一种变压器电场检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种变压器电场检测装置，包括MEMS电场传感器、电流转电压单元和数据采集单元；MEMS电场传感器用于基于变压器电场输出电流；电流转电压单元用于将所述电流转换为电压信号；数据采集单元用于采集所述电压信号的参数；MEMS电场传感器体积小灵敏度高，适用于狭窄空间电场检测，不会对电场造成畸变，MEMS电场传感器根据电场生成电流，再转换为电压信号，根据电压信号的参数判断变压器状态；检测装置可以在变压器带电运行下进行检测。检测装置可以在变压器带电运行下进行检测。检测装置可以在变压器带电运行下进行检测。

A transformer electric field detection device

【技术实现步骤摘要】
一种变压器电场检测装置


[0001]本技术属于变压器检测
，特别涉及一种变压器电场检测装置。

技术介绍

[0002]电力是经济发展的重要生产力，是居民幸福生活的基本保障。由于我们电力的供需地点失衡，出现了大批“西电东送”项目。无论是交流输电还是直流输电工程，变压器都是其中最重要的设备之一。变压器附近存在复杂的电磁环境，当输电系统出现故障的情况，变压器可能出现过电压，危害变压器的绝缘系统。当变压器的绝缘出现非正常状况，即使没有过电压，变压器绝缘系统附近的电场较正常情况发生变压。因此，实时检测变压器附近空间的电场对变压器状态估计和系统故障诊断有着重要意义。
[0003]变压器运行状态和变压器周围电场值有着密切的联系。尽管现在已经出现旋转伏特计、泡耳克斯效应式电场传感器、Kerr效应式电场传感器等多种电场传感器，但是由于变压器空间狭窄，而现有电场传感器体积庞大，现有电场传感器内的导电金属组件会显著影响被测电场，在电场中容易造成畸变，不适合检测狭小空间中的电场。光学式的电场传感器整套设备繁杂，造价昂贵，容易受到温度、湿度等环境因素的影响，稳定性较差。而且目前都是非带电测量，即需要将变压器油单独取出，然后测量其电场特性。至今没有变压器带电运行下绝缘系统附近电场强度测量的成熟解决方案。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术的目的是提出一种变压器电场检测装置，具有结构设计合理，减小了空间占用，并且能够开展带电测量实时测量，测量更加便捷。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是，一种变压器电场检测装置，包括电流转电压单元和数据采集单元；
[0006]电流转电压单元用于将所述电流转换为电压信号；
[0007]数据采集单元用于采集所述电压信号的参数。
[0008]还包括MEMS电场传感器，所述MEMS电场传感器用于基于变压器电场输出电流。
[0009]优选地，电流转电压单元包括第一运算放大器和第二运算放大器，第一运算放大器和第二运算放大器的反相输入端接同电位，第一运算放大器和第二运算放大器的输出端均与各自的反相输入端之间串联有电阻；第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的正相输入端之间通过并联的开关和电容连接，第二运算放大器的输出端与第一运算放大器的正相输入端之间通过并联的开关和电容连接。
[0010]优选地，还包括电压放大单元，所述电压放大单元用于将电流转电压单元输出的电压信号放大，所述电压放大单元连接在电流转电压单元与数据采集单元之间，数据采集单元用于采集放大后电压信号的参数。
[0011]优选地，电压放大单元包括第三运算放大器，第三运算放大器的正相输入端和反相输入端分别串联有电阻，第三运算放大器的输出端与正相输入端和反相输入端串联有电
阻。
[0012]优选地，还包括滤波单元，滤波单元用于将电压信号进行滤波，数据采集单元用于采集滤波后电压信号的参数。
[0013]优选地，滤波单元包括第四运算放大器，第四运算放大器正相输入端接地，第四运算放大器反向输入端与输出端之间通过并联的电阻和电容连接。
[0014]优选地，还包括数据发射单元，数据发射单元用于将电压信号的参数发射出去。
[0015]优选地，还包括CT取电单元，CT取电单元用于采集电能并将电能输送至MEMS电场传感器、电流转电压单元、数据采集单元、滤波单元、电压放大单元和数据发射单元。
