干式配电变压器安全运行保护仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种干式配电变压器安全运行保护仪，涉及变压器保护设备领域；目的是解决干式配电变压器由于外部或内部原因发生匝间故障时，不能及时预警的问题；主要技术方案：该保护仪包括设置于变压器高压侧的高压电压检测电路、高压电流检测电路，设置于低压侧的低压电压检测电路、低压电流检测电路，模数转换器，单片机电路，四个通道测温元件，各检测电路均与模数转换器连接，四个通道测温元件分别预埋在变压器内部的各进线端和接地端，且四个通道测温元件均与模数转换器连接，模数转换器与单片机电路连接。可以在变压器的使用寿命终止前提前警示与确认，以防止不安全运行现象的存在，保障变压器和人员的安全。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变压器保护设备领域，尤其是涉及一种干式配电变压器安全运行保护仪。
技术介绍
国内干式配电变压器随着城市规模扩大，其数量与容量都在快速增长，但目前干式配电变压器由于容量大多数均小于2000千伏安，因而均未安装电流纵差保护。特别是，干式配电变压器由于结构的原因不能安装气体继电器，因而产品在外部原因或内部原因而发生匝间短路、层间短路、对地故障时不能够及时发现故障的前期征兆。而且干式变压器对三相负荷不均衡、单相温升过高也没有单独的保护系统。尽管有的干式变压器配有温度控制仪，但由于它仅采取了温度信号对电流的缺相与三相电流不平衡，并不能够有效确定与保护，往往造成变压器寿命的提前终止。还有的变压器过负荷运行或运行系统的运行环境恶劣都给变压器自身的安全造成了潜在的危害。这些没有按国家继电保护要求GB50062-92设计规范安装匝间与相相间短路保护的设备有如下问题:一是干式配电变压器由于外部或内部原因发生匝间故障时，不能及时发现故障的初始小能量状态，从而使故障扩大至发生着火等较严重大容量短路能量状态后才能引起高压进线端的保护动作，使故障不能及早处理从而扩大化，为故障后变压器的修复造成极大的困难，特别是故障扩大化后会将上级变电站过流顶掉，给现场造成相当大的损害，给供电安全性及人身安全都造成严重损害；二是故障发生时，对故障发生时的故障能量不能及时进行分析与比对给出故障类型，并做出相对应的保护；三是针对干式变压器的特点没有一种不依赖于使用人员的能自主检测到不安全使用因素的并加以示警与提示的仪器，特别是对使用终点不能有效确定与示警。
技术实现思路
本技术的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种干式配电变压器安全运行保护仪，利用测量正常运行干式配电变压器的输入电流电压、输出电流电压，三相低压线圈的温度与铁芯温度，并通过专用模数转换电路与CPU对其进行运算，计算并比较处理其输入电压、电流，输出电压、电流，三相低压线圈的温度与铁芯温度。本技术的目的通过以下技术方案来实现:一种干式配电变压器安全运行保护仪，其特征在于，该保护仪包括设置于变压器高压侧的高压电压检测电路、高压电流检测电路，设置于变压器低压侧的低压电压检测电路、低压电流检测电路，模数转换器，单片机电路，四个通道测温元件，所述的高压电压检测电路、高压电流检测电路、低压电压检测电路、低压电流检测电路均与模数转换器连接，所述的四个通道测温元件分别预埋在变压器内部的高压绕组进线端、低压绕组进线端、铁芯接地端及绕组接地端，且四个通道测温元件均与模数转换器连接，所述的模数转换器与单片机电路连接。所述的高压电压检测电路包括一次电压互感器和二次电压互感器，所述的一次电压互感器与二次电压互感器耦合连接，所述的二次电压互感器的另一端连接模数转换器。所述的高压电流检测电路包括三个一次电流互感器和二次电流互感器，所述的三个一次电流互感器星形连接，其公共端接到模数转换器的“逻辑地”电位端，三个一次电流互感器的另一端接到二次电流互感器的一次绕组上，二次电流互感器的另一端连接模数转换器。所述的低压电压检测电路包括一次电压互感器和二次电压互感器，所述的一次电压互感器与二次电压互感器耦合连接，所述的二次电压互感器的另一端连接模数转换器。所述的低压电流检测电路包括三个一次电流互感器和二次电流互感器，所述的三个一次电流互感器星形连接，其公共端接到模数转换器的“逻辑地”电位端，三个一次电流互感器的另一端接到二次电流互感器的一次绕组上，二次电流互感器的另一端连接模数转换器。所述的四个通道测温元件均为钼热电阻。