一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，包括电力变压器，电力变压器上的电力变压器中性点引出两根接地扁钢，并由两根接地扁钢接入变电站地网；从电力变压器中性点引出的每根接地扁钢上均安装有一套扁钢电压夹件和一套扁钢电流夹件，每套扁钢电压夹件均通过与一个电压信号线与电压测控模块相连，每套扁钢电流夹件均与电流源测控模块相连，电压测控模块和电流源测控模块均与主控制器模块电连接；每根接地扁钢上均还设有一个扁钢温度测量模块，每个扁钢温度测量模块均与主控制器模块电连接。本实用新型专利技术实现宽温度范围、兼容双接地扁钢情况，高精度、宽动态范围测量变压器中性点直流偏磁电流。

A current measuring device for DC bias of power transformer neutral point

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置
本技术涉及电力测量领域，涉及电力变压器中性点直流直流偏磁电流测量技术，具体的说是涉及一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置。
技术介绍
目前，直流输电系统在大地回流方式(包括单极大地回线方式及双极不平衡方式)运行或直流供电的轨道交通系统或地球磁场的变化时，均可能会引起交流电网中部分中性点接地变压器发生直流偏磁问题，从而产生谐波，引起噪声、振动、过热等问题，对变压器的正常运行造成较大的影响。中性点直流偏磁对变压器的运行产生了负面干扰。电力人员要采取科学合理的方法对流入变压器中性点的直流电流进行严格控制，将它对变压器的干扰降到最低。电力企业要结合具体工程背景，对接地极址进行选择，合理论证直流极地极电流对交流电力变压器的磁饱和影响，并采取具体的抑制措施，以对变压器中性点直流水平进行限制，使电力系统时刻处于良好的运行环境中，推进我国电力企业的快速发展。目前电力系统对交直流混合电网中直流电流的测量需求相当广泛，特别在直流输电线路单极运行时，需要实时掌握直流接地极周围交流变电站主变压器中性点直流电流分流情况，评估主变压器运行状态，为直流偏磁防御体系建设及新建变电站选址提供参考及指导。电力变压器中性点电流测量可利用扁钢夹件取样变压器中性点扁钢处直流信号，但由于扁钢材料受环境温度影响，取样的一段扁钢阻抗变化很大，直接影响直流电流测量的准确性；同时现场主变压器中性点存在两根扁钢同时接地情况，此时主变压器中性点电流会从两根接地扁钢分流到地，而现有装置及测量方法多适用于单接地扁钢的情况，对于流过两根并联扁钢直流电流的测量较少。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本技术提供了一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，包括电力变压器，所述电力变压器上的电力变压器中性点引出两根接地扁钢，并由两根接地扁钢接入变电站地网；其还包括两套扁钢电压夹件、一个电压测控模块、两条电压信号线、两套扁钢电流夹件、一个电流源测控模块、两个扁钢温度测量模块和一个主控制器模块；从所述电力变压器中性点引出的每根接地扁钢上均安装有一套扁钢电压夹件和一套扁钢电流夹件，每套扁钢电压夹件均通过与之对应设置的电压信号线与电压测控模块相连，每套扁钢电流夹件均与电流源测控模块相连，所述电压测控模块和电流源测控模块均与所述主控制器模块电连接；每根所述接地扁钢上均还设有一个所述扁钢温度测量模块，每个扁钢温度测量模块均与所述主控制器模块电连接。