[发明专利]一种变压器绕组分布式直流偏磁监测系统

说明书

本发明公开了一种变压器绕组分布式直流偏磁监测系统，包括单片机系统、电能管理模块、通讯管理模块和磁通门电流传感器，采用电流互感器直接从高压测感应电流，经过滤波、整流后供给系统工作，高压线缆电流达到最大工作电流时，由于检测系统实际工作电流远小于高压线缆最大电流时互感器感应副边电流，通过配备能源消耗电路将多余的电能消耗掉，为应对高压线缆长期工作电流较小的场景，采用超级电容储能，通过超级电容给监测系统供电，磁通门电流传感器采用多点零磁通技术系统，多点零磁通技术系统包括激磁模块，激励磁通闭环控制模块以及多磁通闭环控制模块。本发明可对高压电缆进行实时监控，保障电网安全运行、提升电网智能化水平。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体来说，涉及一种变压器绕组分布式直流偏磁监测系统。

背景技术

我国能源与负荷中心具有东西部分布不均衡的特点，西电东送是我国能源布局的主要战略方针。宾金、宁绍两大直流分别于2014和2016年投运，在调试发现直流工程(尤其是宾金直流)对浙江电网直流偏磁影响巨大，浙江公司通过系统的直流偏磁测试、仿真、治理工作，基本控制了变电站的直流偏磁水平。但近年来随着浙江电网新建站点的增加、电网拓扑结构改变及部分直流偏磁抑制装置的缺陷多发，浙江电网的直流偏磁电流分布发生了较大的变化，也发生多起直流偏磁导致的设备故障。目前对于自耦变的高压绕组直流偏磁处于无法测试、无法准确评估、无法有效治理的“三无状态”，存在巨大的安全风险。因此有必要开展电力变压器直流偏磁监测方式的研究，开发针对自耦变和三圈变都适用的分布式监测系统，并开展电网直流偏磁治理跟踪与全面评估工作，确保及时有效开展直流偏磁治理。项目对于保障电网安全运行、提升电网智能化水平具有非常重要的意义。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器绕组分布式直流偏磁监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种变压器绕组分布式直流偏磁监测系统，包括单片机系统、电能管理模块、通讯管理模块和磁通门电流传感器，具体如下：电能管理模块：采用电流互感器直接从高压测感应电流，经过滤波、整流后供给系统工作，高压线缆电流达到最大工作电流时，电源模块需要可以长期运行，由于检测系统实际工作电流远小于高压线缆最大电流时互感器感应副边电流，通过配备能源消耗电路将多余的电能消耗掉，为应对高压线缆长期工作电流较小的场景，采用超级电容储能，通过超级电容给监测系统供电；

单片机系统：用于对磁通门电流传感器和电能管理模块的数据存储、计算和控制，用于通过通讯管理模块与管理终端建立数据传输；

通讯管理模块：用于与管理终端进行数据交互；

磁通门电流传感器：磁通门电流传感器采用多点零磁通技术系统，多点零磁通技术系统包括激磁模块，激励磁通闭环控制模块以及多磁通闭环控制模块，待测电路中的待测电流Id产生直流磁通、交流磁通以及高频磁通，激磁振荡器向激磁单元输出预设频率的交变电压信号以激励激磁单元产生激励磁通。激励磁通对待测电流Id产生的直流磁通进行检测，并输出与直流磁通对应的直流磁通信号，激励磁通闭环控制模块对激磁单元产生的激励磁通进行检测，并在激励磁通周围产生激磁补偿磁通，激磁补偿磁通与激励磁通相互叠加，叠加后的激磁叠加磁通穿过与其磁感线垂直平面的磁通量为零，实现了激磁磁通的零磁通闭环控制，多磁通闭环控制模块对待测电流Id产生的直流磁通、交流磁通以及高频磁通进行检测，并在待测电路的周围产生多磁通补偿磁通，多磁通补偿磁通与待测电流Id产生的磁通相互叠加，叠加后的多磁通叠加磁通穿过与其磁感线垂直平面的磁通量为零，实现了直流磁通、交流磁通以及高频磁通的零磁通闭环控制。

进一步的，所述超级电容由正极镍集电极、负极镍集电极、聚四氟乙烯载体和聚丙烯电池隔膜组成，所述聚丙烯电池隔膜设于正极镍集电极、负极镍集电极之间，所述正极镍集电极、负极镍集电极的外侧均设有聚四氟乙烯载体。