CN203164343U - 一种主变差动保护带负荷检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主变差动保护带负荷检测设备，所述设备包括：与主变差动保护相连，将所述主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号的电流变送器；与所述电流变送器相连，获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字电压信号的模数转换装置；与所述模数转换装置相连，依据所述模数转换装置所转换的数字电压信号，计算所述主变差动保护的差动电流的处理器。本实用新型无需人工进行大量复杂的计算和分析，避免了人为造成的差动电流的误差，提高了主变差动保护带负荷检测的准确性和效率。

Description

一种主变差动保护带负荷检测设备

技术领域

本实用新型涉及差动保护技术领域，更具体的说是涉及一种主变差动保护带负荷检测设备。

背景技术

如今，主变压器（简称主变）作为变电站必要的供气设备，对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。当主变压器绕组内部及其引出线上的各种相间短路故障，以及主变压器单相匝间短路故障时，通常是通过主变差动保护断开对应的故障设备与电源的连接，从而避免所述故障对电力系统安全稳定运行造成的重大影响，因此，主变差动保护已经成为主变压器的主保护装置。

但是，在实际工作中，尤其是在完成新增或更换主变压器各侧的电流互感器、更改交流互感器接线，或升级主变差动保护等工作后，为了避免主变差动保护误动、拒动对主变压器的正常工作的影响，通常都会在所述主变差动保护投入工作之前进行带负荷检测，即检测输入所述主变差动保护各侧的电流互感器的差动电流是否为零，从而判断所述主变差动保护接线是否正确。

目前，对主变差动保护进行带负荷检测，通常是由操作员使用伏安相位仪量取主变差动保护的各侧电流，并通过对所述各侧电流的人工计算，得到所述主变差动保护各侧的电流互感器相间的差动电流，并根据所述差动电流是否为零，判断所述主变差动保护接线是否正确。

然而，现有对主变差动保护的带负荷检测，需要人工计算并分析差动电流，不仅费时费力，而且无法避免人工计算造成的误差，大大降低了差动电流的准确性。并且，由于伏安相位仪表只有三个电流接口，在一次主变差动保护带负荷检测中，需要多次量取主变差动保护各侧电流，而在人工读数、记录数据，以及更换接线过程中，电流往往已经改变，这将会导致所记录的数据不准确，从而影响计算差动电流的准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种主变差动保护带负荷检测设备，解决了现有对主变差动保护进行带负荷检测得到的差动电流不准确且效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种主变差动保护带负荷检测设备，所述设备包括：

与主变差动保护相连，将所述主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号的电流变送器；

与所述电流变送器相连，获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字电压信号的模数转换装置；

与所述模数转换装置相连，依据所述模数转换装置所转换的数字电压信号，计算所述主变差动保护的差动电流的处理器。

优选的，所述模数转换装置包括：

与所述电流变送器相连，将所述电压信号调整为正电压信号的正负调整电路；

分别与所述正负调整电路和所述处理器相连，将所述正电压信号转换为数字电压信号的模数转换器。

优选的，所述设备还包括：

与所述处理器相连，显示所述处理器的计算结果的显示器。

优选的，所述设备还包括：

分别与所述调整装置、所述处理器和所述显示器相连的电源装置。

优选的，所述模数转换器具体为MAX197模数转换器。

优选的，所述显示器具体为触摸屏。

优选的，所述电源装置具体为锂电池。

优选的，所述电流变送器具体为钳形电流变送器。

优选的，所述处理器具体为ARM11微处理器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种主变差动保护带负荷试验设备，通过与主变差动保护相连的电流变送器，将所主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号，由与所述电流变送器相连的模数转换装置，获取所述主变差动保护各侧的所述电压信号，避免了多次测量带来的误差，并将所述电压信号转换为数字电压信号，通过与所述模数转换装置相连的处理器，依据所述数字电压信号，自动计算所述主变差动保护的差动电流，避免了人为计算造成的误差，导致所述差动电流不准确的问题，大大提高了主变差动保护带负荷试验效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种主变差动保护带负荷检测设备实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型一种主变差动保护带负荷检测设备实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种主变差动保护带负荷检测设备，用于检测主变差动保护的各侧的电流互感器的接线是否正确，所述设备可以包括：与所述主变差动保护相连的电流变送器，将所述主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号，通过与所述电流变送器相连的模数转换装置，将所述电压信号转换为数字电压信号，并由与所述模数转换装置相连的处理器，依据所述数字电压信号，计算所述主变差动保护的差动电流，从而避免了人工计算所述差动电流的误差，提高了计算结果的准确性，节约了计算时间。

参照图1，示出了本实用新型一种主变差动保护带负荷检测设备实施例1的结构示意图，所述设备可以包括：依次相连的电流变送器101、模数转换装置102和处理器103。

其中，所述电流变送器101与主变差动保护相连，将所述主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号。

