变压器铁芯接地电流在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变压器铁芯接地电流在线监测系统，该系统包括用于测量相应变压器的铁芯接地泄漏电流并发送接地电流测量值信号的电流传感器单元，用于接收来自所述的电流传感器单元的传输信号，以根据传输的电流信号值来监测每台变压器的铁芯接地电流状态的监测单元，用于接收来自变压器上监测单元的铁芯接地电流信号，以存储用于作进一步的调用和计算、分析并发布的数据及WEB一体的服务器。本发明专利技术即装即用，无需软件补偿和整定便可监测变压器的铁芯接地电流值，解决了现有技术中监测范围、线性度、精度的问题，将监测范围提升至安培级，全量程线性度保持一致，测量精度通过硬件测量的方式在满量程的范围内保持统一的高精度。

【技术实现步骤摘要】
变压器铁芯接地电流在线监测系统
: 本专利技术涉及一种在线监测系统，尤其涉及变电站变压器铁芯接地泄漏电流的实时监测系统。
技术介绍
: 迄今为止，已经提出了各种类型的用于监测变压器铁芯接地电流的系统。在这些系统中，都是一台变压器配置一个高精度穿芯式电流传感器，对应配置一台监测单元，其中高精度穿芯式电流传感器包括用于测量变压器铁芯接地电流的电流传感器以及用于电流传感器工作的电源，而监测单元用于接收从穿芯式电流传感器发出的电流采样模拟信号，以便在变压器铁芯接地电流测量值跃升至告警值以上时发出报警。在这种现有的变压器铁芯接地电流在线监测系统中，为了能掌握每台变压器铁芯接地电流值，而将分配给每一台监测单元的制定485地址注册在后台系统软件中。利用这种装置，当后台系统软件发出指令采集指定485地址的包含变压器铁芯接地电流值时，后台系统软件就可以根据485地址而掌握哪台变压器单元的电流大小。但是上述的铁芯接地电流监测范围小，均为毫安级电流量程，监测精度不一致，线性度差。在这种现有的变压器铁芯接地电流在线监测系统中，为了能监测铁芯接地电流值的准确性，对变压器铁芯接地电流正常值的一段范围内通过高精度采样传感器整定为满足测量精度的线性度，在该范围外的测量精度均出现明显的线性度下降，即使通过软件补偿的方式也无法满足测量精度要求，如果误差太大，对于电力公司运检人员就无法判断这个测量值是否准确，是否处于国家电网公司标准规范制定的铁芯接地电流正常范围。对于使用在线监测替代定期检修实现状态检修就没有任何意义了。在现有的变压器铁芯接地电流在线监测系统中存在监测范围小，均为毫安级电流量程，监测精度不一致，线性度差。在这种现有的变压器铁芯接地电流在线监测系统中，为了能监测铁芯接地电流值的准确性，对变压器铁芯接地电流正常值的一段范围内通过高精度采样传感器整定为满足测量精度的线性度，在该范围外的测量精度均出现明显的线性度下降，即使通过软件补偿的方式也无法满足测量精度要求，如果误差太大，对于电力公司运检人员就无法判断这个测量值是否准确，是否处于国家电网公司标准规范制定的铁芯接地电流正常范围。
技术实现思路
: 本专利技术的目的是提供一种高精度高线性度的变压器铁芯接地电流在线监测系统，它通过多通道、多传感器的方式，即装即用，无需软件补偿和整定便可监测变压器的铁芯接地电流值，解决了现有技术中监测范围、线性度、精度的问题，将监测范围提升至安培级，全量程线性度保持一致，测量精度通过硬件测量的方式在满量程的范围内保持统一的高精度。为此，本专利技术所采用的技术方案为:一种变压器铁芯接地电流在线监测系统，其特征在于，包括:电流传感器单元，用于测量相应变压器的铁芯接地泄漏电流，并发送接地电流测量值信号，所述的电流传感器单元安装在不同电压等级的变压器铁芯接地扁铁或其它型式的对地连接上；监测单元，用于接收来自所述的电流传感器单元的传输信号，以根据传输的电流信号值来监测每台变压器的铁芯接地电流状态，所述监测单元包括分别与所述电流传感器单元连接的多个采样通道，所述采样通道的每一个都接收电流传感器单元的传输信号； 数据及WEB—体的服务器，用于接收来自变压器上监测单元的铁芯接地电流信号，以存储用于作进一步的调用和计算、分析并发布。进一步，所述的电流传感器单元由一个0.1mA至70mA的电流互感器和一个ImA至IOA的电流传感器组成。进一步，所述的监测单元由一个Cotex-M3处理器和ARMll处理器组成。进一步，所述的监测单元中的ARMll处理器对每个采样通道的电流信号值进行过载分析、判断，并依次进行切换测量。进一步，所述的监测单元还包括用于检测ARMll处理器的温度的传感器，当所述温度传感器检测出温度超过了限定值，监测单元发出指令要求ARMll处理器进入节能状态。