用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，该系统包括连接在变压器的一次侧电容分压器，连接在所述变压器的二次侧的二次侧分压器，工控机，以及报警装置。本实用新型专利技术中的电容分压器将检测变压器一次测的过电压传给工控机，以及二次侧分压器将检测变压器二次测的过电压传给工控机，如果监测的过电压信号超过门限制，则通过控制报警装置发出警报。该监测系统能够实时检测变压器的过电压，还能够将检测的过电压实时地显示，并根据设定值发出警报。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及过电压的检测，具体地指一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统。
技术介绍
钢厂精炼炉变压器是钢厂十分重要的电气设备，其一次侧线电压为35kV，二次侧线电压为380V，容量为28丽，空载电流峰值为4-5A。其绕组接法为Y_dll。当真空断路器的在空载电流峰值时，切除变压器可能会产生幅值很高的过电压，这将导致变压器过电压保护器爆炸、变压器绕组绝缘损坏等事故。由于变压器每天要频繁地进行投切操作，而且过电压的大小具有随机性和不确定性，容易造成安全隐患。因此有必要研究一种能够实时监测变压器切空变过电压大小的系统。
技术实现思路
本技术目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，该监测系统能够实时检测过电压，还能够将检测的过电压实时地显示，并根据设定的过电压值发出警报。实现本技术目的采用的技术方案是一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统包括电容分压器，连接在变压器的一次侧，用于检测变压器一次侧的切空变过电压；二次侧分压器，连接在所述变压器的二次侧，用于检测变压器二次侧的切空变过电压；工控机，包括第一数据采集卡和第二数据采集卡，所述第一数据采集卡与所述电容分压器连接，所述第二数据采集卡与二次分压器连接；以及报警装置，与所述工控机连接。进一步地，该监测系统还包括二次分压器，与所述电容分压器连接；以及第一阻抗隔离电阻，其输入端与所述二次分压器的电压输出端连接，输出端与所述第一数据采集卡连接。在上述技术方案中，所述电容分压器由多个电容串联而成。进一步地，所述电容分压器由多个电容串联而成。更进一步地，所述电容分压器的降压端连接有电压互感器，所述电压互感器的低压输出侧与所述二次分压器连接。进一步地，所述电压互感器的低压输出侧并联有电容。进一步地，该监测系统还包括第二阻抗隔离电阻，其输入端与所述二次侧分压器的电压输出端连接，输出端与所述第二数据采集卡连接。在上述技术方案中，所述第一阻抗隔离电阻和第二阻抗隔离电阻均为电压跟随器。进一步地，本技术还包括报警装置，该报警装置还包括单片机，与所述工控机连接，用于输出驱动信号；三极管，其基极与所述单片机连接；继电器，其控制电路与所述三极管的发射极连接；电源；以及警示灯，其与所述电源以及继电器的常开触点串联。进一步地，所述报警装置还包括二极管，其与所述继电器的控制电路并联；以及保护电阻，其连接在所述单片机与三极管的基极之间。本技术通过电容分压器检测变压器一次测的过电压，并将检测的电压信号通过二次分压器、第一阻抗隔离电阻后传输至工控机中的第一数据采集卡；以及通过分压器检测变压器二次测的过电压，并将检测的过电压信号通过第二阻抗隔离电阻后传输至工控机中的第二数据采集卡。数据采集卡对采集的过电压信号进行处理，如果接收到的过电压信号超过数据采集卡的门限制，则控制报警装置发出警报。此外，工控机能实时地显示监测的过电压信息，还能对采集的过电压信号进行分析，从而得出产生过电压的原因。附图说明图1为本技术用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统的结构框图；图2为图1中电容分压器的电路结构图；图3为图1中二次分压器的电路结构图；图4为图1中第一阻抗隔离电路和第二阻抗隔离的电路图；图5为图1中报警装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统包括连接在变压器100 —次侧的一次侧切空变过电压检测装置200、连接在变压器100 二次侧的二次侧切空变过电压检测装置300、工控机400、内置于工控机400中的数据采集卡和报警装置500，本实施例中使用两个数据采集卡，即第一数据采集卡401和第二数据采集卡402。其中，一次侧切空变过电压检测装置200包括电容分压器201、二次分压器202和第一阻抗隔离电路203。其中电容分压器201安装在断路器与变压器100之间用于测量变压器一次侧的切除空载变压器时的过电压，电容分压器201将采集的过电压信号经过二次分压器202和第一阻抗隔离电路203后传送给第一数据采集卡401。上述的电容分压器201由多个电容串联而成，本实施例以分压比为35/、/f :100的两个串联电容为例进行说明，如图2所示，两个电容串联后，其一端接测量母线，另一端接地。