在本实施例应用中，所述电流变送器可以是钳形电流变送器。具体是将所述钳形电流变送器钳在主变差动保护各侧的电流回路线上。其中，所述电流回路线是带绝缘皮的线，从而使所述钳形电流变送器与所述电流回路线中的金属部分隔绝，实现所述主变差动保护带负荷检测设备与所述主变差动保护的电流回路电的隔离，避免了所述电流回路电对使用所述设备的操作员的伤害。

其中，所述模数转换装置102获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字电压信号。

在实际应用中，所述电流变送器输出的电压信号通常为模拟电压信号，因此，为了确保所述设备能够进行后续计算操作，所述模数转换装置可以将所述电压信号转换为数字电压信号。

其中，所述模数转换装置102可以包括：正负调整电路和模数转换器。

在实际应用中，所述电压信号通常包括负电压信号和正电压信号例如-5V~+5V的电压信号，而目前所述模数转换器通常只能采集正电压信号，例如0V~+5V的电压信号。因此，作为本实用新型的另一实施例，可以通过所述正负调整电路将所述电压信号线性成比例的调整为正电压信号，之后通过所述模数转换器将所述正电压信号转换为数字电压信号。

在实际应用中，当所述差动电流不为零时，通常说明所述主变差动保护的接线错误，即对应的主变（主变压器）内部发生故障或不正常工作，此时，所述主变差动保护会发生保护动作，即断开发生故障的设备与电源的连接，以避免影响整个电力系统的正常工作。因此，当由于计算误差使差动电流为零，将使所述主变差动保护拒动，即主变发生故障时，所述主变差动保护没有断开发生故障的设备与电源的连接，大大影响了电力系统稳定正常的运行；同理，当所述差动电流实际等于零，而由于计算误差得到的差动电流不等于零，此时，所述主变差动保护将误动，影响了电力系统的正常运行。

因此，为了避免人工计算所述主变差动保护的差动电流的误差，影响对所述主变差动保护接线是否正确的判断，本实施例中，无需人工测量所述差动保护各侧电流，之后再进行复杂的计算和分析过程，即可通过处理器获取所述模数转换装置所转换的数字电压信号，并依据所述数字电压信号，自动计算所述主变差动保护的差动电流，从而根据所述差动电流是否为零，判断所述主变差动保护的接线是否正确，大大节约了计算时间，提高了差动电流的准确性，避免了所述主变差动保护的拒动或误动的发生。

其中，所述处理器可以选用性能高、功耗低、适用范围广且价格低廉的ARM（Advanced RISC Machines）系列的微处理器，例如ARM11微处理器。

作为本实用新型另一实施例，为了更直观的观察所述差动电流，以及所述主变差动保护各侧的电流和电压的相位关系，所述设备还可以包括与所述处理器相连的显示器。其中，操作员还可以根据所述显示器显示的所述各侧的电流和电压的相位关系，实现线路方向保护和距离保护。

其中，所述设备可以通过线路直接连接直流电源，为所述模数转换装置、所述处理器和所述显示器供电。当然，所述设备还可以设置与所述调整装置、所述处理器和所述显示器相连的电源装置，为所述模数转换装置、所述处理器和所述显示器供电，完成对所述主变差动保护的带负荷检测。其中，所述电源装置可以是高性能的锂电池，在满足所述设备对电能的需求的前提下，更加方便携带。

其中，当所述处理器计算所述主变差动保护的差动电流不为零，即所述主变内部发生故障或不正常工作，可以通过与所述处理器相连的报警装置，输出提示信息。当然所述提示信息还可以直接显示在所述显示器中。

本实施例中，通过电流变送器将主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号，由与所述电流变送器相连的模数转换装置获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字电压信号，通过与所述模数转换装置相连的处理器依据所述数字电压信号，自动得到所述主变差动保护的差动电流，避免了人工通过复杂的计算公式，经过大量的时间后，计算得到的差动电流的误差，大大节约了计算时间，提高了计算差动电流的准确性和效率。

参照图2，示出了本实用新型一种主变差动保护带负荷检测设备实施例2的结构示意图，所述设备可以包括：依次相连的电流变送器201、正负调整电路202、模数转换器203、处理器204和显示器205，以及分别与所述正负调整电路202、所述模数转换器203、所述处理器204和所述显示器205相连的电源装置206。

在本实施例中，所述电流变送器201与主变差动保护相连，将所述主变差动保护各侧的电流信号转换为电压信号。其中，所述电流变送器201可以是是钳形电流变送器。具体是将所述钳形电流变送器钳在主变差动保护各侧的带有绝缘皮的电流回路线上，从而实现所述设备与所述电流回路线上的电的隔离，避免了所述电对操作员的伤害。

