變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高電壓計量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器發(fā)生鐵芯多點接地故障時，鐵芯接地電流會突增，在變壓器鐵芯接地線上安裝變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備對變壓器鐵芯的接地電流進行實時監(jiān)控，是監(jiān)測鐵芯多點接地的有效方法。
[0003]國網(wǎng)公司目前已裝用變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備1000余套，且數(shù)量不斷增加。根據(jù)國網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW540.1-2010《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置檢驗規(guī)范》要求，在運行過程中，需定期對裝置進行現(xiàn)場例行校驗。實際運行過程中，鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備誤報率高，故障率高，缺乏對裝置進行現(xiàn)場校驗的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗裝置及方法，可以在不影響變壓器的正常運行的情況下對變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備進行現(xiàn)場校驗，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性、減小裝置誤報率，從而更好地發(fā)揮在線監(jiān)測裝置的作用。
[0005]一種變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗裝置，用于對鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備進行現(xiàn)場檢驗，以判斷在線監(jiān)測設(shè)備能否正常監(jiān)控鐵芯接地電流，其特征在于:所述現(xiàn)場檢驗裝置包括變壓器鐵芯接地電流實時跟蹤單元、標準鐵芯接地電流輸出單元及鐵芯接地電流測量單元，
[0006]所述變壓器鐵芯接地電流實時跟蹤單元，用于實時跟蹤現(xiàn)場鐵芯接地電流的幅值、頻率和相位，輸出與現(xiàn)場變壓器鐵芯接地電流同頻同相的鏡像電流，將鏡像電流以反向穿心的方式注入到在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器，以實現(xiàn)在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器電流置空和后臺采集數(shù)據(jù)歸零；
[0007]所述標準鐵芯接地電流輸出單元，用于輸出幅值可調(diào)、諧波分量可調(diào)的電流，以穿心方式注入到在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器中；
[0008]所述鐵芯接地電流測量單元，用于測量變壓器鐵芯現(xiàn)場置空和重新注入后的總電流值，與在線監(jiān)測設(shè)備后臺采集的變壓器鐵芯置空和重新注入后的總電流值進行比對校驗。
[0009]進一步的，所述變壓器鐵芯接地電流實時跟蹤單元包括鐵芯接地電流信號取樣調(diào)理模塊、信號諧波分離模塊、分離信號移相模塊、分離信號調(diào)幅及合成模塊、電流放大輸出模塊、信號頻率跟蹤模塊及反饋控制模塊，
[0010]所述鐵芯接地電流信號取樣調(diào)理模塊用于對現(xiàn)場鐵芯接地電流進行取樣、I/V變換及放大后輸出取樣信號，其輸出端與所述信號諧波分離模塊的輸入端連接；
[0011]所述信號諧波分離模塊用于實現(xiàn)取樣信號的基波及3，5，7次諧波分量的分離得到分離信號，其第一輸出端與所述信號頻率跟蹤模塊的輸入端連接，用于將分離出的基波信號輸出給所述信號頻率跟蹤模塊，所述信號諧波分離模塊的第二輸出端與所述分離信號移相模塊的輸入端連接，用于輸出所述分離信號；
[0012]所述信號頻率跟蹤模塊用于實時跟蹤基波信號頻率，其輸出端與所述反饋控制模塊的輸入端連接；
[0013]所述反饋控制模塊用于根據(jù)所述信號頻率跟蹤模塊獲得的基波信號頻率自動調(diào)節(jié)所述信號諧波分離模塊的參數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)頻率信號的分離，保證信號經(jīng)過信號諧波分離模塊時不產(chǎn)生相移；
[0014]所述分離信號移相模塊用于實現(xiàn)分離信號的相位調(diào)整，輸出調(diào)整相位后的分離信號，其輸出端與所述分離信號調(diào)幅及合成模塊的輸入端連接；
[0015]所述分離信號調(diào)幅及合成模塊用于實現(xiàn)調(diào)整相位后的分離信號的幅值調(diào)整及疊加，輸出合成信號，其輸出端與所述電流放大輸出模塊的輸入端連接；
[0016]所述電流放大輸出模塊用于實現(xiàn)所述合成信號的功率放大，并輸出電流基波及3，5，7次諧波幅值與原邊鐵芯接地電流中的基波及3，5，7次諧波幅值等幅值的電流信號，即所述與現(xiàn)場變壓器鐵芯接地電流同頻同相的鏡像電流
[0017]進一步的，所述標準鐵芯接地電流輸出單元包括依次連接的工控機、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、恒流源功率放大模塊和電流輸出模塊，所述工控機用于將電流幅值及諧波轉(zhuǎn)換成相應數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模塊所需要的數(shù)據(jù)數(shù)組，由數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓基準信號到恒流源功率放大模塊，經(jīng)過恒流源功率放大模塊進行電壓電流轉(zhuǎn)換及功率放大，最后由所述電流輸出模塊將可調(diào)、諧波分量可調(diào)的電流輸出。
