一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置的技術領域，尤其涉及一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，采用相對法計算變壓器套管相對介質損耗因數的在線監(jiān)測裝置，本實用新型基于IEC61850規(guī)約，并可應用于智能變電站。
【背景技術】
[0002]目前，國內外已進行傳統(tǒng)變電站變壓器套管在線監(jiān)測裝置的研究，各個裝置的監(jiān)測方法各不相同，還不夠規(guī)范。對IEC61850的研究也有報道，但還未見符合IEC61850規(guī)約的變壓器套管在線監(jiān)測裝置。
[0003]長期以來，傳統(tǒng)變電站的變壓器套管在線監(jiān)測一直采用監(jiān)測變壓器套管末屏泄露電流和PT 二次電壓角差的形式來監(jiān)測套管的介質損耗因數。目前，隨著智能變電站大規(guī)模應用電子式互感器，變電站已經沒有PT 二次電壓信號可以直接采集，無法提供同步電壓信號，并且電子式互感器的PT電壓采集數據的點數為80點，采樣頻率為4KHZ，無法滿足傅里葉分解的數據要求，并且很難與變壓器套管末屏泄露電流相位同步。
[0004]由于傳統(tǒng)變壓器套管在線監(jiān)測裝置及方法具有局限性和不規(guī)范的問題，有必要設計一種基于IEC61850規(guī)約并可應用于智能變電站的變壓器套管在線監(jiān)測裝置。

【發(fā)明內容】

[0005]針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置。本實用新型通過同步采樣變壓器套管的三相末屏泄露電流信號，通過相對比較三相套管接地電流的相位，結合相對法得到套管的相對介質損耗因數。本實用新型突破了傳統(tǒng)變壓器套管在線監(jiān)測裝置，在智能變電站沒有PT 二次模擬電壓信號的情況下同樣可以實現變壓器套管的在線監(jiān)測。
[0006]同時本實用新型還滿足IEC61850規(guī)約，具有規(guī)范的功能和通信模型，可實現設備的互操作，滿足國家電網公司對于智能變電站現場設備的要求，可以實現在線監(jiān)測裝置與主IED的功能整合。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0008]一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，包括電流傳感單元、信號調理單元、數據采集及處理單元、通信單元、存儲單元、顯示單元和電源單元。
[0009]其中:電流傳感單元的輸出端連接信號調理單元的輸入端；信號調理單元的輸出端與數據采集及處理單元的輸入端相連接，數據采集及處理單元的輸出端分別與通信單位、存儲單元及顯示單元相連接；電源單元分別與信號調理單元、數據采集及處理單元、通信單位、存儲單元及顯示單元相連接。
[0010]所述的電流傳感單元設有三組，分別連接變壓器套管的A、B、C三項。
[0011]所述的通信單元采用以太網通信接口，通過通信單元與站內后臺相連。
[0012]所述的信號調理單元對三相電流信號進行1-V變換、放大和濾波處理，將電流信號轉換為可供數據采集及處理單元采集的電壓信號；然后，數據采集及處理單元對信號進行A-D轉換和數據處理，計算出三相變壓器套管接地電流的矢量相位，再根據相對法得到三相套管的相對介質損耗因數；最后，數據采集及處理單元先后將計算結果保存在存儲單元中，通過通信單元將結果上傳至站內后臺，驅動顯示單元顯示監(jiān)測結果；整套裝置由電源單元供電。
[0013]本實用新型具有以下創(chuàng)新點:
[0014](I)在智能變電站沒有PT 二次模擬電壓信號的情況下，通過相對法得到變壓器套管的相對介質損耗因數，其變化趨勢可以反映套管的絕緣狀態(tài)；
[0015](2)滿足IEC61850規(guī)約，具有規(guī)范的功能和通信模型；
[0016](3)可以實現在線監(jiān)測裝置與主IED的功能整合；
[0017](4)三相變壓器套管同步測量，實時性高，易于現場的安裝使用。
[0018]本實用新型的優(yōu)點及效果是:
[0019]經檢索證明，目前未見直接通過同步測量一組三相變壓器套管來檢測套管絕緣狀態(tài)的應用報道。本實用新型裝置不需要引入PT參考進行計算，能夠完全適應智能變電站的測量要求，并且安裝簡單，經濟效益突出。本實用新型檢測方法，能夠在不需要引出電壓互感器二次信號的情況下監(jiān)測套管相對介質損耗因數的變化趨勢，從而準確、有效地反應套管的絕緣狀態(tài)，保證設備的安全穩(wěn)定運行。同時本實用新型滿足IEC61850規(guī)約，具有規(guī)范的功能和通信模型，可以實現在線監(jiān)測裝置與主IED的功能整合。
[0020]下面結合本實用新型的具體實施例方式和附圖，對本實用新型加以詳細描述。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型監(jiān)測裝置的結構框圖。
[0022]圖中:電流傳感單元I，信號調理單元2，數據采集及處理單元3，通信單元4，存儲單元5,顯示單元6,電源單元7。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型是一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，如圖1所示，本實用新型檢測裝置包括信號調理單元2、數據采集及處理單元3、通信單元4、存儲單元5、顯示單元6和電源單元7。
[0024]其中:電流傳感單元I的輸出端連接信號調理單元2的輸入端；信號調理單元2的輸出端與數據采集及處理單元3的輸入端相連接，數據采集及處理單元3的輸出端分別與通信單位4、存儲單元5及顯示單元6相連接；電源單元7分別與信號調理單元2、數據采集及處理單元3、通信單位4、存儲單元5及顯示單元6相連接。
