一种变压器铁芯及夹件接地电流监测装置的制作方法

1.本实用新型属于变压器监测技术领域，具体涉及一种变压器铁芯及夹件接地电流监测装置。


背景技术：

2.电力变压器是电力系统的重要的一次设备，其安全稳定运行是电力系统安全的重要保证。电力变压器正常运行时，铁芯及夹件必须一点可靠接地。电力变压器铁芯及夹件出现两点或多点接地时，在铁芯及夹件间的不均匀电位就会在接地点间形成环流，该电流会引起铁芯局部过热，严重时会造成铁芯局部损坏，还可能使接地片熔断，导致铁芯电位悬浮，产生放电性故障，严重威胁到变压器的可靠运行。通过对变压器铁芯及夹件接地电流进行实时监测，即可直接反映出变压器是否存在铁芯及夹件两点或多点接地故障。
3.现有的变压器铁芯及夹件接地电流监测装置，对变压器铁芯及夹件接地电流进行监测，当接地电流值超过设定告警值后产生告警信息。这种方式只能知道接地电流超过告警设定值时产生的一些故障告警信息，由于故障告警信息太少，不能通过故障告警信息完全还原故障的真相，不能完全还原故障细节，不能准确分析出故障发展过程和分析出故障原因；这种方式还存在发生瞬时性接地故障时不能产生故障信息出现故障漏判问题，给后期检修及故障原因分析带来了极大的困难。


