變壓器鐵芯接地電流在線監測系統的製作方法
2023-12-03 19:51:21
變壓器鐵芯接地電流在線監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，包括：電流傳感器組、第一採樣電路、第二採樣電路、第三採樣電路、第四採樣電路、第五採樣電路、第六採樣電路、單片機、ARM處理器和伺服器。本實用新型提供的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，將測量範圍進行分段採樣，使得分段採樣的線性度控制在0.02％以內。
【專利說明】變壓器鐵芯接地電流在線監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力設備【技術領域】，具體涉及變壓器鐵芯接地電流在線監測系統。
【背景技術】
[0002]迄今為止，已經提出了各種類型的用於監測變壓器鐵芯接地電流的系統。但是這類系統的鐵芯接地電流監測範圍小，均為毫安級電流量程，監測精度不一致，線性度差。在這種現有的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統中，為了能監測鐵芯接地電流值的準確性，對變壓器鐵芯接地電流正常值的一段範圍內通過高精度採樣傳感器整定為滿足測量精度的線性度，在該範圍外的測量精度均出現明顯的線性度下降，即使通過軟體補償的方式也無法滿足測量精度要求，無法滿足在線監測替代定期檢修實現狀態檢修的要求。
實用新型內容
[0003]本實用新型提供的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，用於解決通過硬體測量的方式提高線性度的問題。
[0004]本實用新型提供的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，包括:電流傳感器組、第一採樣電路、第二採樣電路、第三採樣電路、第四採樣電路、第五採樣電路、第六採樣電路、單片機、ARM處理器和伺服器；
[0005]所述電流傳感器組安裝於變壓器鐵芯接地排，所述電流傳感器組分別通過第一採樣電路、所述第二採樣電路、所述第三採樣電路、所述第四採樣電路、所述第五採樣電路和所述第六採樣電路連接所述單片機，所述單片機連接所述ARM處理器，所述ARM處理器連接所述伺服器；所述單片機將來自於所述電流傳感器組的模擬電信號轉換為數字電信號後輸入至所述ARM處理器，所述ARM處理器通過232調試接口將所述數字電信號輸送至所述伺服器。
[0006]進一步,所述第一採樣電路採用0.07mA至0.7mA的採樣電路、所述第二採樣電路採用0.7mA至7mA的採樣電路、所述第三採樣電路採用7mA至70mA的採樣電路、所述第四採樣電路採用70mA至10mA的採樣電路、所述第五採樣電路採用10mA至100mA的採樣電路、所述第六採樣電路採用100mA至1000mA的採樣電路。
[0007]進一步，所述電流傳感器組採用一匝穿芯式零磁通無源式傳感器。
[0008]進一步，所述ARM處理器的232調試接口通過光纖收發器與所述伺服器相連。
[0009]進一步，所述單片機的信號輸出端通過異步收發傳輸器與所述ARM處理器相連。
[0010]進一步，所述ARM處理器的上表面設有溫度監測器。
[0011 ] 進一步，所述溫度監測器連接所述伺服器並向所述伺服器發送報警信號。
[0012]本實用新型提供的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，將測量範圍進行分段採樣，使得分段採樣的線性度控制在0.02%以內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖；
[0014]圖1為本實用新型實施例的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統的電路結構圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例的採樣電路的電路結構圖。
【具體實施方式】
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[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0017]圖1為本實用新型實施例的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統的電路結構圖，如圖1所示，本實用新型提供的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，包括:用於測量變壓器的鐵芯接地洩漏電流並用於發送鐵芯接地洩漏電流模擬量信號的電流傳感器組2、第一採樣電路701、第二採樣電路702、第三採樣電路703、第四採樣電路704、第五採樣電路705、第六採樣電路706、單片機3、ARM處理器4和伺服器6 ；
[0018]所述電流傳感器組2安裝於變壓器鐵芯I的接地排，所述電流傳感器組2分別通過第一採樣電路701、所述第二採樣電路702、所述第三採樣電路703、所述第四採樣電路704、所述第五採樣電路705和所述第六採樣電路706連接所述單片機3，所述單片機3連接所述ARM處理器4，所述ARM處理器4的232調試接口通過光纖收發器5連接所述伺服器6 ;所述單片機3將來自於所述電流傳感器組2的模擬電信號轉換為數字電信號後通過異步收發傳輸器(UART, Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)輸入至所述 ARM 處理器4，所述ARM處理器4通過232調試接口將所述數字電信號輸送至所述伺服器6，伺服器6通過IXD顯示器顯示變壓器鐵芯接地電流的帶有時標的狀態信息。
