的结构件、接地部分等会处于不均匀的电磁场中，当不同位置的电位差值过大就会击穿绝缘产生放电。持续放电会加速变压器内部的油分解，必将导致事故发生。所以在变电站设计及安装时铁芯及夹件会采用接地安装，使其电位变为零。但是长时间的磨损，或者安装不到位，就会造成变压器多点接地，多点接地就会在变压器铁芯形成环流，导致铁芯发热，并发生故障。而现有技术解决该问题时无法兼顾实时预警和处理发热情况，另外，有专利及装置在上述在线监测的技术上采用加装电阻进行限流的方式处理变压器铁芯发热，但是其采用的是机械式的继电器，时间长了就容易损坏，这对于变压器要求长时间可靠运行的要求是不符的

2、现有技术对于变压器铁芯和夹件接地电流的突变问题不能及时发现，不少地方已经安装了铁芯监测装置，也有地方采用了先进的“电阻限流”技术，但还存在几个问题需要完善：1、传感器存在测量不准的问题，主要为中空区域漏磁电流导致的测量时多峰波动进而测试不准。2、“限流”采用的是并行电阻结合投切继电器的方法，投切继电器容易损坏，维护量大。因此需要一种具备自动限流能力的变压器铁芯电流限流装置来完善上述问题，除此之外，在变压器出现故障时，还存在电路状态显示不准确，易受电路本身故障影响的问题，且断路设备的检修也存在不便捷的问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于变压器铁芯和夹件接地电流的突变问题不能及时发现的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明所要解决的技术问题是提出一种具备自动限流能力的变压器铁芯电流限流装置来及时发现变压器铁芯和夹件接地电流的突变问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种变压器铁芯自动限流系统，其包括选择电路，包括瞬变电压抑制器，所述瞬变电压抑制器并联电路上连接有第一选择电阻、第二选择电阻、第三选择电阻和下拉保护电阻，所述第一选择电阻与第一选择开关并联，所述第一选择电阻和第二选择电阻与第二选择开关并联，所述第一选择电阻、第二选择电阻和第三选择电阻与第三选择开关并联，所述下拉保护电阻接地；

5、取样电路，包括与所述瞬变电压抑制器连接的第一保护电阻、第二保护电阻和第三保护电阻，所述第一保护电阻、第二保护电阻和第三保护电阻分别连接第一电流传感器、第二电流传感器和第三电流传感器。

6、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述第一电流传感器分辨率为1a,1ma，所述第二电流传感器分辨率为10a、10ma，所述第三电流传感器分辨率为30a，10ma。

7、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：还包括绝对值电路、放大电路、滤波电路、a/d转换电路、自动电阻控制电路和stm32处理器，所述取样电路、绝对值电路、放大电路、滤波电路、a/d转换电路、stm32处理器和自动电阻控制电路依次连接。

8、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述绝对值电路包括第一绝对值电路、第二绝对值电路和第三绝对值电路，所述第一绝对值电路、第二绝对值电路和第三绝对值电路均采用ad7799芯片，其输入端均与取样电路相连接。

9、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述放大电路包括第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路，

10、所述第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路均包括运算放大器，所述运算放大器的非反相输入端接电阻后接地，其反相输入端接电阻，所述运算放大器的输入端通过电阻与输出端连接，所述运算放大器的输出端连接电阻后经过电容接地，所述运算放大器的输出端与程控放大器连接。

11、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述滤波电路包括第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路，所述第一滤波电路、第二滤波电路和第三滤波电路均包括滤波电阻和滤波电容，所述滤波电路的滤波输入端与滤波输出端之间连接有滤波电阻，所述滤波电路的滤波输入端接滤波电阻后经过滤波电容接地。

12、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述a/d转换电路包括ad7799芯片和mc1403芯片，ad7799芯片上有转换输入端和转换输出端，所述转换输入端与滤波输出端连接，转换输出端与stm32处理器相连。

