大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统技术方案

一种大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统，其特点是：它包括现场监测控制电路、远程计算机、保护电路和变压器的铁心及夹件，监测控制电路包括主机电路分别与量程变换电路、键盘显示驱动电路、时钟电路、无线通讯收发电路、驱动控制电路连接，传感器电路与量程变换电路连接，变压器铁心及夹件引出线与传感器电路连接，驱动控制电路与保护电路连接，无线通讯收发电路与远程计算机连接，远程计算机与保护电路连接。能够对变压器铁心、夹件故障参数进行实时监测，并对现场监测的数据、波形进行计算、分析，判断变压器内部故障点位置，实现铁心及夹件绝缘的故障诊断，并实现现场或远程报警，具有保护功能，提高变压器安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监测与控制
，是一种大型变压器铁心及夹 件绝缘故障在线监测与保护系统
技术介绍
目前，对变压器铁心及夹件的监测还没有一个有效的监测手 段。变压器铁心绝缘在线监测装置是铁心正常时的一点接地或发生 多点接地故障时，是利用铁心引出线的接地电流，经取样后进行监 测的。大型变压器铁心通过外壳小套管引出变压器箱体接地。对于 变压器铁心，为消除铁心产生悬浮电位造成对地放电，变压器铁心 要保持一点接地。为防止铁心硅钢片间的短路形成环流造成故障， 不允许多点接地。正常情况下铁心接地电流只有毫安级，但当铁心 发生多点接地故障时，该接地点的电流可增大为数安培到数十安培 以上，严重时总烃成分明显增大，油中产生气体量的增加甚至造成 气体继电器的动作；为了能及时发现铁心多点接地故障，以便采取 相应的措施，应对变压器铁心接地电流进行监测。该项目的应用对 提高变压器安全运行和自动化管理水平具有积极的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种监测数据准确、预防性 好、能抑制故障的扩张，确保变压器安全运行的大型变压器铁心及 夹件绝缘故障在线监测与保护系统。解决其技术问题所采取的技术方案是，将现有技术的单元电路 进行创造性有机的优化组合、改进和连接，提出一种大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统，其特征是它包括现场监 测控制电路IO、远程计算机12、保护电路11和变压器的铁心及夹件9，所述的监测控制电路10包括主机电路1分别与量程变换电路 7、键盘显示驱动电路2、时钟电路3、无线通讯收发电路5、驱动 控制电路4相连接，传感器电路6的输出端与量程变换电路7的输 入端相连接，在不改变变压器原有接线方式的条件下，变压器的铁 心及夹件9的引出线与现场监测控制电路10的传感器电路6的输入 端相连接，现场监测控制电路10的驱动控制电路4输出端与保护电 路11输入端相连接，无线通讯收发电路5与远程计算机12通过无 线信号连接，远程计算机12与保护电路11通过无线信号连接。所述的主机电路1包括单片机芯片IC1，晶振Y1、电容C15 C18、电阻R28 R30和接口插座Jl相连接。所述的传感器电路6包括结构相同的两个回路，其一为变压器 铁心泄漏电流传感器的铁芯Tll、 T12、电阻Rl、 R2、 R23、电容Cl、 运算放大器IC15、 IC16、电阻R52 R57、电容C25、 C26、稳压管 DZ1、 DZ2、 一次线圈Nll、 二次线圈N12、补偿线圈N13、检测线圈 N14相连接；其二为变压器夹件泄漏电流传感器的铁芯T21、 T22、 电阻R12、 R13、 R24、电容C4、运算放大器IC17、 IC18、电阻R58 R63、电容C27、 C28、稳压管DZ6、 DZ7、 一次线圈N21、 二次线圈 N22、补偿线圈N23、检测线圈N24相连接。所述的量程变换电路7包括结构相同的两个回路，其一运算放 大器ICIO、 ICll、转换开关IC9、电阻R3 R11、稳压管DZ3、 DZ4、 二极管D1 D4、电容C2、 C3相连接，其二运算放大器工C13、工C14、 转换开关IC12、电阻R14 R22、稳压管DZ8、 DZ9、 二极管D5 D8、 电容C5、 C6相连接。所述的键盘显示驱动电路2包括显示驱动芯片IC8、晶振Y2、 电容C20 C24、数码管LED、按键S1 S4、电阻R33 R46、指示灯 LED1 LED6相连接。所述的时钟电路3包括时钟芯片IC6、 二极管D9、 DIO、电阻 R31、 R32、电容C19、电池BATTERY相连接。所述的无线通讯收发电路5包括数据通讯收发芯片IC7、电阻 R47 R51、 SIM卡座、三极管B1、指示灯XD相连接。所述的驱动控制电路4包括驱动控制芯片IC5分别与反相器 IC4 - 1、 IC4 - 2、 IC4 - 3、 IC4 - 4、继电器Ql、 Q2、 Q3、 Q4相连接。所述保护电路11包括功率控制开关K1 K4、电阻R64 R66相连接。本专利技术大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统， 由于能够对变压器铁心及夹件等外围设备的绝缘故障进行时实监测 与保护，满足了国家电网公司《电力设备预防性试验规程》的要求， 同时也提高了变电站的自动化管理水平；本专利技术具有监测数据准确、 预防性好、能抑制故障的扩张，确保变压器安全运行，变压器的使 用寿命长，节能降耗效果显著，推广应用前景广泛等优点。附图说明图1是本专利技术的连接结构方框图。图2是现场监测控制电路10部分电路原理示意图。图3是现场监测控制电路10另一部分电路原理示意图。图4是现场监测控制电路10的无线通讯收发电路5原理示意图。图5是保护电路11原理示意图。