雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)對變壓器夾件接地電流進(jìn)行停電限流的操作方式導(dǎo)致影響電網(wǎng)的正常運行的問題。夾件接地引出線（9）從第一電流互感器（10）的線圈中穿過后與投切電路輸入端（21）連接，二個電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路（15）的輸出端與單片機（17）連接，投切電路輸出端（22）與接地端（6）連接；作為限制電流阻抗單元的三個投切支路的阻抗單元均采用雙向晶閘管控制支路的通斷，通過控制導(dǎo)通角，能控制阻抗支路的通和斷，實現(xiàn)阻抗單元的投切。本發(fā)明可操作性強，保障了電網(wǎng)的正常安全運行。
【專利說明】雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變電設(shè)備接地電流的控制方法，特別涉及一種對變壓器中的夾件接地電流進(jìn)行監(jiān)測調(diào)控的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器運行時，在變壓器繞組及引線與油箱之間會形成不均勻的電場，變壓器鐵心及其夾件等金屬構(gòu)件均處于該電場中。變壓器夾件通過電容的藕合作用會產(chǎn)生懸浮電位，當(dāng)夾件上的懸浮電位與變壓器內(nèi)其他部件的電位差達(dá)到一定值時，會擊穿其間的絕緣，并產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重時還會將變壓器燒損。因此，變壓器夾件必須進(jìn)行有效地接地，同時還應(yīng)避免變壓器夾件的多點接地。當(dāng)變壓器夾件發(fā)生多點接地時，會使夾件與地之間形成閉合電流回路，由于夾件回路電阻小，形成閉合電流回路的夾件接地電流的數(shù)值要比變壓器鐵芯接地時的鐵芯接地電流要大很多，甚至可達(dá)上百安培，這么大的接地電流足以造成變壓器的損傷?，F(xiàn)有的變壓器上都沒有安裝夾件接地電流在線監(jiān)測及調(diào)控裝置。目前，變壓器夾件發(fā)生多點接地時，一般是通過停電后進(jìn)行串接電阻來完成限流的，對串接的電阻性能要求也高，即要求限流電阻的熱容量較大，還要求限流電阻要具備一定的散熱能力，這種停電進(jìn)行限流的操作方式嚴(yán)重影響到了電網(wǎng)的可靠安全運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)對變壓器夾件接地電流進(jìn)行停電限流的操作方式導(dǎo)致影響電網(wǎng)的可靠運行的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的:
一種雙電流互感器在線監(jiān)測變壓器夾件多點接地電流的控制裝置，包括變壓器油箱，在變壓器油箱中設(shè)置有變壓器鐵芯，在變壓器鐵芯的兩端分別設(shè)置有變壓器上夾件和變壓器下夾件，在變壓器上夾件上分別設(shè)置有夾件接地連接片和拉板上連接螺栓，在變壓器下夾件上設(shè)置有拉板下連接螺栓，在拉板上連接螺栓與拉板下連接螺栓之間設(shè)置有拉板，在變壓器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置有夾件接地引出線懸掛絕緣子，第一電流互感器和第二電流互感器固定懸掛在夾件接地弓I出線懸掛絕緣子上，在第一電流互感器與第二電流互感器之間設(shè)置有絕緣膠，夾件接地引出線的一端穿過變壓器夾件引出線套管后與夾件接地連接片固定連接，夾件接地引出線的另一端從第一電流互感器的線圈中穿過后與投切電路輸入端連接，第一電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個輸入接口連接，第二電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路的另兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路的輸出端與單片機連接，投切電路輸出端與接地端連接，在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間連接有反向并聯(lián)的兩晶閘管組成的短路開關(guān)組，短路開關(guān)組的兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端均分別與單片機連接；電阻器、電感器和由兩反向并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)后組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端分別與單片機連接，第一投切支路與短路開關(guān)組并聯(lián)后連接在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間。