为了提高测量精度，在电容分压器201的副边串联电感L并经电压互感器降压后输出。在电压互感器低压输出侧接电容C用来补偿电压互感器的励磁电流和负载中的电感分量以减少误差。互感器附加二次绕组接电阻R为了防止铁磁谐振过电压。如图3所示，二次分压器202包括电容C1、C2电阻R1、R2和R3，其中电容C1、C2串联后与电阻R3并联后接地，电阻Rl的一端与信号输入端连接，另一端与信号输出端连接，电阻R2 —端连接于电容Cl和C2之间，另一端与信号输出端连接。本实施例所用二次分压器202为现有技术所用的电路，此处不再赘述，该二次分压器202的分压比为100 :10。本实施例中所用二次侧分压器301和二次分压器202的电路结构相同，二次侧分压器301的信号输入连接在二次侧102，信号输出经第二阻抗隔离电路302后传送给第二数据采集卡402，本实施例中二次侧分压器301的分压比为220 :10。第一阻抗隔离电路203和第二阻抗隔离电路302均为本领域常用的电压跟随器， 如图4所示，其具体结构此处不再赘述。电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，带负载能力强。本实施例中运算放大器采用Analog Device公司的AD817高速低功耗运算放大器，该放大器具有50MHz单位增益带宽，350ν/μ S转换速率，支持最大电流7. 5mA,驱动负载能力强，由它组成的电压跟随器能够满足切空变过电压监测的要求。工控机400对第一数据采集卡401和第二数据采集卡402中的过电压数据分析，若测量的过电压高于预设值，则工控机400向报警装置500发出报警信息。如图5所示，报警装置500包括单片机501、保护电阻502、三极管503、二极管504、继电器505、电源507和警示灯508。单片机501输入端通过USB接口与工控机400连接，用于接收工控机400发出的报警信息。单片机501输出的控制信号经过保护电阻502后，进入三极管503的基极，三极管503的集电极接地，发射极与二极管504的阳极连接，二极管504与继电器505的控制电路串联，二极管504起到保护继电器505的作用。继电器505的常开触点与电源507和警示灯508串联。三极管503接收单片机501的开关驱动信号后，实现对控制继电器505控制电路的控制，从而控制警示灯508的开关。通过单片机501控制三极管503的导通和关闭，以及三极管503控制警示灯508的开关，均为现有技术，此处不再一一详细说明。在对变压器的切空变过电压在线监测工作中，在变压器A、B、C三相均连接有本技术切空变过电压在线监测系统，以实现对变压器A、B、C三相的在线检测。本技术还可以将电容分压器201安装在检测现场，将二次分压器202安装在监控室内，电容分压器201与二次分压器202通过电缆连接，如此有利于监控人员在监控室内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，其特征在于，包括：?电容分压器，连接在变压器的一次侧，用于检测变压器一次侧的切空变过电压；二次侧分压器，连接在所述变压器的二次侧，用于检测变压器二次侧的切空变过电压；?工控机，包括第一数据采集卡和第二数据采集卡，所述第一数据采集卡与所述电容分压器连接，所述第二数据采集卡与二次分压器连接；以及报警装置，与所述工控机连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，其特征在于，包括 电容分压器，连接在变压器的一次侧，用于检测变压器一次侧的切空变过电压； 二次侧分压器，连接在所述变压器的二次侧，用于检测变压器二次侧的切空变过电压； 工控机，包括第一数据采集卡和第二数据采集卡，所述第一数据采集卡与所述电容分压器连接，所述第二数据采集卡与二次分压器连接；以及报警装置，与所述工控机连接。2.根据权利要求1所述用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，其特征在于，还包括 二次分压器，与所述电容分压器连接；以及 第一阻抗隔离电阻，其输入端与所述二次分压器的电压输出端连接，输出端与所述第一数据采集卡连接。3.根据权利要求2所述用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，其特征在于所述电容分压器由多个电容串联而成。4.根据权利要求3所述用于钢厂精炼炉变压器的切空变过电压在线监测系统，其特征在于所述电容分压器的降压端连接有电压互感器，所述电压互感器的低压输出侧与所述二次分压器连接。5.根据权利要求4所述用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁湘，裴云，胡诚，胡潜群，程翔，丁学杰，吴晋，袁章峰，杨晓冬，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：实用新型
国别省市：