[0019]其中，第一採樣電路701採用0.07mA至0.7mA的採樣電路、所述第二採樣電路702採用0.7mA至7mA的採樣電路、所述第三採樣電路703採用7mA至70mA的採樣電路、所述第四採樣電路704採用70mA至10mA的採樣電路、所述第五採樣電路705採用10mA至100mA的採樣電路，所述第六採樣電路706採用100mA至1000mA的採樣電路，對每個通道單獨調節測量精度，這樣分段範圍調節都可以以0.5%的精度標準去執行。電流傳感器組2通過五芯電纜作為傳輸介質將模擬信號傳輸至單片機3，其中五芯電纜包括了三芯鐵芯接地電流信號線和兩芯電源線，鐵芯電源和信號線有一芯是共地，所以鐵芯接地電流信號是分別從兩芯分別傳送，一芯是和第一採樣電路701、所述第二採樣電路702、所述第三採樣電路703相連，另一芯是和所述第四採樣電路704、所述第五採樣電路705、所述第六採樣電路706相連。
[0020]圖2為本實用新型實施例的採樣電路的電路結構圖，如圖2所示，第一採樣電路701、所述第二採樣電路702、所述第三採樣電路703、所述第四採樣電路704、所述第五採樣電路705和所述第六採樣電路706均採用I/V轉換電路7001 (電流/電壓轉換電路)與負反饋電路7002相連的形式，I/V轉換電路7001將接收到的電流模擬信號傳入負反饋電路7002，以便進行諸如像放大和檢測、精度調節整定這樣的處理，保證電流測量值的精度控制在0.2%以內。
[0021]所述電流傳感器組2採用一匝穿芯式零磁通無源式傳感器。電流傳感器組2包括量程範圍為0.1mA至70mA的第一電流傳感器和量程範圍為ImA至1A的第二電流傳感器，分別用於小電流和大電流的分離測量。所述第一電流傳感器和所述第二電流傳感器均採用一匝穿芯式零磁通無源式傳感器。232調試接口指串行通信接口，符合美國電子工業聯盟(EIA)制定的串行數據通信的接口標準。光纖收發器採用型號為5IP113C的光纖通信晶片，光纖通信作為ARM處理器與伺服器的通信方式，滿足遠距離傳輸變壓器鐵芯接地電流信息，提高通信在變電站強電場環境中的抗幹擾性，因此可以保持與安裝在變電站保護室的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統後臺伺服器的滿意通信。單片機3採用CoteX-M3處理器，單片機3用於對採樣通道的電流模擬信號的過零點採集、AD轉換和通信。ARM處理器4是Acorn計算機有限公司設計的一款RISC微處理器，ARM處理器4用於對電流數位訊號中值濾波、過載判斷、存儲和通信，並提供與伺服器連接的232調試接口。
[0022]進一步，所述ARM處理器的上表面設有溫度監測器，所述溫度監測器連接所述伺服器並向所述伺服器發送報警信號。溫度監測器用於檢測ARM處理器的溫度，當溫度監測器檢測出溫度超過設定閾值時，說明此時監測單元溫度過高，溫度監測器向伺服器發送報警信號，工作人員可以根據報警信號利用伺服器關閉監測單元。
[0023]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，包括:電流傳感器組、第一採樣電路、第二採樣電路、第三採樣電路、第四採樣電路、第五採樣電路、第六採樣電路、單片機、ARM處理器和伺服器； 所述電流傳感器組安裝於變壓器鐵芯接地排，所述電流傳感器組分別通過第一採樣電路、所述第二採樣電路、所述第三採樣電路、所述第四採樣電路、所述第五採樣電路和所述第六採樣電路連接所述單片機，所述單片機連接所述ARM處理器，所述ARM處理器連接所述伺服器；所述單片機將來自於所述電流傳感器組的模擬電信號轉換為數字電信號後輸入至所述ARM處理器，所述ARM處理器通過232調試接口將所述數字電信號輸送至所述伺服器。
2.根據權利要求1所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述第一採樣電路採用0.07mA至0.7mA的採樣電路、所述第二採樣電路採用0.7mA至7mA的採樣電路、所述第三採樣電路採用7mA至70mA的採樣電路、所述第四採樣電路採用70mA至10mA的採樣電路、所述第五採樣電路採用10mA至100mA的採樣電路、所述第六採樣電路採用100mA至1000mA的採樣電路。
3.根據權利要求1所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述電流傳感器組採用一匝穿芯式零磁通無源式傳感器。
4.根據權利要求1所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述ARM處理器的232調試接口通過光纖收發器與所述伺服器相連。
5.根據權利要求1所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述單片機的信號輸出端通過異步收發傳輸器與所述ARM處理器相連。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述ARM處理器的上表面設有溫度監測器。
7.根據權利要求6所述的變壓器鐵芯接地電流在線監測系統，其特徵在於，所述溫度監測器連接所述伺服器並向所述伺服器發送報警信號。
【文檔編號】G01R19/25GK204188699SQ201420561735
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月27日 優先權日:2014年9月27日
【發明者】史屹, 張軍茹, 許飛, 史銀梁, 鄧學偉, 田磊 申請人:上海精鼎電力科技有限公司, 阜陽三環電力工程有限公司