一种新型套管监测设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型套管监测设备，包括信号处理器，所述信号处理器包括顺序连接的信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、DSP芯片，以及与DSP芯片连接的B码对时单元；所述DSP芯片连有通信单元；所述信号采集单元与变压器套管的末屏引线、PT二次侧中的至少一种连接。对套管泄漏电流和两端电压的实时监测，采用信号采集器的设计可以屏蔽电磁干扰，避免接地不牢，使用高精度穿心式零磁通电流传感器对套管末屏泄漏电流进行获取，消除了互感器的角差提高了相位和幅值精度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型套管监测设备
本技术涉及一种智能套管在线监测装置。具体地说是一种对套管末屏泄漏电流进行实时在线监测的装置。
技术介绍
随着国民经济的迅猛发展，整个社会对电力的需求越来越大，供电稳定性要求越来越高，对电力设备的可靠性要求越来越严格。电力变压器是电力系统的能量传输的重要节点，所有的电能都需要在变压器中流过。而在统计过程中，变压器故障里套管的故障问题居高不下。其主要问题是相对于其他电器产品套管的体积小，相对绝缘预度低，同等条件下电场分布密度高。进而导致套管产生故障后，其发展速度会比一般的电器设备要迅速。研究数据表明高压套管故障占到变压器故障的40％，其中52％的高压套管故障为严重故障，会引起火灾、大面积停电等严重事故。主变套管是变电站所有容性设备中最容易发生事故的容性设备，目前主要的故障预防手段是预防性试验和定期更换，需要电力部门投入大量的人力和物力，会延长电网检修停电时间，对电网的经济效益产生影响。进年来，套管介损和电容值监测产品开发较多，但在变电站现场工作环境中总体表现不佳。主要问题在于试验条件下介损还能够测量准确，但是在负载电磁环境下，介损测量数据偏差较大，导致较多场合下该类设备已经停用。另外套管末屏电流采集装置多数采用将末屏引线长距离引出，存在一定的运行风险。
技术实现思路
本技术针对变电站内套管内部绝缘特点及以往套管介损和电容值监测装置中存在的问题，设计研发一套精度高、可靠性高，可以实时监测套管运行状态的装置。通过使用微处理器及电磁传感器可对套管末屏泄漏电流、介质损耗、电容量进行实时在线监测。并可以通过通讯的方式将采集结果发送到后台系统，保证套管安全稳定运行。本技术考虑了介损采集的干扰源问题。为避免干扰采用数字高精度对时方案实现泄漏电流和电压向量的同步采集；对末屏电流信号的采集专门设计了有效的采集器；通过对套管末屏泄漏电流和两端电压信号的获取，最终得到反映套管绝缘状态的介质损耗因数和套管电容量。装置支持现场有线通信和无线通信两种方式，客户可以根据需要进行选择。后台服务器可对监测数据进行智能分析，给出套管当前运行状态信息，保证套管安全稳定运行。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种新型套管监测设备，包括信号处理器，所述信号处理器包括顺序连接的信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、DSP芯片，以及与DSP芯片连接的B码对时单元；所述DSP芯片连有通信单元；所述信号采集单元与变压器套管的末屏引线、PT二次侧中的至少一种连接。所述信号采集单元通过信号采集器与变压器套管的末屏引线连接；所述信号采集器包括外壳、顶针、零磁通电流传感器、压紧弹簧及盖板，其中外壳的一端与末屏出线接口中的套管接地接口螺纹连接，另一端连接有盖板，该外壳内部分别容置有顶针、零磁通电流传感器及压紧弹簧，所述压紧弹簧位于盖板与顶针一端之间、并与外壳接触，顶针的另一端由零磁通电流传感器穿过、并通过压紧弹簧的弹力作用与末屏出线接口中的末屏信号引出导体抵接；套管末屏电流由顶针引入，穿过零磁通电流传感器、经弹簧、盖板、外壳后流入到套管的接地导体。所述外壳内还安装有绝缘导向件，所述顶针的另一端由该绝缘导向件穿过后与末屏出线接口中的末屏信号引出导体抵接。所述B码对时单元与变电站的B码时钟源连接。一种新型套管监测设备，还包括与信号处理器连接的工控板；所述工控板连有通信模块，所述通信模块用于与通信单元通信。所述工控板连有触摸屏显示单元。所述工控板连有USB单元。本技术具有以下有益效果及优点：1.本技术通过使用微处理器及电磁传感器可对套管末屏泄漏电流、介质损耗、电容量进行实时在线监测。并可以通过通讯的方式将采集结果发送到后台系统，保证套管安全稳定运行。2.本技术采用B码对时单元对信号进行同步采样吧，并对被测信号进行测频，使监测信息量的准确度有了明显的提升。3.本技术采用了信号采集器，就进对末屏电流进行采集，并不需要将末屏接线引出，消除了套管采集设备对套管安全的影响。