一种干式空心电抗器在线监测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种干式空心电抗器在线监测装置及检测方法，包括：数据采集模块、后台控制模块；所述数据采集模块包括取能CT、罗氏线圈、就地采集板，用来采集干式空心电抗器各个星架臂的电流，并根据采集到的各星架臂电流计算出对应的裂相横插算法矩阵；所述后台控制模块包括台式电脑模块、后台控制板模块，为根据数据采集模块传输过来的空心电抗器各星架臂数据和对应的裂相横插算法矩阵对电抗器进行匝间短路及断线故障识别和判断，并在识别出故障后及时发出故障信号并报警，以便对电抗器匝间电路及断线故障及时进行控制，并且可以在装置后台对故障数据进行查询，可大致确认出现匝间短路或断线故障的位置。间短路或断线故障的位置。间短路或断线故障的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种干式空心电抗器在线监测装置及检测方法


[0001]本专利技术属于电力系统保护领域，涉及电抗器故障防护领域，特别涉及一种新型的干式空心电抗器匝间短路及断线故障在线监测识别装置及检测方法。

技术介绍

[0002]就现阶段的发展而言，行业内的在线监测装置根据在线监测装置的监测内容可以大致分为三种，即基于温升、基于磁场探测和基于电流特征测量的干式空心电抗器动态监测装置。其中基于温升的在线监测装置对产品寿命造成影响本高，实施复杂，推广难度高；基于磁场探测在线监测装置不能直接体现产品故障参数的变化，而且易受变电站电磁干扰的影响；基于电流特征测量的在线监测装置检测灵敏度偏低，且对于断线等对损耗影响不大的故障识别适用性低。
[0003]本专利技术的在线监测装置属于基于电流特征测量的在线监测装置，但本专利技术选用更优越的电流采集方案，增加了电流采集点的数量，优化了故障判断识别算法，提高了装置灵敏度。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种干式空心电抗器在线监测装置及检测方法。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种干式空心电抗器在线监测装置，包括：数据采集模块、后台控制模块，数据采集模块、后台控制模块通过无线通讯连接；所述数据采集模块包括取能CT、罗氏线圈、就地采集板，其中取能CT套在电抗器的进线母排上，罗氏线圈套在空心电抗器的星架臂上，用来采集干式空心电抗器各个星架臂的电流，并根据采集到的各星架臂电流计算出对应的裂相横插算法矩阵；所述就地采集板包括板卡，电流积分器、和放大电路模块，所述电流积分器、和放大电路模块通过数模转换芯片模块连接主芯片模块，主芯片模块连接ZigBee无线通讯模块，然后通过无线通讯传输至后台控制板模块；所述后台控制模块包括台式电脑模块、后台控制板模块，为根据数据采集模块传输过来的空心电抗器各星架臂数据和对应的裂相横插算法矩阵对电抗器进行匝间短路及断线故障识别和判断，并在识别出故障后及时发出故障信号并报警，以便对电抗器匝间电路及断线故障及时进行控制；所述后台控制板模块包括后台控制板，用来判断识别电抗器故障并发出故障信号和报警。
[0006]进一步地，所述罗氏线圈通过罗氏线圈安装外壳固定在空心电抗器的星架臂上，罗氏线圈安装外壳包括安装外壳和固定螺栓，罗氏线圈卡在外壳凹槽内。
[0007]所述就地采集板的板卡通过取能CT搭配电源模块提供电源输入，罗氏线圈采集到的空心电抗器电流信号由下方端子进入板卡。
[0008]所述就地采集板通过自带的安装孔和取能CT的配套电源模块一起通过螺栓固定在控制机箱底部的绝缘板上，绝缘板使用螺栓固定在控制机箱内。
[0009]后台控制板模块的台式电脑包含7个页面，即主页面、定值设置页面、数据图表页面、电流图表页面、数据归档页面、SOE查询页面和联系页面本专利技术还提供了一种干式空心电抗器在线监测装置的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1: 将罗氏线圈通过罗氏线圈安装外壳套在干式空心电抗器的星架臂上，采集干式空心电抗器各个星架臂的电流；S2: 罗氏线圈采集的电流信号进入就地采集板后先经过电流积分器和放大电路模块做初步的信号还原，然后经过数模转换芯片模块做数模转换后进入主芯片模块，对数据进行处理并计算相应的裂相横插算法矩阵；S3：后台控制模块的后台控制板通过ZigBee无线通讯模块从数据采集模块接收到S2得到的裂相横插算法矩阵后，将其输送到主芯片内，进行电抗器匝间短路及断线故障识别判断。
[0010]进一步地，所述S1中设置8个星架臂，所述S2中，计算相应的裂相横插算法矩阵过程如下：实时测得其八个星架臂的电流数据，记为I1、I2、I3......I7、I8。对于这八个电流数据，使其两两之间互相做比，即可得到针对此组电流数据的实时裂相横插算法矩阵Q[i][j]，即：Q[i][j]=Ii/Ij（i≤j且i≤8，j≤8）进一步地，所述S3中电抗器匝间短路及断线故障识别判断过程如下：后台控制板接收到两个相隔故障判断时限T的裂相横插算法矩阵Q1[i][j]和Q2[i][j]后，先逐项计算两个矩阵的变化率D[i][j]，即：D[i][j]=(Q2[i][j]‑