13、作为本发明变压器铁芯自动限流系统的一种优选方案，其中：所述开合模块包括与所述锁定模块固定连接的滑道、与所述滑道套接的滑动条、与所述滑道固定连接的阻尼器、与所述锁定模块固定连接的闭锁架、设置于闭锁家内侧的摆动锁片，以及设置于所述闭锁架一侧的锁杆。

14、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种变压器铁芯自动限流方法，应用于如上所述的变压器铁芯自动限流系统，包括以下步骤：当变压器铁芯接地电流在0-100ma时，第一选择开关闭合；

15、所述第一选择电阻和第一选择开关在取样电路的驱动下进行选择；

16、切换到第一电流传感器，将信号传输到第一绝对值电路；

17、所述第一绝对值电路将信号传输给第一放大电路；

18、所述第一放大电路对信号进行放大，传输到第一滤波电路；

19、所述第一滤波电路将干扰信号处理并剔除后留下有效信号，传输到a/d转换电路中；

20、所述a/d转换电路将转换的信号传输给stm32处理器进行处理，所述stm32处理器根据信号分析并做出投切电阻大小的判断，发出指令给自动电阻控制电路调节到相应的电阻值，对变压器铁芯进行限流。

21、作为本发明变压器铁芯自动限流方法的一种优选方案，其中：当变压器铁芯接地电流在100ma-1a时，第二选择开关闭合；

22、所述第一选择电阻、第二选择电阻和第二选择开关在取样电路的驱动下进行选择；

23、切换到第二电流传感器，将信号传输到第二绝对值电路；

24、所述第二绝对值电路将信号传输给第二放大电路；

25、所述第二放大电路对信号进行放大，传输到第二滤波电路；

26、所述第二滤波电路将干扰信号处理并剔除后留下有效信号，传输到a/d转换电路中；

27、所述a/d转换电路将转换的信号传输给stm32处理器进行处理，所述stm32处理器根据信号分析并做出投切电阻大小的判断，发出指令给自动电阻控制电路调节到相应的电阻值，对变压器铁芯进行限流。

28、作为本发明变压器铁芯自动限流方法的一种优选方案，其中：当变压器铁芯接地电流大于1a时，第三选择开关闭合；

29、所述第一选择电阻、第二选择电阻、第三选择电阻和第三选择开关在取样电路的驱动下进行选择；

30、切换到第三电流传感器，将信号传输到第三绝对值电路；

31、所述第三绝对值电路将信号传输给第三放大电路；

32、所述第三放大电路对信号进行放大，传输到第三滤波电路；

33、所述第三滤波电路将干扰信号处理并剔除后留下有效信号，传输到a/d转换电路中；

34、所述a/d转换电路将转换的信号传输给stm32处理器进行处理，所述stm32处理器根据信号分析并做出投切电阻大小的判断，发出指令给自动电阻控制电路调节到相应的电阻值，对变压器铁芯进行限流。

35、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：锁定模块，包括升降组件、设置于所述升降组件上侧的锁定组件，设置于所述升降组件外侧的保护组件；

36、触发模块，包括设置于升降组件一侧的压力组件、设置于所述压力组件一侧的传动组件，以及设置于所述传动组件一侧的通电组件；

37、开合模块包括与所述锁定模块固定连接的滑道、与所述滑道套接的滑动条、与所述滑道固定连接的阻尼器、与所述锁定模块固定连接的闭锁架、设置于闭锁家内侧的摆动锁片，以及设置于所述闭锁架一侧的锁杆。

38、作为本发明便捷检修断路装置的一种优选方案，其中：所述升降组件包括设置于闸刀一侧的传动齿轮、与所述传动齿轮啮合的升降齿条，以及与闸刀固定连接的转动杆；

39、所述升降齿条与闸刀底座连接处设置直线轨道，使升降齿条可以沿轨道升降；

40、所述锁定组件包括与所述升降齿条固定连接的锁定杆、设置于所述锁定杆内侧的限位球、两端分别与两个限位球固定连接的支撑弹簧、设置于所述锁定杆外侧的螺纹套筒，以及设置于所述螺纹套筒内侧的转动轨道；