[0005]在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間分別并聯(lián)有第二投切支路和第三投切支路，第二投切支路的結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的，第三投切支路的結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的。
[0006]在單片機上分別連接有LCD電流顯示器、夾件多點接地故障電流記錄單元、夾件多點接地報警器和后臺監(jiān)控電腦。
[0007]一種雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法，包括以下步驟: 第一步、在變壓器上夾件上分別設(shè)置夾件接地連接片和拉板上連接螺栓，在變壓器下
夾件上設(shè)置拉板下連接螺栓，在拉板上連接螺栓與拉板下連接螺栓之間設(shè)置拉板；
第二步、在變壓器油箱的箱體外側(cè)固定設(shè)置夾件接地引出線懸掛絕緣子，第一電流互感器和第二電流互感器固定懸掛在夾件接地引出線懸掛絕緣子上，在第一電流互感器與第二電流互感器之間設(shè)置絕緣膠；
第三步、將夾件接地引出線的一端穿過變壓器夾件引出線套管后與夾件接地連接片固定連接，夾件接地引出線的另一端從第一電流互感器的線圈中穿過后與投切電路輸入端連接，第一電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路的兩個輸入接口連接，第二電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路的另兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路的輸出端與單片機連接，投切電路輸出端與接地端連接；
第四步、在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間連接反向并聯(lián)的兩晶閘管組成的短路開關(guān)組，短路開關(guān)組的兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端均分別與單片機連接；電阻器、電感器和由兩反向并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)后組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的開關(guān)晶閘管的控制端分別與單片機連接，第一投切支路與短路開關(guān)組并聯(lián)后連接在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間；
第五步、在投切電路輸入端與投切電路輸出端之間并聯(lián)還有2條投切支路，第二、第三投切支路，第二、第三投切支路的電氣結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的，第三投切支路的阻抗大于第二投切支路，第二投切支路的阻抗大于第一投切支路的阻抗；
第六步、當(dāng)單片機接受第一電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的輸入信號和第二電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流小于0.1安培，則單片機控制兩晶閘管組成的短路開關(guān)組導(dǎo)通，將投切支路短路掉，即不接入投切阻抗；
第七步、當(dāng)單片機接受第一電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的輸入信號和第二電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)線圈的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流大于0.1安培，則單片機控制兩晶閘管組成的短路開關(guān)組斷開，單片機控制第一投切支路的兩反向并聯(lián)的晶閘管，使其導(dǎo)通，由電阻器、電感器組成第一投切支路接入串聯(lián)到投切電路輸入端與投切電路輸出端之間；