图中l主机电路，2键盘显示驱动电路，3时钟电路，4驱动 控制电路，5无线通讯收发电路，6传感器电路，7量程变换电路， 8电源电路，9变压器的铁心及夹件，IO现场监测控制电路，11保 护电路，12远程计算机。具体实施例方式下面利用附图和实施例对本专利技术作进一步描述。 参照图1，大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系 统，其特征是它包括现场监测控制电路10、远程计算机12、保护 电路11和变压器的铁心及夹件9，所述的监测控制电路10包括主 机电路1分别与量程变换电路7、键盘显示驱动电路2、时钟电路3、 无线通讯收发电路5、驱动控制电路4相连接，传感器电路6的输 出端与量程变换电路7的输入端相连接，在不改变变压器原有接线 方式的条件下，变压器的铁心及夹件9的引出线与现场监测控制电 路10的传感器电路6的输入端相连接，现场监测控制电路10的驱 动控制电路4输出端与保护电路11输入端相连接，无线通讯收发电 路5与远程计算机12通过无线信号连接，远程计算机12与保护电 路11通过无线信号连接。变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保 护系统对变压器铁心及夹件等外围设备的泄漏电流及故障时电位变 化实施控制和保护。变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系 统的远程计算机12通过无线通讯收发电路5与现场监测控制电路 10的主机电路1交换数据，现场监测控制电路10监测数据可在现 场实时显示和传送到远程计算机12进行显示，同时通过保护电路 11对变压器进行保护控制。参照图1 图4，所述的监测控制电路10包括主机电路1分别 与量程变换电路7、键盘显示驱动电路2、时钟电路3、无线通讯收发电路5、驱动控制电路4相连接，传感器电路6的输出端与量程 变换电路7的输入端相连接，电源电路8为上述电路供电。在不改 变变压器原有接线方式的条件下，变压器的铁心及夹件9的引出线 与现场监测控制电路10的传感器电路6的输入端相连接，现场监测 控制电路10的驱动控制电路4输出端与保护电路ll输入端相连接， 无线通讯收发电路5与远程计算机12通过无线信号连接，远程计算 机12与保护电路11通过无线信号连接。所述的主机电路1包括单片机芯片IC1,晶振Y1、电容C15 C18、电阻R28 R30和接口插座Jl相连接。完成现场监测控制电路 IO的数据运算、数据处理、控制逻辑、功能扩展的功能。单片机芯 片IC1采用型号为C8051F020的8位单片机。单片机芯片IC1的引 脚XTAL1和XT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统，其特征是：它包括现场监测控制电路（１０）、远程计算机（１２）、保护电路（１１）和变压器的铁心及夹件（９），所述的监测控制电路（１０）包括主机电路（１）分别与量程变换电路（７）、键盘显示驱动电路（２）、时钟电路（３）、无线通讯收发电路（５）、驱动控制电路（４）相连接，传感器电路（６）的输出端与量程变换电路（７）的输入端相连接，在不改变变压器原有接线方式的条件下，变压器的铁心及夹件（９）的引出线与现场监测控制电路（１０）的传感器电路（６）的输入端相连接，现场监测控制电路（１０）的驱动控制电路（４）输出端与保护电路（１１）输入端相连接，无线通讯收发电路（５）与远程计算机（１２）通过无线信号连接，远程计算机（１２）与保护电路（１１）通过无线信号连接。

【技术特征摘要】
1. 一种大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统，其特征是它包括现场监测控制电路(10)、远程计算机(12)、保护电路(11)和变压器的铁心及夹件(9)，所述的监测控制电路(10)包括主机电路(1)分别与量程变换电路(7)、键盘显示驱动电路(2)、时钟电路(3)、无线通讯收发电路(5)、驱动控制电路(4)相连接，传感器电路(6)的输出端与量程变换电路(7)的输入端相连接，在不改变变压器原有接线方式的条件下，变压器的铁心及夹件(9)的引出线与现场监测控制电路(10)的传感器电路(6)的输入端相连接，现场监测控制电路(10)的驱动控制电路(4)输出端与保护电路(11)输入端相连接，无线通讯收发电路(5)与远程计算机(12)通过无线信号连接，远程计算机(12)与保护电路(11)通过无线信号连接。2. 根据权利要求1所述大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线监测与保护系统，其特征是所述的主机电路(1)包括单片机芯片IC1，晶振Y1、电容C15 C18、电阻R28 R30和接口插座Jl相连接。3. 根据权利要求1所述的大型变压器铁心及夹件绝缘故障在线 监测与保护系统，其特征是所述的传感器电路(6)所述的传感器 电路6包括结构相同的两个回路，其一为变压器铁心泄漏电流传感 器的铁芯Tll、 T12、电阻Rl、 R2、 R23、电容Cl、运算放大器IC15、 IC16、电阻R52 R57、电容C25、 C26、稳压管DZ1、 DZ2、 一次线 圈Nll、 二次线圈N12、补偿线圈N13、检测线圈N14相连接；其二 为变压器夹件泄漏电流传感器的铁芯T21、T22、电阻R12、R13、R24、 电容C4、运算放大器IC17、 IC18、电阻R58 R63、电容C27、 C28、稳压管DZ6、 DZ7、 一次线圈N21、 二次线圈N22...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国庆，王振浩，辛业春，陈厚合，刘海燕，尹玉芳，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]