上述技术方案中，所述电压测控模块包括电压通道切换电路、过压保护电路、传感器校零电路、程控放大电路、整周期积分电路、电压信号采集电路和通讯隔离电路；所述电压通道切换电路与主控制器模块输出端电连接，由主控制器模块进行控制；从两根接地扁钢取样的模拟电压信号通过与之相对应的电压信号线分时接入电压通道切换电路，所述电压通道切换电路与过压保护电路电连接，所述过压保护电路与传感器校零电路电连接，所述传感器校零电路与程控放大电路电连接，所述程控放大电路与整周期积分电路电连接，所述整周期积分电路与信号采集电路电连接，所述信号采集电路与通讯隔离电路电连接，所述通讯隔离电路与主控制器模块的输入端电连接；其中，所述电压通道切换电路用于双路模拟电压信号接入；所述过压保护电路用于EMC防护；所述程控放大电路和整周期积分电路作为信号调理，实现微小信号放大及抑制交流信号；所述传感器校零电路用于消除程控放大电路和整周期积分电路进行信号调理时引入的测量误差；所述信号采集电路用于将模拟信号转换为数字信号，所述通讯隔离电路用于将数字信号输出到主控制器模块。上述技术方案中，所述电压测控模块采用隔离电源供电。上述技术方案中，所述电流源测控模块包括可控电流源、电流通道切换电路和电流信号采集电路；所述可控电流源输出端由电流通道切换电路分时接入到两套扁钢电流夹件；所述电流通道切换电路还分别与电流信号采集电路及主控制器模块的输出端电连接，所述电流信号采集电路还与主控制器模块的输入端电连接，用于将采集的电流模拟信号转换为数字信号并将数字信号接入到主控制器模块中。上述技术方案中，每套所述扁钢电压夹件均包括一个正极电压夹件和一个负极电压夹件；每套所述扁钢电流夹件均包括一个正极电流夹件和一个负极电流夹件；每套所述扁钢电压夹件对应的正极电压夹件及每套所述扁钢电流夹件对应的正极电流夹件均设置在与之相对应的接地扁钢靠近电力变压器中性点的一端，且每根所述接地扁钢对应的正极电流夹件均对应安装在与之相对应的正极电压夹件的外侧，即正极电流夹件比正极电压夹件更接近电力变压器中性点；每套所述扁钢电压夹件对应的负极电压夹件及每套所述扁钢电流夹件对应的负极电流夹件均设置在与之相对应的接地扁钢靠近变电站地网的一端；且每根所述接地扁钢对应的负极电流夹件均对应安装在与之相对应的负极电压夹件的外侧，即负极电流夹件比与之相对应的负极电压夹件更接近变电站地网；当在电力变压器中性点接引出的两根接地扁钢上分时注入电流时，分别通过两套扁钢电压夹件测量电流注入情况下两根接地扁钢上的电压降，从而计算出电力变压器中性点双接地扁钢电阻。上述技术方案中，每根所述电压信号线均选用两根单芯屏蔽线双绞绕制，两根所述单芯屏蔽线的一端分别对应连接到与之相对应的扁钢电压夹件的正极电压夹件和负极电压夹件上，两根所述单芯屏蔽线的另一端均接入电压测控模块输入端上；每根所述电压信号线靠近扁钢电压夹件一侧的屏蔽层悬空，另一侧的屏蔽层接到电压测控模块隔离电源的供电地端。上述技术方案中，每个所述扁钢温度测量模块均为温度传感器，分别安装在与之相对应的接地扁钢上，用于监测每根接地扁钢表面实时温度值。工作原理：先将两套扁钢电压夹件和扁钢电流夹件按一定顺序布置到两根接地扁钢上，分时注入校准电流，测量并联的两根接地扁钢各自直流电阻(即初始温度时，每根接地扁钢上扁钢电压夹件之间的初始电阻)；然后根据接地扁钢材料的电阻温度系数计算得到当前温度下的两根扁钢电阻值；接着再实时采集两根接地扁钢上的电压降，按照欧姆定律计算得到两根接地扁钢流过的直流电流，最后将流过两根接地扁钢的直流电流相加，便可得到接地扁钢总电流，即变压器的中性点直流电流。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、通过信号整周期积分方法，抑制信号中的工频及高次谐波；运用动态换挡技术，对直流信号增益进行自动调理。实现对电力变压器中性点双接地扁钢上流过的交直流混合信号中的微小直流信号进行高精度、宽动态范围测量；2、通过理论推导得到回路电路参数等式，在电力变压器运行状态下按一定的流程测量两段接地扁钢电阻，实现扁钢电阻参数自校准功能，保证装置长期监测数据的准确性；3、本专利技术实时采集扁钢表面温度值用于扁钢电阻动态修正，保证装置在宽温度范围下都能正常工作。