[0018]進一步的，所述鐵芯接地電流測量單元包括依次連接的電流信號取樣調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和比對分析顯示模塊，所述鐵芯接地電流信號取樣調(diào)理模塊用于對鐵芯接地電流進行取樣調(diào)理后，輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進行采集，然后比對分析顯示模塊從模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊讀取采集結(jié)果并計算、存儲、顯示。
[0019]一種變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗方法，在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器卡在變壓器鐵芯上，用于對變壓器鐵芯的接地電流進行實時監(jiān)控，其特征在于所述現(xiàn)場檢驗方法包括如下步驟:
[0020]步驟一、實時跟蹤變壓器鐵芯接地電流的幅值、頻率和相位，輸出與現(xiàn)場變壓器鐵芯接地電流同頻同相的鏡像電流，將鏡像電流以反向穿心的方式注入到在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器，以實現(xiàn)在線監(jiān)測設(shè)備的鉗形電流傳感器電流置空和后臺采集數(shù)據(jù)歸零；
[0021]步驟二、輸出幅值可調(diào)、諧波分量可調(diào)的電流，以穿心方式注入到變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備傳感器中；
[0022]步驟三、測量變壓器鐵芯現(xiàn)場置空和重新注入后的總電流值，與變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備后臺采集的置空和重新注入后的總電流值進行比對校驗。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]1、本發(fā)明基于置空后注入的原理，通過采集在線監(jiān)測裝置中流過的鐵芯接地電流，反饋至標準裝置，輸出與鐵芯接地電流幅值和諧波分量相同、相角相差180度的電流，將在線監(jiān)測裝置中流過的電流置空(抵消至零)；然后在監(jiān)測裝置傳感器中注入幅值可調(diào)、諧波分量可調(diào)的電流對監(jiān)測裝置的傳感器進行全量程的校驗；
[0025]2、本發(fā)明的信號取樣及輸出電流注入采用了完全電氣隔離的方式，不影響變壓器的正常運行；
[0026]3、本發(fā)明集成了標準電流輸出功能及鐵芯電流測量功能，可以對數(shù)據(jù)進行分類管理，存儲、打印波形及數(shù)據(jù)、自動生成校驗報告；
[0027]4、本發(fā)明為變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場校驗提供了一種有效的手段，解決了變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備無法現(xiàn)場校驗困難。
[0028]5、本發(fā)明可以判斷和評價在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和可靠性，及時甄別出存在缺陷的監(jiān)測裝置，大大提高監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性、減小裝置誤報率，從而更好地發(fā)揮在線監(jiān)測裝置的作用。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場檢驗方法的原理圖；
[0030]圖2是本發(fā)明中變壓器鐵芯接地電流實時跟蹤單元的電路原理框圖；
[0031]圖3是本發(fā)明中標準鐵芯接地電流輸出單元的原理框圖；
[0032]圖4是本發(fā)明中鐵芯接地電流測量單元的原理框圖；
[0033]圖5是本發(fā)明中信號諧波分離、移相和疊加的原理圖；
[0034]圖6是某500kV變電站鐵芯接地電流原始測量數(shù)據(jù)波形圖，其中CHl為原始測量電流波形，CH2為置空注入的抵消電流波形；
[0035]圖7是變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測設(shè)備的傳感器置空后的電流波形圖。
[0036]圖中:1 一變壓器鐵芯接地電流實時跟蹤單元，2—標準鐵芯接地電流輸出單元，3—鐵芯接地電流測量單元，1.1一鐵芯接地電流信號取樣調(diào)理模塊，1.2—信號諧波分離模塊，1.3—分離信號移相模塊，1.4一分離信號調(diào)幅及合成模塊，1.5 —電流放大輸出模塊，
1.6—信號頻率跟蹤模塊，1.7—反饋控制模塊，2.1—工控機，2.2—數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模塊，
2.3—恒流源功率放大模塊，2.4—電流輸出模塊，3.1—電流信號取樣調(diào)理模塊，3.2—模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，3.3—比對分析顯示模塊。
【具體實施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0038]圖1所示為本發(fā)明變壓器鐵芯接地電