技术实现要素：

4.为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型公开了一种变压器铁芯及夹件接地电流监测装置。
5.本实用新型所述变压器铁芯及夹件接地电流监测装置，包括铁芯接地电流传感器和夹件接地电流传感器，两个电流传感器均与信号调理模块连接，所述信号调理模块的输出端连接多通道ad转换器的输入端，所述多通道ad转换器的输出端连接soc-fpga处理模块；所述soc-fpga处理模块连接有输入输出设备组，所述输入输出设备组包括光纤网络模块。
6.优选的，所述输入输出设备组还包括显示模块、无线通讯模块和键盘。
7.优选的，所述显示模块为ocmo12864-4。
8.优选的，所述无线通讯模块可以为zigbee、lora、wi-fi、4g无线传输模块中的任意一种。
9.优选的，所述信号调理模块包括两个信号调理电路，每个所述信号调理电路包括正相输入端、正相输出端、反相输入端和反相输出端，两个输入端和地之间分别并联有采样电阻和限压二极管；两个输出端之间连接有滤波电容，所述正相输入端和正相输出端之间、反相输入端和反相输出端之间分别连接有滤波电阻。
10.优选的，所述铁芯接地电流传感器和电夹接地电流传感器为ta25kl-10a/10ma。
11.优选的，所述soc-fpga处理模块为芯片gw1nsr-lv4cmg64p。
12.优选的，所述光纤网络模块为100m光纤网络模块，包括网络芯片和光纤模块，所述网络芯片为sr8201fi，所述光纤模块为afbr5803atqz。
13.优选的，所述多通道ad转换器为ads131m02。
14.本实用新型所述变压器铁芯及夹件接地电流监测装置通过对变压器铁芯及夹件接地电流监测，当发生接地故障时能自动准确地启动故障录波，完整记录发生接地故障前后及整个过程中的电流数据及波形并将故障录波文件进行存储；便于后期分析人员可根据所记录的波形，就可以准确地分析和判断变压器铁芯及夹件接地故障触发原因、故障发展过程、故障类型，从而达到接地故障不漏判，有效提高变压器的安全运行水平。
15.本实用新型设有采样值输出接口，通过100m光纤网络输出采样值，可方便地接入故障录波系统，可以通过故障录波系统具有触发记录和连续记录功能，能够完全还原故障整个过程，为故障分析增加另一途径；本实用新型可以作为采集终端广泛使用在泛在电力物联网感知层。
附图说明
16.图1为本实用新型所述变压器铁芯及夹件接地电流监测装置的一种具体实施方式示意图；
17.图2为本实用新型所述信号调理模块中信号调理电路的一种具体实施方式示意图；
18.图中附图标记名称为：gnd-地、c1-滤波电容、r1
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采样电阻、r2-滤波电阻、d1
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限压二极管，a1-正相输入端、a2-反相输入端、a3-正相输出端、a4-反相输出端。
具体实施方式
19.下面对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
20.本实用新型所述变压器铁芯及夹件接地电流监测装置，其特征在于，包括铁芯接地电流传感器和夹件接地电流传感器，两个电流传感器均与信号调理模块连接，所述信号调理模块的输出端连接多通道ad转换器的输入端，所述多通道ad转换器的输出端连接soc-fpga处理模块；所述soc-fpga处理模块连接有输入输出设备组，所述输入输出设备组包括光纤网络模块。
21.其中铁芯接地电流传感器、夹件接地电流传感器分别套在变压器铁芯、夹件接地排上用于将铁芯、夹件的接地电流进行隔离变换，输出电流信号发送至信号调理模块。在具体实施方式中，所述铁芯接地电流传感器和夹件接地电流传感器分别采用零磁通电流传感器ta25kl-10a/10ma。
22.所述信号调理模块用于将电流信号转化为电压模拟信号经过限压和低通滤波后输出到多通道ad转换器。
23.在图1和图2所示的具体实施方式中，电流信号通过正相输入端a1和反相输入端a2，经过采样电阻r1转化为低电压模拟信号，限压二极管d1为双向截止器件，起到击穿保护和限压作用，低电压模拟信号经过滤波电阻r2和滤波电容c1组成的低通滤波器低通滤波后通过正相输出端a3和反相输出端a4输出到多通道ad转换器。
24.多通道ad转换器将低电压模拟信号转换为数字信号发送给soc-fpga处理模块进
行分析处理；所述a/d转换器可以采用24位多通道同步采样a/d转换芯片型号为ads131m02。
25.soc-fpga处理模块用于处理a/d转换器输出的数字信号，所述处理过程包括通道零漂校准和比例系数校准，以及通过启动录波算法处理，发生接地故障时启动故障录波并将故障录波文件进行存储，并将处理后的采样值数据实时的输出到光纤网络；上述算法为和处理方式为本领域现有技术，在此不再赘述。
26.在一个具体实施方式中，soc-fpga处理模块为高云公司的芯片gw1nsr-lv4cmg64p，该芯片集成硬核处理器cortex-m3、片内flash大小为32mb、psram大小为64mb、逻辑单元为4608；其中fpga负责控制a/d转换器进行采样和处理数字信号，处理后的采样值数字信号一份经过内部总线传输到硬核处理器cortex-m3，一份处理后的采样值数字信号实时的输出到光纤网络；其中硬核处理器cortex-m3负责对采样值数字信号进行启动故障录波算法处理，并将故障录波文件存入flash，还负责界面显示和无线通讯。
27.图1所示的具体实施方式中，输入输出设备组还连接有oled显示屏ocmo12864-4，用于显示装置参数、电流采样值和故障录波波形；键盘输入模块用于装置参数设置和显示界面操作。
28.光纤网络模块用于输出soc-fpga处理模块a/d转换器输出的数字信号进行通道零漂校准和比例系数校准后的采样值数据；在一个具体实施方式中，所述光纤网络模块采用100m光纤网络模块，其中网络芯片为sr8201fi，网络芯片采用rmii接口与soc-fpga处理模块连接， 100m光纤模块为afbr5803atqz。无线传输模块与soc-fpga处理模块连接，所述无线传输模块用于将故障录波文件传输至泛在电力物联网；无线传输模块可以采用zigbee、lora、wi-fi、4g无线传输模块中任意一种，用于将故障录波文件传输至泛在电力物联网（ueiot ; ubiquitous electric internet of things）。
29.前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。