第八步、若經(jīng)第七步接入第一投切支路后，若測得夾件接地電流仍大于0.1安培，則單片機控制第一投切支路的兩反向并聯(lián)的晶閘管截止，同時控制第二投切支路的晶閘管導(dǎo)通，接入第二投切支路的由電阻和電感組成的阻抗接入串聯(lián)到投切電路輸入端與投切電路輸出端之間。若接入第二投切支路后，夾件接地電流仍大于0.1安培，則控制第二投切支路的兩反向并聯(lián)的晶閘管截止，使第二投切支路斷開，同時控制第三投切支路的晶閘管導(dǎo)通，即接入第三投切支路的阻抗。[0008]本發(fā)明大大減輕了運行人員的工作強度，在監(jiān)控后臺就能實時地在線地監(jiān)測到夾件接地電流值的變化情況，一旦監(jiān)測到夾件多點接地故障后，阻抗單元就自動切入，避免了變壓器故障范圍的進(jìn)一步擴大，同時該裝置發(fā)出報警信號至后臺，就地報警指示燈亮，為運行人員停電檢修提供了依據(jù)。本發(fā)明可操作性強，對變壓器安全運行沒有任何負(fù)作用，保障了電網(wǎng)的正常安全運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
一種雙電流互感器在線監(jiān)測變壓器夾件多點接地電流的控制裝置，包括變壓器油箱1，在變壓器油箱I中設(shè)置有變壓器鐵芯2，在變壓器鐵芯2的兩端分別設(shè)置有變壓器上夾件3和變壓器下夾件5，在變壓器上夾件3上分別設(shè)置有夾件接地連接片4和拉板上連接螺栓23，在變壓器下夾件5上設(shè)置有拉板下連接螺栓24，在拉板上連接螺栓23與拉板下連接螺栓24之間設(shè)置有拉板25，在變壓器油箱I的箱體外側(cè)固定設(shè)置有夾件接地引出線懸掛絕緣子8，第一電流互感器10和第二電流互感器12固定懸掛在夾件接地弓I出線懸掛絕緣子8上，在第一電流互感器10與第二電流互感器12之間設(shè)置有絕緣膠11，夾件接地引出線9的一端穿過變壓器夾件引出線套管7后與夾件接地連接片4固定連接，夾件接地引出線9的另一端從第一電流互感器10的線圈中穿過后與投切電路輸入端21連接，第一電流互感器10的二次側(cè)感應(yīng)線圈13的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路15的兩個輸入接口連接，第二電流互感器12的二次側(cè)感應(yīng)線圈14的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路15的另兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路15的輸出端與單片機17連接，投切電路輸出端22與接地端6連接，在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間連接有反向并聯(lián)的兩晶閘管組成的短路開關(guān)組26，短路開關(guān)組26的兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端均分別與單片機17連接；電阻器28、電感器29和由兩反向并聯(lián)的晶閘管27串聯(lián)后組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的晶閘管27的控制端分別與單片機17連接，第一投切支路與短路開關(guān)組26并聯(lián)后連接在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間。
[0011]在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間分別并聯(lián)有第二投切支路和第三投切支路，第二投切支路的結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的，第三投切支路的結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的。
[0012]在單片機17上分別連接有IXD電流顯示器16、夾件多點接地故障電流記錄單元18、夾件多點接地報警器20和后臺監(jiān)控電腦19。
[0013]一種雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法，包括以下步驟: 第一步、在變壓器上夾件3上分別設(shè)置夾件接地連接片4和拉板上連接螺栓23，在變壓
器下夾件5上設(shè)置拉板下連接螺栓24，在拉板上連接螺栓23與拉板下連接螺栓24之間設(shè)置拉板25 ；
第二步、在變壓器油箱I的箱體外側(cè)固定設(shè)置夾件接地引出線懸掛絕緣子8，第一電流互感器10和第二電流互感器12固定懸掛在夾件接地引出線懸掛絕緣子8上，在第一電流互感器10與第二電流互感器12之間設(shè)置絕緣膠11 ；
第三步、將夾件接地引出線9的一端穿過變壓器夾件引出線套管7后與夾件接地連接片4固定連接，夾件接地引出線9的另一端從第一電流互感器10的線圈中穿過后與投切電路輸入端21連接，第一電流互感器10的二次側(cè)感應(yīng)線圈13的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路15的兩個輸入接口連接，第二電流互感器12的二次側(cè)感應(yīng)線圈14的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路15的另兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路15的輸出端與單片機17連接，投切電路輸出端22與接地端6連接；
