本實用新型屬于電力變壓器繞組變形故障檢測領(lǐng)域，具體涉及一種用于變壓器繞組變形在線檢測的信號采集及轉(zhuǎn)換電路。

背景技術(shù)：

電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，針對變壓器的狀態(tài)檢修技術(shù)一直是國內(nèi)外學者研究的熱點。有國外學者提出基于變壓器正常運行時的端口電壓電流信號構(gòu)造李薩如圖形，通過李薩如圖形的變化反映繞組的健康情況。該方法利用變壓器出口處已有的PT、CT完成數(shù)據(jù)采集，無需裝設(shè)額外的傳感器，同時構(gòu)造的李薩如圖形變化清晰、直觀，在工程實踐中可以快速對繞組健康狀態(tài)進行判別。

然而，該方法存在一個重大缺陷，即變壓器負荷的變化會對李薩如圖形造成較大影響。考慮到實際運行中的變壓器負荷總是處于波動狀態(tài)，因而在工程應用中，該方法難以對繞組的健康狀態(tài)進行可靠判別。

同時，變壓器自身出口處的PT(電壓互感器)二次側(cè)相電壓額定值為53.5V(有效值)、CT(電流互感器)二次側(cè)電流額定值為5A(有效值)，而一般的采集卡量程僅有±10V，且只能采集電壓信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的是提供了一種用于變壓器繞組變形在線檢測的信號采集及轉(zhuǎn)換電路，在保證采集電路可靠運行的同時，不會對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生影響。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種用于變壓器繞組變形在線檢測的信號采集及轉(zhuǎn)換電路，包括電壓采集電路和電流采集電路，所述電壓采集電路包括微型電壓互感器以及與微型電壓互感器連接的第一采集卡，微型電壓互感器連接于變壓器出口PT；所述電流采集電路包括依次連接的微型電流互感器、運算放大器、高精度采樣電阻和第二采集卡，微型電流互感器連接于變壓器出口CT。

進一步，所述電流采集電路還包括保護電路，所述保護電路與運算放大器連接。

進一步，所述保護電路包括220V電源、壓敏電阻、熱敏電阻、AC-DC模塊和兩電解電容，所述熱敏電阻與220V電源串聯(lián)然后再與壓敏電阻并聯(lián)，所述壓敏電阻并聯(lián)于AC-DC模塊的輸入端之間，其中一個電解電容并聯(lián)于AC-DC模塊的+12V輸出端與接地端之間，另一個電解電容并聯(lián)于AC-DC模塊的-12V輸出端與接地端之間，所述+12V輸出端與運算放大器的正電源端連接，所述-12V輸出端與運算放大器的負電源端連接。

進一步，所述運算放大器的兩輸入端間連接一對反向并聯(lián)的二極管。

進一步，所述電流采集電路還包括連接于運算放大器輸出端與地之間的電阻。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下的優(yōu)點：

本實用新型提供了一種用于變壓器繞組變形在線檢測的信號采集及轉(zhuǎn)換電路，在保證采集電路可靠運行的同時，不會對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生影響。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為一路電壓信號采集轉(zhuǎn)換部分示意圖；

圖3為一路電流信號采集轉(zhuǎn)換部分及運放供電電路示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。

李薩如圖形法判斷繞組變形是以圖形變化為依據(jù)的。當變壓器負荷發(fā)生改變時，變壓器的端口電壓、電流勢必會發(fā)生改變，其構(gòu)建的李薩如圖形也會隨之改變。同時，利用變壓器自身出口處的PT、CT進行數(shù)據(jù)采集時，需要將其與數(shù)據(jù)采集卡的量程進行匹配，且不能威脅電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

若將變壓器一二次側(cè)的電流看作激勵源，則兩側(cè)端口上的電壓差可以看作其響應。當負荷變化時，激勵源變化，響應也會發(fā)生變化，進而端口電壓電流信號構(gòu)建的李薩如圖形也會發(fā)生變化。倘若能將任意激勵下的響應轉(zhuǎn)換為標準激勵下的響應，利用此響應與標準激勵源共同構(gòu)建李薩如圖形，則所得到圖形的特征參數(shù)將不再受負荷影響。

用于變壓器繞組變形在線檢測的信號采集及轉(zhuǎn)換電路，包括電壓電流信號兩部分。電壓、電流信號各六路，每一路均包含一個微型電壓互感器(或電流互感器)。一個AC-DC開關(guān)電源模塊為所有的運放供電。

如圖1所示，電壓采集電路包括微型電壓互感器及與微型電壓互感器連接的第一采集卡，微型電壓互感器連接于變壓器出口PT；

如圖2所示，所述電壓采集電路包括所述電流采集電路包括依次連接的微型電流互感器、運算放大器、高精度采樣電阻和第二采集卡，微型電流互感器連接于變壓器出口CT。

對為對本實施例的改進，所述電流采集電路還包括保護電路，所述保護電路與運算放大器連接。所述保護電路包括220V電源、壓敏電阻、熱敏電阻、AC-DC模塊和兩電解電容，所述熱敏電阻與220V電源串聯(lián)然后再與壓敏電阻并聯(lián)，所述壓敏電阻并聯(lián)于AC-DC模塊的輸入端，其中一個電解電容并聯(lián)于AC-DC模塊的+12V輸出端與接地端間，另一個電解電容并聯(lián)于AC-DC模塊的-12V輸出端與接地端間，所述+12V輸出端與運算放大器的正電源端連接，所述-12V輸出端與運算放大器的負電源端連接。在本實施例中，壓敏電阻的10D471K，熱敏電阻為5D-9。

對為對本實施例的改進，所述運算放大器的兩輸入端間連接一對反向并聯(lián)的二極管。

對為對本實施例的改進，所述電流采集電路還包括連接于運算放大器輸出端與地之間的電阻。

完成信號采集及轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計后，通過對數(shù)據(jù)進行采集處理，構(gòu)建歸一化后的李薩如圖形：

測取標準負荷數(shù)據(jù)：在確定繞組狀態(tài)為健康狀態(tài)的情況下，不妨將額定運行時的負荷狀況設(shè)為標準負荷。此時變壓器一二次側(cè)電流分別為I_1f、I_2f，高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的電壓差為ΔU，利用ΔU與構(gòu)建李薩如圖形作為標準負荷數(shù)據(jù)。

測取不同負荷狀態(tài)下的電壓電流信號，并將其歸算到標準負荷情況下：當變壓器長時間運行一段時間T后，分別在兩種不同負荷情況a、b下測取數(shù)據(jù)，測得的一二次側(cè)電流值分別為I_1a、I_2a、I_1b、I_2b；高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的差值分別為ΔU_a、ΔU_b。

用ΔU_T與I_1f構(gòu)建李薩如圖形，并作為負荷歸一化后的數(shù)據(jù)。

將ΔU_T與I_1f構(gòu)建的李薩如圖形的特征參數(shù)和標準李薩如圖形進行對比，對繞組的健康狀態(tài)進行判別。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。