其中，所述正负调整电路202将所述电流变送器输出的电压信号，线性成比例地调整为正电压信号，以便所述模数转换器203采集所述正电压信号，并将其转换为数字电压信号，以供所述处理器204进行后续计算处理。其中，所述电流变送器输出的电压信号通常包括正电压信号和负电压信号。

其中，为了避免在一次带负荷检测中，分批测量所述主变差动保护各侧电流而导致差动电流的误差，所述设备可以选用多通道的模数转换器采集所述正电压信号，即在一次带负荷检测中，可以同时获得所述主变差动保护各侧电压信号。另外，为了在所述主变差动保护低负荷运行，即所述主变差动保护各侧的电流很小时，所述设备仍能够完成对所述主变差动保护的带负荷检测，本实施例中，所述模数转换器203可以是包括8个模拟输入通道，分辨率是12位的MAX197A/D转换芯片。

目前，由于对所述主变差动保护的带负荷检测中，通常是通过仅有三个接口的伏安相位仪，量取所述主变差动保护各侧的电流。因此，在一次带负荷检测中，所述伏安相位仪无法同时获取所述主变差动保护各侧的所有电流，当所述主变差动保护各侧的电流互感器接线错误时，就无法在一个相量图中对比分析所有的电流，因此，操作员往往会错误判断对应的所述电流互感器的接线是否正确，从而导致主变的重复停电，影响主变的正常工作。

因此，本实施例中，通过高精度的模数转换器得到所述数字电压信号，根据现有的计算主变差动保护的差动电流的方法，预先编写主变差动电流计算程序，并将所述主变差动电流计算程序存储在所述处理器中，当所述处理器获取所述模数转换器所转换的数字电压信号时，即可依据所述主变差动电流计算程序，自动计算所述差动电流，无需人工进行复杂的计算和分析，避免了人工计算的误差，大大提高了计算结果的准确性，减少了主变的停电时间。

在实际应用中，主变电流谐波往往是无法避免的，尤其是二次谐波，这将大大影响对所述主变差动保护的检测。因此，本实施例中，可以通过设置高精度的模数转换器，避免二次谐波对计算结果的影响。当然，还可以在所述处理器中预设滤波程序，用于滤除所述二次谐波，提高了主变差动保护带负荷检测的可靠性。

其中，处理器可以ARM11微处理器，用于实现对所述主变差动保护的差动电流的自动计算和分析。

其中，所述显示器205可以是触摸屏，用于显示所述主变差动保护各侧电流的相位关系、各侧电压的相位关系，以及差动电流。本实施例中，所述触摸屏可以通过图形方式直观地显示出了所述各侧电流的相位关系、所述各侧电压的相位关系，操作员就能够据此准确且快速地判断所述主变差动保护的接线是否正确。当然，所述触摸屏还可以实现人机对话，即根据操作员的意愿，选择所要查看的所述处理器中的信息，所述信息可以包括所述主变差动保护的各侧电流、各侧电压、对应的电流互感器的差动电流等。

其中，为了方便携带所述设备，所述电源装置206可以是高性能、小体积且可充电的锂电池。

本实施例中，主变差动保护带负荷检测通过电流变送器将主变差动保护的电流信号转换为电压信号，由正负调整电路将所述电压信号进行线性成比例地调整，得到模数转换器能够采集的正电压信号，再由所述模数转换器将所述正电压信号转换为数字电压信号，之后处理器依据所述数据电压信号，计算所述主变差动保护的差动电流，无需人工进行复杂的计算和分析，避免了人工计算的误差，提高了计算差动电流的准确性，节约了主变差动保护带负荷检测时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种主变差动保护带负荷检测设备，其特征在于，所述设备包括： 

与主变差动保护相连，将所述主变差动保护输出的电流信号转换为电压信号的电流变送器； 

与所述电流变送器相连，获取所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字电压信号的模数转换装置； 

与所述模数转换装置相连，依据所述模数转换装置所转换的数字电压信号，计算所述主变差动保护的差动电流的处理器。 

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模数转换装置包括： 

与所述电流变送器相连，将所述电压信号调整为正电压信号的正负调整电路； 

分别与所述正负调整电路和所述处理器相连，将所述正电压信号转换为数字电压信号的模数转换器。 

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括： 

与所述处理器相连，显示所述处理器的计算结果的显示器。 

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设备还包括： 

分别与所述模数转换装置、所述处理器和所述显示器相连的电源装置。 

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述模数转换器具体为MAX197模数转换器。 

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述显示器具体为触摸屏。 

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述电源装置具体为锂电池。 

8.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述电流变送器具体为钳形电流变送器。 

9.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述处理器具体为ARM11微处理器。 

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