[发明专利]差动式电力电抗器故障在线监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电抗器故障检测装置，尤其涉及一种差动式电力电抗器故障在线监测仪。 

 

背景技术

大型空心电力电抗器在无功补偿和高压绝缘配合等方面起着不可或缺的作用。多数电抗器均由数个线圈绕组叠套而成，每个绕组则由若干根相互绝缘的粗导体并联而成。电抗器长期工作在高电压环境，而且电流大，发热显著。因此，电抗器经常出现局部放电、绕组过电流熔断等故障。这些故障严重影响到电力系统的安全和稳定。

已有文献表明，电力电抗器故障检测方法有：电阻值和电抗值测量法、电流测量法、温度测量法、红外摄像法。

测量电阻值和电抗值法比较直接。但电抗器整体的电阻在未出现故障前就已经很小，加之导体数量较多，在故障之后，电阻值变化很小；电抗器各个绕组之间由于存在磁链，电抗值在故障前后的整体差异变化也很小。因此，测量电阻值和电抗值的方法和测量电抗器整体电流的方法都存在较大困难。

在电抗器上端设置温度互感器矩阵，通过测量电抗器的温度，就可以分析出故障的位置。但是，温度互感法有以下缺点：1.温度信号在故障前后变化差异微弱，而且在现场受到极强的电磁干扰；2.温度信号变化缓慢，时时性很差;3.温度还受到气候、光照、风速等诸多因素的影响，很不准确。

红外摄像法能直观、快速地获得温度热点。但由于电抗器的叠套结构，红外相机只能测量最外层绕组的温度分布，而不能测量其它内部绕组的温度分布，而且红外相机成本高，测量时劳动强度大。

因此，有必要开发反应迅速，灵敏可靠的检测仪器，以提高电力系统的稳定性和可靠性。

 

发明内容

为了克服现有的时时性、准确性差等缺点,本发明提供了一种反应迅速，灵敏可靠的的差动式电力电抗器故障在线监测仪。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：差动式电力电抗器故障在线监测仪，包括电流互感器、比例放大单元和数据采集处理单元；

所述比例放大单元包括可调电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、电阻R4、可调电阻R5、可调电阻R6、电阻R7、可调电阻R8和运算放大器；所述可调电阻R1的一端与可调电阻R2的一端连接，可调电阻R2的另一端接地，所述电阻R4的一端与可调电阻R1的一端连接，电阻R4的另一端与运算放大器的反向输入端连接；所述可调电阻R5的一端与可调电阻R6的一端连接，可调电阻R6的另一端接地，所述电阻R7的一端与可调电阻R5的一端连接，电阻R7的另一端与运算放大器的反向输入端连接；所述电阻R3的一端与电阻R4和电阻R7的另一端连接，电阻R3的另一端与运算放大器的输出端连接；所述可调电阻R8的一端与运算放大器的同向输入端连接，可调电阻R8的另一端接地；

电抗器的每个汇流铝排分支上各套有一个电流互感器，所有电流互感器中分别按两种电流互感器为一组，每组中的两个电流互感器的二次出线极性相反，各组电流互感器分别与一个比例放大单元连接；每组电流互感器中的一个电流互感器的信号输出端与对应的比例放大单元中的可调电阻R1的另一端连接，另一个电流互感器的信号输出端与对应的比例放大单元中的可调电阻R5的另一端连接；

所述数据采集处理单元包括A∕D转换器和处理单元CPU；每个比例放大单元中的运算放大器的信号输出端连接A∕D转换器，A∕D转换器的输出信号输入处理单元CPU进行采样、判断并输出判断结果。

作为本发明的一种优选方案，所述处理单元CPU上连接一故障报警器。

与现有技术（电阻、电抗、电流值检测法和温度分布检测法）相比，本发明的差动式电力电抗器故障在线监测仪具有以下优点：

1、本发明的差动式电力电抗器故障在线监测仪，抗电磁干扰能力极强。由于在故障前后的温差信号本身比较微弱，而电抗器多处于变电站等强干扰区，因此受到的电磁干扰极强。然而，本发明中的电抗器线圈中的电流在正常时相互平衡抵消，在故障时直接测量差动电流值，有很高的信噪抑制比。

2、本发明的差动式电力电抗器故障在线监测仪，时时性好，响应迅速。温度检测法中，在线圈断线前后，线圈电流重新分配引起一定的温度变化；但变化缓慢，时时性差。本发明中直接监测电流分配，时时性好，响应迅速。

3、本发明的在线监测仪，不受环境非电干扰，可靠性高。温度检测法中，测量温度与环境的温度、风速、光照等有关，可靠性低。而本发明中直接监测电流重新分配的不平衡程度，与环境情况关系很小，可靠性高。