[发明专利]一种变压器铁心接地电流监测就地模块及监测方法

说明书

本发明公开一种变压器铁心接地电流监测就地模块及监测方法，属于电力领域。监测装置包括传感器、传感器接口、采样模块、控制器、通信模块、限流电阻投切控制模块接口，传感器接口包括适配不同类型传感器的RS485接口、电压输出型接口和4‑20mA输出型接口，代替原有的铁心接地电流监测IED等过程层设备，减少智能终端和IED到设备的距离和接线。监测方法采用一种改进背景值计算方法的接地电流预测算法，解决了传统算法用直边梯形面积代替曲边梯形面积而使预测准确度下降的问题，方法简单易实现，不占用更多的软硬件资源，即可提高装置的智能化水平和可靠性。

技术领域

本发明涉及电力领域，具体是一种变压器铁心接地电流监测就地模块及监测方法。

背景技术

变压器铁心接地电流≥100mA时，铁心可能发生了多点接地，由此可能导致铁心甚至变压器过热、夹件碳化、铁心烧毁以及接地线烧毁等故障，进而威胁变压器乃至整个电网的安全运行，因此必须对铁心接地电流加以监测。

目前，变电站中对铁心接地电流进行监测通常是采用监测IED等过程层设备，但装置种类多样、接口各异、安装尺寸及方式不同，体积也较大；现有设备通常只能适配单一类型的传感器，通用性不高；监测IED还存在硬件故障率高、软件缺陷多等问题，运行可靠性较差；监测IED与合并单元、智能终端等其他设备布置在智能控制柜中，存在与一二次设备之间的电缆或光纤布线距离长、柜中布线密集等缺陷，给调试和运维检修带来很多困难。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种变压器铁心接地电流监测就地模块及监测方法，多种类型传感器接口一体化设计，适配多种输出类型的铁心接地电流传感器，具有较强的通用性；通过配置过压保护单元、智能自运维单元、传感器故障判断单元、接地电流预测单元，提高装置的运行可靠性，由被动检修变为主动防御，减少调试和运维工作量。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种变压器铁心接地电流监测就地模块，包括传感器、传感器接口、采样模块、控制器、通信模块、限流电阻投切控制模块接口，传感器接口与铁心接地电流传感器和/或夹件接地电力传感器相连，包括适配不同类型传感器的RS485接口、电压输出型接口和 4-20mA输出型接口，RS485接口与控制器相连，电压输出型接口和4-20mA输出型接口通过采样模块与控制器相连，控制器通过通信模块与变电站辅助设备集中监控系统相连，通信模块包括无线通信模块和IEC61850通信模块，控制器包括相连的控制器I和控制器II，控制器I内设有智能自运维单元、传感器故障判断单元，控制器II内设有接地电流预测单元，限流电阻投切控制模块接口与控制器I相连。

进一步的，采样模块包括过压保护单元、双运放信号调理电路和AD转换芯片，双运放信号调理电路包括双路运算放大器，分别适用于4-20mA输出型接口和电压输出型接口，双运放信号调理电路与AD转换芯片相连，AD转换芯片与控制器相连，4-20mA输出型接口与双运放信号调理电路相连，过压保护电路连接在电压输出接口与双运放信号调理电路之间。

进一步的，4-20mA输出型接口与双运放信号调理电路、过压保护电路与双运放信号调理电路之间均设有负责切换的0欧姆电阻。

进一步的，过压保护电路中设有二进制乘法数模转换器，控制器根据采集信号的大小，调整二进制乘法模数转换器的输入参数，将信号调理单元的输出进行限定。

进一步的，监测就地模块还包括与控制器相连的人机交互模块，人机交互模块包括数码管、薄膜按键和LED灯，数码管用于显示就地模块的IP地址，通过薄膜按钮修改IP地址。

进一步的，IEC61850通信模块包括LC光模块和电网口，自适应和自识别 LC光口和电网口两种通信方式。

本发明还公开了一种变压器铁心接地电流监测方法，包括以下步骤：

S01)、将传感器安装在变压器油箱上，铁心或夹件接地铜排穿过传感器的中心孔，传感器采集铁心/夹件接地电流；