[发明专利]一种抗雷击电力变压器Pt100信号转换装置

说明书

（一）        技术领域

    本发明属于电力变压器温度检测领域，特别涉及一种抗雷击电力变压器Pt100信号转换装置。

（二）        背景技术

电力变压器配备温度检测装置能有效防止变压器因温度过高而引发事故，同时还能促进对变压器使用的科学管理，从而有效延长变压器的使用寿命。目前，电力变压器的温度检测传感器大都采用Pt100铂电阻温度传感器。金属铂的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的这种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω，电阻变化率约为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200~650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计供计量和校准使用。

Pt100传感器就是利用铂电阻的阻值随温度变化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温的温度传感器，Pt100是一种广泛应用的温度测量元件,在-200℃~600℃的范围内具有精度高、稳定性好等优点。

Pt100的温度/阻值对应关系为：     （1）-200℃<t<0℃时，R_Pt100=100[1+At+Bt²+Ct³（t-100）] 

（2）0℃≤t≤850℃时，R_Pt100=100（1+At+Bt²） 

式中，A=3.90802×10^-3；B=-5.80×10^-7；C=4.2735×10^-12。

从上面的公式可以看出，Pt100温度传感器的阻值随温度升高而增大，呈现近似线性的关系，但不是绝对的线性关系，而且温度越高线性度越差。

由于Pt100传感器随温度变化的是电阻值，一般需要将其转换成电压或电流信号以方便使用。转化成电压信号使用的优点是信号好处理，缺点是长距离传输信号有衰减，且相对易受干扰；转换成电流使用使用的优点是可以长距离传输，在后端处理设备的输入端电压没有衰减，抗干扰能力相对比电压信号强；因此很多工业现场Pt100信号传送都采用4~20mA电流，用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，到接收端再将电流信号转换为电压信号，以减少传输导线阻抗对信号的影响和传输途径对信号的干扰，实现了长距离可靠传输。

电力变压器的温度监测大都采用Pt100作为温度传感器，采用4~20mA电流作为传输信号，测温范围为0℃~160℃或0℃~200℃。目前电力变压器Pt100信号转换装置大都采用的信号处理模式为，Pt100热电阻经Pt100信号采集电路转换为电压信号，通过放大、调理后经A/D（模/数）转换电路转换为数字信号，再由单片机或DSP芯片通过软件编程、采用查表等方式实现对Pt100传感器的非线性补偿，补偿后的数字信号经D/A（数/模）转换电路转换为电压信号，再经V/I（电压/电流）转换电路转换为4～20mA电流信号。

（三）        发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种抗干扰能力强、可靠性高的抗雷击电力变压器Pt100信号转换装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种抗雷击电力变压器Pt100信号转换装置，包括连接电力变压器内Pt100温度传感器的线路，其特征在于：所述线路上安装雷电保护电路和Pt100温度采集电路，Pt100温度采集电路和非线性补偿电路相互连通，非线性补偿电路连通4~20mA电流产生电路，AC-DC电源电路分别连通非线性补偿电路和4~20mA电流产生电路。

本发明利用模拟校准电路补偿Pt100温度传感器的非线性,全部信号转换功能完全由模拟电路实现，转换后的输出信号稳定性好，抗干扰能力强，可靠性高。发生故障时可直接带电插拔，在不停电条件下进行更换，可有效减小电力变压器的计划外停电时间，缩短故障维修时间。

本使用新型硬件采用模块化设计，装置内部采取了多项雷电保护措施，能抑制来自信号线以及电源线上的感应雷电波，具备雷电冲击自恢复功能，可有效提高电力变压器的平均无故障运行时间。