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，包括电力变压器(100)，所述电力变压器(100)上的电力变压器中性点(101)引出两根接地扁钢(200)，并由两根接地扁钢(200)接入变电站地网(300)；其特征在于，还包括两套扁钢电压夹件(1)、两条电压信号线(3)、一个电压测控模块(2)、两套扁钢电流夹件(4)、一个电流源测控模块(5)、两个扁钢温度测量模块(6)和一个主控制器模块(7)；/n从所述电力变压器中性点(101)引出的每根接地扁钢（200）上均安装有一套扁钢电压夹件(1)和一套扁钢电流夹件(4)，每套扁钢电压夹件(1)均通过与之对应设置的电压信号线(3)与电压测控模块(2)相连，每套扁钢电流夹件(4)均与电流源测控模块(5)相连，所述电压测控模块(2)和电流源测控模块(5)均与所述主控制器模块(7)电连接；/n每根所述接地扁钢(200)上均还设有一个所述扁钢温度测量模块(6)，每个扁钢温度测量模块(6)均与所述主控制器模块(7)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，包括电力变压器(100)，所述电力变压器(100)上的电力变压器中性点(101)引出两根接地扁钢(200)，并由两根接地扁钢(200)接入变电站地网(300)；其特征在于，还包括两套扁钢电压夹件(1)、两条电压信号线(3)、一个电压测控模块(2)、两套扁钢电流夹件(4)、一个电流源测控模块(5)、两个扁钢温度测量模块(6)和一个主控制器模块(7)；
从所述电力变压器中性点(101)引出的每根接地扁钢（200）上均安装有一套扁钢电压夹件(1)和一套扁钢电流夹件(4)，每套扁钢电压夹件(1)均通过与之对应设置的电压信号线(3)与电压测控模块(2)相连，每套扁钢电流夹件(4)均与电流源测控模块(5)相连，所述电压测控模块(2)和电流源测控模块(5)均与所述主控制器模块(7)电连接；
每根所述接地扁钢(200)上均还设有一个所述扁钢温度测量模块(6)，每个扁钢温度测量模块(6)均与所述主控制器模块(7)电连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，其特征在于，所述电压测控模块(2)包括电压通道切换电路(20)、过压保护电路(21)、传感器校零电路(22)、程控放大电路(23)、整周期积分电路(24)、电压信号采集电路(25)和通讯隔离电路(26)；所述电压通道切换电路(20)与主控制器模块(7)输出端电连接，由主控制器模块(7)进行控制；
从两根接地扁钢(200)取样的模拟电压信号通过与之相对应的电压信号线(3)分时接入电压通道切换电路(20)，所述电压通道切换电路(20)与过压保护电路(21)电连接，所述过压保护电路(21)与传感器校零电路(22)电连接，所述传感器校零电路(22)与程控放大电路(23)电连接，所述程控放大电路(23)与整周期积分电路(24)电连接，所述整周期积分电路(24)与信号采集电路(25)电连接，所述信号采集电路(25)与通讯隔离电路(26)电连接，所述通讯隔离电路(26)与主控制器模块(7)的输入端电连接；
其中，所述电压通道切换电路(20)用于双路模拟电压信号接入；所述过压保护电路(21)用于EMC防护；所述程控放大电路(23)和整周期积分电路(24)作为信号调理，实现微小信号放大及抑制交流信号；所述传感器校零电路(22)用于消除程控放大电路(23)和整周期积分电路(24)进行信号调理时引入的测量误差；所述信号采集电路(25)用于将模拟信号转换为数字信号，所述通讯隔离电路(26)用于将数字信号输出到主控制器模块(7)，同时实现两功能模块地电位隔离。


3.根据权利要求2所述的一种用于电力变压器中性点直流偏磁的电流测量装置，其特征在于，所述电压测控模块(2)采用隔离电源供电。


4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，邵华锋，邹翔，王周星，李小双，李雄，张喆，
申请(专利权)人：武汉新电电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42