41、所述保护组件包括与所述螺纹套筒螺纹连接的固定底座，以及与所述固定底座固定连接的保护外壳。

42、作为本发明便捷检修断路装置的一种优选方案，其中：所述压力组件包括与所述传动杆固定连接的合闸挤压杆、与所述传动杆固定连接的开闸挤压杆、设置于所述合闸挤压杆下侧的摆动控制杆，以及贯穿设置于所述摆动控制杆中心的固定销；

43、所述传动组件包括设置于所述摆动控制杆一侧的连接件、与所述连接件铰接的连接转轮、与所述转动杆固定连接的第一主动轮、与所述第一主动轮主动轮同轴的第二主动轮、设置于所述主动轮下侧的合闸从动轮，以及设置于所述主动轮下侧的开闸从动轮；

44、所述连接件包括与所述摆动控制杆铰接的连接架，以及与所述连接架铰接的限位卡；

45、所述通电组件包括与所述合闸从动轮固定连接的合闸皮带轮、与所述合闸皮带轮固定连接的合闸蜂鸣器、与所述开闸从动轮固定连接的开闸皮带轮、与所述开闸皮带轮固定连接的开闸蜂鸣器，以及设置于所述开闸指示灯一侧的通电件；

46、所述通电件包括设置于所述开闸皮带轮外侧的第一磁圈、设置于所述合闸皮带轮外侧的第二磁圈、与所述摆动控制杆一端固定连接的第一通电片、设置于所述第一通电片一侧的第一接电块、与所述第一接电块固定连接的开闸指示灯、与所述摆动控制杆另一端固定连接的第二通电片、设置于所述第二通电片一侧的第二接电块，以及与所述第二接电块固定连接的合闸指示灯。

47、作为本发明便捷检修断路装置的一种优选方案，其中：所述合闸皮带轮与所述开闸皮带轮的从动轴内侧设有线圈，与从动轴外侧的磁圈配合，在从动轴转动时，切割磁场生电，使蜂鸣器通电鸣叫，达到指示闸刀状态的目的；所述合闸挤压杆与所述开闸挤压杆与摆动控制杆接触一侧设有斜面，摆动控制杆同样设有相适配的斜面，使挤压杆下压时，可以通过斜面将摆动控制杆向远离闸刀方向推动，摆动控制杆沿中心所设固定销转动，当摆动控制杆一端被推离，另一端同时会向内摆动，当闸刀转动至另一状态，摆动控制杆靠近闸刀的一端则会被再次推离，使开合闸状态显示可以便捷转换；所述连接架与保护外壳通过销轴铰接，使连接架可以在摆动控制杆的推动下，沿销轴转动，使连接架在摆动控制杆推动一端的同时，另一端带动限位卡向推力方向相反的方向摆动，使限位卡带动第一主动轮与第二主动轮进行移动。

48、本发明的有益效果：本发明通过设计三种量程的传感器组合模块，可有效解决以往电流传感器测量不准、无法提前发现电流突变的问题，且开关量的输出，并与可以自动调节可变电阻盘的设计，实现了故障出现的时候，可变电阻盘在处理器的控制下自动调节电阻量程，将变压器铁芯电流限制在100ma以内，保持变压器铁芯正常工作。另外，通过处理器控制电路可实现可变电阻的自动投切，代替了以往投切继电器这个容易损坏的元件，提升了装置的可靠性，对变压器要求长期可靠工作是一种很好的技术升级，同时，也通过可以根据自身所处位置及状态触发指示灯或蜂鸣器来提醒工作人员，在变压器出现故障后，用于切断总电源的刀闸所处状态如何，以帮助工作人员更好英短变压器检修环境。