本专利技术产生的有益效果是:一台高精度电流传感器单元包括一个0.1mA至70mA量程范围的电流传感器和一个ImA至IOA量程范围的电流传感器分别用于小电流和大电流的分离测量，由于变压器在健康运行状态下的铁芯接地泄漏电流为0.5mA至1mA，由于电流传感器材料技术和铁芯穿心孔径大的原因，在0.1mA至IOOmA的范围内可以控制电流感应的精度，但是对于大电流采样不能保持同样的测量的精度，为了能保持0.1mA至IOA范围内0.5%的精度，本专利技术将0.1mA至70mA量程范围的电流传感器和一个ImA至IOA量程范围的电流传感器结合使用，实测采样的精度均高于0.5%，同时扩大了铁芯接地电流的测量范围；再将测量范围进行分段采样，6段采样分为0.07-0.7mA、0.7-7mA、7-70mA、70-100mA、100-100011^、1000-1000011^，通过在4咖11中设置过载判断算法，自动切换过量程采样通道，使得分段采样的线性度控制在0.02%以内。【附图说明】: 图1为本专利技术的结构示意图； 图2为变压器铁芯接地电流在线监测单元原理图； 图3变压器铁芯接地电流在线监测采样通道原理图； 图4变压器铁芯接地电流过载判断流程图。【具体实施方式】: 以下将参照附图对本专利技术的一个实施例进行说明。这一实施例涉及这样一个实例:将按照本专利技术的变压器铁芯接地电流在线监测系统应用于一台220kV三相自耦变压器。不过，也可以将按照本专利技术的变压器铁芯接地电流在线监测系统应用于诸如IlOkV三相变压器、330kV三相自耦变压器、500kV单相变压器这种其它电压等级的变压器。图1示意性的显示了按照本实施例的变压器铁芯接地电流在线监测系统一种结构。如图1所示，变压器铁芯接地电流在线监测系统包括分别安装在220kV变压器铁芯接I上的铁芯接地电流传感器单元2，用于测量变压器铁芯对地的泄漏电流，并用于发送泄漏电流测量值的信号。用于测量变压器铁芯对地的泄漏电流的电流传感器单元采用高精度电流传感器单元，一台高精度电流传感器单元包括一个0.1mA至70mA量程范围的电流传感器和一个ImA至IOA量程范围的电流传感器，这两个不同的传感器分别用于小电流和大电流的分离测量，电流传感器采用一匝穿芯式零磁通无源原理设计。另外，变压器铁芯接地电流在线监测系统包括位于变压器侧面的一个监测单元3，用于接收从传感器单元2发射出的信号，以便根据传输信号电流测量值来监测分析判断变压器铁芯对地的电流状态，最后通过光纤通信4接入变压器铁芯接地电流在线监测系统屏7中的系统服务器5，系统服务器5中平台软件通过LCD显示器6显示，提供最终的该变压器铁芯接地电流的带有时标的状态信息。如图2所示，它显示了监测单元3的内部结构和外部电流传感器2、系统服务器5的连接方式，且该监测单元3采用AC220V市电8供电。在监测单元3的内部这种结构中，由用于接收电流传感器2测量的电流模拟信号的采样通道14、15、16、17、18、19和温度传感器21测量的温度信号的第七采样通道20，处理并进行AD转换的CoteX-M3处理器12、以及一个用于对电流数字信号中值滤波、过载判断、存储、通信的ARMll处理器22，还有电源部分AC/DC交直流电源9、DC/DC直流转换电源10、11，485通信电路26和光纤通信电路27以及四个对外232调试接口组成；此外电流传感器I通过五芯电缆作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器铁芯接地电流在线监测系统，其特征在于，包括：电流传感器单元，用于测量相应变压器的铁芯接地泄漏电流，并发送接地电流测量值信号，所述的电流传感器单元安装在不同电压等级的变压器铁芯接地扁铁或其它型式的对地连接上；监测单元，用于接收来自所述的电流传感器单元的传输信号，以根据传输的电流信号值来监测每台变压器的铁芯接地电流状态；所述的监测单元包括分别与所述电流传感器单元连接的多个采样通道；所述的采样通道均能接收电流传感器单元的传输信号；数据及WEB一体的服务器，用于接收来自变压器上监测单元的铁芯接地电流信号，以存储用于作进一步的调用和计算、分析并发布。

【技术特征摘要】
1.一种变压器铁芯接地电流在线监测系统，其特征在于，包括: 电流传感器单元，用于测量相应变压器的铁芯接地泄漏电流，并发送接地电流测量值信号，所述的电流传感器单元安装在不同电压等级的变压器铁芯接地扁铁或其它型式的对地连接上； 监测单元，用于接收来自所述的电流传感器单元的传输信号，以根据传输的电流信号值来监测每台变压器的铁芯接地电流状态；所述的监测单元包括分别与所述电流传感器单元连接的多个采样通道；所述的采样通道均能接收电流传感器单元的传输信号； 数据及WEB —体的服务器，用于接收来自变压器上监测单元的铁芯接地电流信号，以存储用于作进一步的调用和计算、分析并发布。2.根据权利要求1所述的变压器铁芯接地电流在线监测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孟超，赵国宇，刘伟，张凯，王健，王素华，蔡磊，李岩，周东旭，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司商丘供电公司，
类型：发明
国别省市：河南;41