Q1[i][j]) / Q1[i][j]（i≤j且i≤8，j≤8）若某一项变化率超过故障识别定值D，即存在D[i][j]>D，则装置判断此电抗器出现匝间短路或断线故障。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益之处为：1、本专利技术可以对四星臂、六星臂、八星臂的干式空心电抗器各星架臂电流进行实时动态监测，将这些电流数据实时显示在装置后台；可以对电抗器的正常工作状态和匝间短路或断线故障状态进行识别，并发出故障信号和报警信息；可以在装置后台对故障数据进行查询，大致确认出现匝间短路或断线故障的位置，方便对干式空心电抗器匝间短路或断线故障进行排查；监测系统和后台控制部分使用无线连接，可以远程监测，避开了场地和环境的限制；2、本专利技术属于基于电流特征测量的在线监测装置，但本专利技术选用更优越的电流采集方案，增加了电流采集点的数量，优化了故障判断识别算法，提高了装置灵敏度。
附图说明
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0013]图1为罗氏线圈外壳3D模型；
图2为就地采集板结构图；图3为控制机箱底部绝缘板开孔图；图4为控制机箱结构图；图5为后台界面主页面；图6为后台界面定值设置页面；图7为后台界面数据图表页面；图8为后台界面电流图表页面；图9为后台界面数据归档页面；图10为后台控制板结构图；图11为后台控制板挡条3D模型；图12为本干式空心电抗器在线监测装置系统图；图13为就地采集板积分放大电路原理图；图14为就地采集板无线传输部分原理图；图15为后台控制板故障信号输出电路；图中，1、罗氏线圈安装外壳，2、安装外壳，3、固定螺栓，4、外壳凹槽。
具体实施方式
[0014]下面未述及的相关
技术实现思路
均可采用或借鉴现有技术。
[0015]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0016]实施例1本专利技术提供了一种干式空心电抗器在线监测装置，主要针对识别干式空心电抗器的匝间短路及断线故障，此装置包含两大模块，即数据采集模块和后台控制模块。根据电抗器的结构特点和两个模块的功能不同，这两个模块在电抗器现场分开安装，二者通过无线通讯连接起来。下面对这两个模块在本空抗在线监测装置中的功能和在电抗器现场的安装环境做详细描述。
[0017]此空心电抗器在线监测装置的数据采集模块的主要功能为采集干式空心电抗器各个星架臂的电流，并根据采集到的各星架臂电流计算出对应的裂相横插算法矩阵。数据采集模块所包含的元器件有三种，即取能CT、罗氏线圈和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干式空心电抗器在线监测装置，包括：数据采集模块、后台控制模块，据采集模块、后台控制模块通过无线通讯连接，其特征在于：所述数据采集模块包括取能CT、罗氏线圈、就地采集板，其中取能CT套在电抗器的进线母排上，罗氏线圈套在空心电抗器的星架臂上，用来采集干式空心电抗器各个星架臂的电流，并根据采集到的各星架臂电流计算出对应的裂相横插算法矩阵；所述就地采集板包括卡板，电流积分器、和放大电路模块，所述电流积分器、和放大电路模块通过数模转换芯片模块连接主芯片模块，主芯片模块连接ZigBee无线通讯模块，然后通过无线通讯传输至后台控制板模块；所述后台控制模块包括台式电脑模块、后台控制板模块，为根据数据采集模块传输过来的空心电抗器各星架臂数据和对应的裂相横插算法矩阵对电抗器进行匝间短路及断线故障识别和判断，并在识别出故障后及时发出故障信号并报警，以便对电抗器匝间电路及断线故障及时进行控制；所述后台控制板模块包括后台控制板，用来判断识别电抗器故障并发出故障信号和报警。2.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器在线监测装置，其特征在于：所述罗氏线圈通过罗氏线圈安装外壳（1）固定在空心电抗器的星架臂上，罗氏线圈安装外壳（1）包括安装外壳（2）和固定螺栓（3），罗氏线圈卡在外壳凹槽（4）内。3.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器在线监测装置，其特征在于：所述就地采集板的板卡通过取能CT搭配电源模块提供电源输入，罗氏线圈采集到的空心电抗器电流信号由下方端子进入板卡。4.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器在线监测装置，其特征在于：所述就地采集板通过自带的安装孔和取能CT的配套电源模块一起通过螺栓固定在控制机箱底部的绝缘板上，绝缘板使用螺栓固定在控制机箱内。5.根据权利要求1所述的一种干式空心电抗器在线监测装置，其特征在于：后台控制板模块的台式电脑包含7个页面，即主页面、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天博，葛志杰，韩雪峰，刘磊，张维宁，周利兵，张飞，李龙飞，杜兆广，温锦韬，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：