第四步、在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間連接反向并聯(lián)的兩晶閘管組成的短路開關(guān)組26，短路開關(guān)組26的兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端均分別與單片機17連接；電阻器28、電感器29和由兩反向并聯(lián)的晶閘管27串聯(lián)后組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的開關(guān)晶閘管27的控制端分別與單片機17連接，第一投切支路與短路開關(guān)組26并聯(lián)后連接在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間；
第五步、在投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間并聯(lián)有第二、第三投切支路，第二、第三投切支路的電氣結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的，第三投切支路的阻抗大于第二投切支路，第二投切支路的阻抗大于第一投切支路的阻抗；
第六步、當(dāng)單片機17采集到第一電流互感器10的二次側(cè)感應(yīng)線圈13的輸入信號和第二電流互感器12的二次側(cè)感應(yīng)線圈14的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流小于0.1安培，則單片機17控制兩開關(guān)晶閘管組成的短路開關(guān)組26導(dǎo)通，將投切支路短路掉；第七步、當(dāng)單片機17接受第一電流互感器10的二次側(cè)感應(yīng)線圈13的輸入信號和第二電流互感器12的二次側(cè)感應(yīng)線圈14的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流大于0.1安培，則單片機17控制兩開關(guān)晶閘管組成的短路開關(guān)組26截止，單片機17控制由電阻器28、電感器29和由兩反向并聯(lián)的晶閘管27串聯(lián)后組成第一投切支路接入串聯(lián)到投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間；
第八步、若經(jīng)第七步接入第一投切支路后，若測得夾件接地電流仍大于0.1安培，則單片機17控制兩反向并聯(lián)的晶閘管27截止，同時控制第二投切支路接入串聯(lián)到投切電路輸入端21與投切電路輸出端22之間，如果接入第二投切支路，夾件接地電流還大于0.1安培，則斷開第二投切支路，接入第三投切支路。
[0014]本發(fā)明通過雙電流互感器分別采集電流，一只電流互感器套在夾件接地引線上，所測的電流除了夾件接地電流Ir外，還有漏磁等其它因素產(chǎn)生的干擾電流Ig，另一只電流互感器是檢測由于漏磁等其它因素產(chǎn)生的干擾電流Ig。夾件接地電流分別為兩只電流互感器測量的電流之差。此方法通過雙電流互感器消除了漏磁的干擾，解決了現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)偏大的問題，提高了測試的準(zhǔn)確性。
[0015]變壓器正常運行時，作為限制電流阻抗單元的三個投切支路被短接。當(dāng)夾件發(fā)生多點接地時，投入限制電流阻抗單元。投切支路采用電阻加電抗的方式，解決了限流電阻容量要求高且限制電流效果差的問題。當(dāng)夾件發(fā)生多點接地時，往往回路電流頻率較高，投入阻抗相當(dāng)于在回路中串接了電阻和電抗，尤其是電抗極大地限制了高頻電流，此時電阻上電流小，熱容量要求低，解決了僅依靠串接電阻熱容量要求高的問題。
[0016]作為限制電流阻抗單元的三個投切支路的阻抗單元均采用雙向晶閘管控制支路的通斷，通過控制導(dǎo)通角，能控制阻抗支路的通和斷，實現(xiàn)阻抗單元的投切。傳統(tǒng)方法是采用開關(guān)，由于開關(guān)帶電流頻繁通斷出現(xiàn)打火，嚴(yán)重影響了開關(guān)的使用壽命。而采用晶閘管控制，性價比高，續(xù)流能力強，不出現(xiàn)打火，使用壽命不受影響，解決了傳統(tǒng)控制開關(guān)使用壽命的問題。
[0017]本發(fā)明的夾件接地電流顯示范圍寬，滿足不同范圍的精度要求。通過信號處理、A/D轉(zhuǎn)換單元采集夾件接地電流，在IXD顯示單元上顯示。程序上采用分段顯示功能，既能滿足精度要求，又能滿足檢測范圍，解決了現(xiàn)場測試范圍小和顯示精度不足的問題。在電流最大范圍100A內(nèi)，按不同范圍分段顯示，當(dāng)接地電流小于0.1A時,顯示精度級別達(dá)到0.1mA ；當(dāng)接地電流在0.1A至IA之間時，顯示精度級別為0.0OlA ;當(dāng)接地電流在IA至100A之間時，顯示精度級別為0.0lA0