所述的单片机电路包括存储有针对所保护的变压器建立的故障数据库的存储器，用于将模数转换器输入的信号与故障数据进行比较的比较电路，用于输出跳闸信号的电路和用于输出报警信号的电路。与现有技术相比，本技术具有以下优点:1、专用于干式配电长期运行时安全防护，保证干式配电变压器在多种状态与工况下都可安全长期的运行，并对危及到变压器安全运行的三相电流不平衡超过安全运行界限、缺相、匝间短路、相间短路、高压对地放电等故障状况进行确定与测量并按要求发出保护动作信号与示警信号，并可测量低压温度、控制风机的开启，根据实际运行情况预算变压器的理论寿命。2、还能在变压器的使用寿命终止前提前警示与确认，以防止不安全运行现象的存在。附图说明图1为本技术的电路结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例如图1所示:一种干式配电变压器安全运行保护仪，该保护仪包括设置于变压器高压侧(图中AH、BH、CH侧，表示高压三相电)的高压电压检测电路、高压电流检测电路，设置于变压器低压侧(图中AL、BL、CL，表示低压三相电)的低压电压检测电路、低压电流检测电路，模数转换器，单片机电路(采用含DSP芯片的主电路，同时也包括其他配套公知的外围电路)，四个通道测温元件。高压电压检测电路、高压电流检测电路、低压电压检测电路、低压电流检测电路均与模数转换器连接，将检测到的变压器高压侧和低压侧的电压、电流发送给模数转换器进行转换。四个通道测温元件分别预埋在变压器内部的高压绕组进线端、低压绕组进线端、铁芯接地端及绕组接地端，且四个通道测温元件均与模数转换器连接，采集四个端处的温度信号，并发送给模数转换器进行转换。模数转换器与单片机电路连接，将转换后的信号发送给单片机电路，进行处理。高压电压检测电路包括一次电压互感器PTl和二次电压互感器PT1。一次电压互感器PTl与二次电压互感器PTl耦合连接，二次电压互感器PTl的另一端连接模数转换器。高压电流检测电路包括三个一次电流互感器CTl和二次电流互感器CTl。三个一次电流互感器CTl星形连接，其公共端接到模数转换器的“逻辑地”电位端，三个一次电流互感器CTl的另一端接到二次电流互感器CTl的一次绕组上，二次电流互感器CTl的另一端连接模数转换器。低压电压检测电路包括一次电压互感器PT2和二次电压互感器PT2。一次电压互感器PT2与二次电压互感器PT2耦合连接，二次电压互感器PT2的另一端连接模数转换器。低压电流检测电路包括三个一次电流互感器CT2和二次电流互感器CT2。三个一次电流互感器CT2星形连接，其公共端接到模数转换器的“逻辑地”电位端，三个一次电流互感器CT2的另一端接到二次电流互感器的一次绕组上，二次电流互感器的另一端连接模数转换器。四个通道测温元件均为钼热电阻。单片机电路包括存储有针对所保护的变压器建立的故障数据库的存储器，用于将模数转换器输入的信号与故障数据进行比较的比较电路，用于输出跳闸信号的电路和用于输出报警信号的电路。在单片机的控制程序里设定相关数据与控制过程，即针对所保护的变压器建立相关保护数据库(也称故障数据库)，其中包括高压线圈匝数、导线并联根数、每匝电阻、每匝电压、高压每匝短路反映在输入侧的电流值，低压线圈匝数、导线并联根数、每匝电阻、每匝电压、低压每匝短路反映在输入侧的电流，空载电流值、空载损耗值、负载损耗值，低压短路时反映的电压电流特征、高压短路时的电压电流特征、高压对地故障的故障特征、铁芯对地时的故障特证，缺相工作时的故障特征，三相负荷不平衡时的电流特征、缺相运行时的故障特证，温度过高时的故障特证，干式变压器寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干式配电变压器安全运行保护仪，其特征在于，该保护仪包括设置于变压器高压侧的高压电压检测电路、高压电流检测电路，设置于变压器低压侧的低压电压检测电路、低压电流检测电路，模数转换器，单片机电路，四个通道测温元件，所述的高压电压检测电路、高压电流检测电路、低压电压检测电路、低压电流检测电路均与模数转换器连接，所述的四个通道测温元件分别预埋在变压器内部的高压绕组进线端、低压绕组进线端、铁芯接地端及绕组接地端，且四个通道测温元件均与模数转换器连接，所述的模数转换器与单片机电路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹家勇，李龙才，尹大千，吴向军，牟小松，张晔，万明，严可为，曾捷，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院，
类型：实用新型
国别省市：