[0016]优选地，还包括可充电电池，CT取电单元用于向可充电电池输送电能，可充电电池用于输送电能至MEMS电场传感器、电流转电压单元、数据采集单元、滤波单元、电压放大单元和数据发射单元。
[0017]本技术一种变压器电场检测装置的使用方法，应用上述的变压器电场检测装置，将MEMS电场传感器安装在变压器进出线周围，和/或，变压器绕组周围，和/或，变压器油中；MEMS电场传感器在变压器电场的激发下，产生感应电荷，将感应电荷引出即形成电流，将该电流输送至电流转电压单元，通过电流转电压单元将所述感应电流转换为电压信号，数据采集单元与电流转电压单元连接采集电压信号的参数，通过数据采集单元采集到的电压信号的参数分析变压器的状态。
[0018]与现有技术相比，本技术的变压器电场检测装置，MEMS电场传感器体积小灵敏度高，适用于狭窄空间电场检测，不会对电场造成畸变，MEMS电场传感器根据电场生成电流，再转换为电压信号，根据电压信号的参数判断变压器状态；检测装置可以实现在变压器带电运行下进行检测，检测方法更加便捷。
[0019]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1示出了本技术实施例中变压器电场检测装置的示意图；
[0022]图2示出了本技术实施例中电流转电压单元的示意图；
[0023]图3示出了本技术实施例中电压放大单元的示意图；
[0024]图4示出了本技术实施例中滤波单元的示意图；
[0025]图5示出了本技术实施例的变压器电场检测装置的安装示意图。
[0026]附图中，第一运算放大器101、第二运算放大器102、第三运算放大器103、第四运算放大器104。
具体实施方式
[0027]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]本技术的实施例针对变压器的特点，利用MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统，微电子机械系统)电场传感器，实现变压器附近电场检测，进行变压器状态分析、变压器所处电力系统的状态和绝缘预测。MEMS电场传感器在其他的文献中又被称为MEMS电场芯片。本实施例中，MEMS电场传感器内部有硅基材料，硅基材料在变压器电场中会产生感应电荷，提取感应电荷，就可以反推原始的变压器电场状态，根据变压器电场状态即可获知变压器以及该变压器所处电力系统的状态。
[0029]参照图1，本技术的实施例提出一种变压器电场检测装置，包括MEMS电场传感器和信号系统，信号系统包括电流转电压单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器电场检测装置，其特征在于，包括电流转电压单元和数据采集单元；电流转电压单元用于将所述电流转换为电压信号；数据采集单元用于采集所述电压信号的参数；检测装置还包括电压放大单元，所述电压放大单元用于将电流转电压单元输出的电压信号放大，所述电压放大单元连接在电流转电压单元与数据采集单元之间，数据采集单元用于采集放大后电压信号的参数。2.根据权利要求1所述的变压器电场检测装置，其特征在于，电流转电压单元包括第一运算放大器(101)和第二运算放大器(102)，第一运算放大器(101)和第二运算放大器(102)的反相输入端接同电位，第一运算放大器(101)和第二运算放大器(102)的输出端均与各自的反相输入端之间串联有电阻；第一运算放大器(101)的输出端与第二运算放大器(102)的正相输入端之间通过并联的开关和电容连接，第二运算放大器(102)的输出端与第一运算放大器(101)的正相输入端之间通过并联的开关和电容连接。3.根据权利要求1所述的变压器电场检测装置，其特征在于，电压放大单元包括第三运算放大器(103)，第三运算放大器(103)的正相输入端和反相输入端分别串联有电阻，第三运算放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，余占清，韩文，田昊洋，杨彬，牟亚，王瀚锋，薛倩楠，王辰曦，曾嵘，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：