【權(quán)利要求】
1.一種雙電流互感器監(jiān)測下變壓器夾件多點接地電流的控制方法，包括以下步驟:第一步、在變壓器上夾件(3)上分別設(shè)置夾件接地連接片(4)和拉板上連接螺栓(23)，在變壓器下夾件(5 )上設(shè)置拉板下連接螺栓(24 )，在拉板上連接螺栓(23 )與拉板下連接螺栓(24)之間設(shè)置拉板(25)； 第二步、在變壓器油箱(I)的箱體外側(cè)固定設(shè)置夾件接地引出線懸掛絕緣子(8)，第一電流互感器(10)和第二電流互感器(12)固定懸掛在夾件接地引出線懸掛絕緣子(8)上，在第一電流互感器(10)與第二電流互感器(12)之間設(shè)置絕緣膠(11)； 第三步、將夾件接地引出線(9)的一端穿過變壓器夾件引出線套管(7)后與夾件接地連接片(4)固定連接，夾件接地引出線(9)的另一端從第一電流互感器(10)的線圈中穿過后與投切電路輸入端(21)連接，第一電流互感器(10)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(13)的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路(15)的兩個輸入接口連接，第二電流互感器(12)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(14)的兩端分別與AD轉(zhuǎn)換接口電路(15)的另兩個輸入接口連接，AD轉(zhuǎn)換接口電路(15)的輸出端與單片機(17)連接，投切電路輸出端(22)與接地端(6)連接； 第四步、在投切電路輸入端(21)與投切電路輸出端(22)之間連接反向并聯(lián)的兩晶閘管組成的短路開關(guān)組(26)，短路開關(guān)組(26)的兩反向并聯(lián)的晶閘管的控制端均分別與單片機(17)連接；電阻器(28)、電感器(29)和由兩反向并聯(lián)的晶閘管(27)串聯(lián)后組成第一投切支路，兩反向并聯(lián)的晶閘管(27)的控制端分別與單片機(17)連接，第一投切支路與短路開關(guān)組(26 )并聯(lián)后連接在投切電路輸入端(21)與投切電路輸出端(22 )之間； 第五步、在投切電路輸入端(21)與投切電路輸出端(22)之間并聯(lián)有第二、第三投切支路，第二、第三投切支路的電氣結(jié)構(gòu)是與第一投切支路的結(jié)構(gòu)相同的，第三投切支路的阻抗大于第二投切支路，第二投切支路的阻抗大于第一投切支路的阻抗； 第六步、當(dāng)單片機(17)采集到第一電流互感器(10)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(13)的輸入信號和第二電流互感器(12)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(14)的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流小于0.1安培，則單片機(17)控制兩晶閘管組成的短路開關(guān)組(26)導(dǎo)通，將投切支路短路掉； 第七步、當(dāng)單片機(17)接受第一電流互感器(10)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(13)的輸入信號和第二電流互感器(12)的二次側(cè)感應(yīng)線圈(14)的信號后，經(jīng)計算后，若測得夾件接地電流大于0.1安培，則單片機(17)控制兩開關(guān)晶閘管組成的短路開關(guān)組(26)截止，單片機(17)控制由電阻器(28)、電感器(29)和由兩反向并聯(lián)的晶閘管(27)串聯(lián)后組成第一投切支路接入串聯(lián)到投切電路輸入端(21)與投切電路輸出端(22 )之間； 第八步、若經(jīng)第七步接入第一投切支路后，若測得夾件接地電流仍大于0.1安培，則單片機(17)控制兩反向并聯(lián)的晶閘管(27)截止，同時控制第二投切支路接入串聯(lián)到投切電路輸入端(21)與投切電路輸出端(22)之間，如果接入第二投切支路，夾件接地電流還大于.0.1安培，則斷開第二投切支路，接入第三投切支路。
【文檔編號】H02H9/08GK103560485SQ201310533311
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月2日
【發(fā)明者】俞華, 王天正, 蘆竹茂, 王志鵬, 李艷鵬, 高鵬, 梁基重, 馬麗強, 劉永鑫, 楊冬冬, 陳昱同 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院