4.本技术可以实现与变电站监控后台和调度系统的接口，对变电设备运行状态的运程监控，实现对有故障隐患的设备有选择性的提早检修，减少多次停电带来的损失，节约人力和维修支出，降低运维成本，为电力运营赢得更多宝贵的时间，为变电站实现无人值守提供技术支持。5.信号采集器在与套管接地接口与其拧紧后能够保证套管安全可靠的将泄漏电流引入到零磁通电流传感器，并能够将其导引至外壳最终流入到大地。泄漏电流传感器使用的是HET小型传感器，体积小精度高，能够集成到采集装置内部。信号采集器的外壳能够为泄漏电流传感器提供有效的电磁屏蔽，使信号不受干扰。附图说明图1本技术整套装置结构图；其中，8、无线通信单元，9、有线通信单元，10、触摸屏显示单元，11、工控板。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。本技术涉及智能套管在线监测装置，包括信号采集器单元、信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、频率检测单元、B码对时单元、DSP数据处理单元、USB单元、无线通信单元、有线通信单元、触摸屏显示单元；本发一种套管在线监测装置，通过对套管泄漏电流和两端电压的实时监测，计算得到介质损耗因数和套管电容量。采用信号采集器的设计可以屏蔽电磁干扰，避免接地不牢，使用高精度穿心式零磁通电流传感器对套管末屏泄漏电流进行获取，消除了互感器的角差提高了相位和幅值精度；采用IRIG-B码对时提供精确的时间同步信号，实现信号采样的精确同步；设备之间通信采用无线方式获取计算的电流、电压的幅值和相位信息，较少了不必要的现场施工。利用有线方式通过61850协议将数据传输到数据监测后台系统。后台服务器安装智能专家诊断系统，可对采集的数据进行显示和分析，对套管当前运行状态进行诊断，保证套管的安全稳定运行。智能套管在线监测装置，包括：信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、B码对时单元、DSP数据处理器单元、USB单元、无线通信单元8、有线通信单元9、触摸屏显示单元10、工控板11、信号采集器。信号采集单元主要完成对套管末屏泄漏电流和PT二次侧电压信号进行获取。信号放大电路对采集信号进行放大处理。信号滤波单元主要完成对信号中存在的干扰信号进行滤除。B码对时单元完成对电流和电压信号的同步采样。DSP数字信号处理器单元是整个系统的控制核心，完成对信号的采集，频率测量以及信号幅值和相位的计算。通过无线通信将计算结果发送到工控板11。USB单元8通过U盘，完成对现场监测装置数据的拷贝。有有线通信单元9通过有线方式，将采集的数据传送到后台服务器。触摸屏单元10可以使操作者能够就地查看介损和电容值的监测信息，并可以工控板11使用前进行参数设置。工控板单元11实现对电压、电流信号进行搜集，并利用相位差对介损因数进行计算。工控板有自己的独立存储空间和通信接口，能够将计算后的结果保存到就地存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型套管监测设备，其特征在于，包括信号处理器，所述信号处理器包括顺序连接的信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、DSP芯片，以及与DSP芯片连接的B码对时单元；所述DSP芯片连有通信单元；所述信号采集单元与变压器套管的末屏引线、PT二次侧中的至少一种连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型套管监测设备，其特征在于，包括信号处理器，所述信号处理器包括顺序连接的信号采集单元、信号放大单元、信号滤波单元、AD采样单元、DSP芯片，以及与DSP芯片连接的B码对时单元；所述DSP芯片连有通信单元；所述信号采集单元与变压器套管的末屏引线、PT二次侧中的至少一种连接。


2.根据权利要求1所述的一种新型套管监测设备，其特征在于，所述信号采集单元通过信号采集器与变压器套管的末屏引线连接；所述信号采集器包括外壳、顶针、零磁通电流传感器、压紧弹簧及盖板，其中外壳的一端与末屏出线接口中的套管接地接口螺纹连接，另一端连接有盖板，该外壳内部分别容置有顶针、零磁通电流传感器及压紧弹簧，所述压紧弹簧位于盖板与顶针一端之间、并与外壳接触，顶针的另一端由零磁通电流传感器穿过、并通过压紧弹簧的弹力作用与末屏出线接口中的末屏信号引出导体抵接；套管末屏电流由...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞佳，王红亮，王富民，曹成，佘金鑫，张鹏，富雨农，
申请(专利权)人：四方特变电工智能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21