[0025]所述的電流傳感單元I設有三組，分別連接變壓器套管的A、B、C三項。
[0026]本實用新型裝置通過同步采樣智能變電站變壓器套管的三相接地電流信號，結合相對法得到套管的相對介質損耗因數。本實用新型在智能變電站沒有PT 二次模擬電壓信號的情況下同樣可以實現變壓器套管的在線監(jiān)測。同時本實用新型還滿足IEC61850規(guī)約，具有規(guī)范的功能和通信模型，可實現設備的互操作，滿足國家電網公司對于智能變電站現場設備的要求，可以實現在線監(jiān)測裝置與主IED的功能整合。
[0027]具體操作如下:
[0028]本實用新型是是利用變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，先后對電流信號進行獲取、調理、采集、處理、分析、通信、存儲和顯示。
[0029]首先，本實用新型變壓器套管在線監(jiān)測裝置通過電流傳感單元I得到一組三相變壓器套管的接地電流信號，并將電流信號輸入給信號調理單元2。
[0030]信號調理單元2利用混合電子元件對三相電流信號進行1-V變換、放大和濾波處理，將電流信號轉換為可供數據采集及處理單元3采集的電壓信號；然后，數據采集及處理單元3對信號進行A-D轉換和數據優(yōu)化處理，計算出三相變壓器套管接地電流的矢量相位，再根據相對法得到三相套管的相對介質損耗因數；最后，數據采集及處理單元3先后將計算結果保存在存儲單元5中，通過通信單元4將結果上傳至站內后臺，驅動顯示單元6顯示監(jiān)測結果。整套裝置由電源單元7供電。
[0031]實施時，信號調理單元2主要由ADI公司精密的儀表放大器、低溫漂低噪運放和高精度電壓參考源等元件組成。信號調理單元2的信號處理流程如下:首先實現輸入信號的I/V變換，將輸入的電流信號轉換成電壓信號；之后信號傳遞給射頻抑制電路，抑制變電站現場的高頻噪聲；然后信號傳遞給儀表放大器進行信號放大，將信號幅值調整到適合AD轉換器采集的范圍；最后信號傳遞給二階有源低通濾波電路，對信號進行進一步的濾波處理。此時的信號就是信號調理單元2的輸出信號。
[0032]數據采集及處理單元3主要有ARM公司先進的處理器和ADI公司的高速同步AD轉換器組成。數據采集及處理單元3的信號處理流程如下:首先實現信號的模數轉換，將三相模擬信號同步轉換成三相數字信號，再傳遞給處理器；處理器對信號進行離散傅里葉變換，得到三相信號的相位，再根據相對法計算出A相和C相套管的相對介質損耗因數，將得到的結果保存在存儲單元5，同時將結果輸出到顯示單元6，長期的監(jiān)測可以得到相對介質損耗因數的變化趨勢，根據變化趨勢即可分析出套管的絕緣狀態(tài)。
[0033]通信單元4采用以太網通信接口，本實用新型裝置通過通信單元4直接與站內后臺相連，用于上傳監(jiān)測數據。
[0034]存儲單元5主要由FLASH芯片組成，主要功能是存儲監(jiān)測結果，和裝置的重要參數。
[0035]顯示單元6主要由工業(yè)級的電子顯示屏構成，用于顯示監(jiān)測結果，便于人機交互。
[0036]電源單元7主要由高等級隔離電源模塊組成，用于給整套裝置供電以及保護裝置不被過電壓損壞。
【主權項】
1.一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，其特征是:包括電流傳感單元(I)、信號調理單元(2)、數據采集及處理單元(3)、通信單元(4)、存儲單元(5)、顯示單元(6)和電源單元(7); 其中:電流傳感單元(I)的輸出端連接信號調理單元(2)的輸入端；信號調理單元(2)的輸出端與數據采集及處理單元(3)的輸入端相連接，數據采集及處理單元(3)的輸出端分別與通信單位(4)、存儲單元(5)及顯示單元(6)相連接；電源單元(7)分別與信號調理單元(2)、數據采集及處理單元(3)、通信單位(4)、存儲單元(5)及顯示單元(6)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，其特征是:所述的電流傳感單元(I)設有三組，分別連接變壓器套管的A、B、C三項。
3.根據權利要求1所述的一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置，其特征是:所述的通信單元(4 )采用以太網通信接口，通過通信單元(4 )與站內后臺相連。
【專利摘要】本實用新型屬于變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測的技術領域，尤其涉及一種變壓器套管絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測裝置。本實用新型裝置包括電流傳感單元、信號調理單元、數據采集及處理單元、通信單元、存儲單元、顯示單元和電源單元。該裝置不需要引入PT參考進行計算，能夠完全適應智能變電站的測量要求，并且安裝簡單，經濟效益突出。本實用新型能夠在不需要引出電壓互感器二次信號的情況下監(jiān)測套管相對介質損耗因數的變化趨勢，從而準確、有效地反應套管的絕緣狀態(tài)，保證設備的安全穩(wěn)定運行。同時滿足IEC61850規(guī)約，具有規(guī)范的功能和通信模型，可以實現在線監(jiān)測裝置與主IED的功能整合，可應用于智能變電站。 <u/>
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN204287388
【申請?zhí)枴緾N201420391035
【發(fā)明人】高強, 原峰, 耿寶紅, 代繼成, 劉齊, 張建楠, 李平, 王茂軍, 鐘丹田, 張光明
【申請人】國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院, 遼寧東科電力有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年7月16日