[实用新型]大型变压器偏磁电流监测预警系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于电力系统在线监测技术领域，特别是提供了一种大型变压器偏磁电流监测预警系统，用于预防磁暴和直流输电等原因引起的偏磁电流对设备和系统造成的危害。

背景技术

由太阳活动引起的磁暴和高压直流输电单极运行都会在地面上形成一定强度的电场。该地面电场在输电线、中性点接地的变压器和大地构成的回路中产生偏磁电流。偏磁电流为直流或准直流，流入变压器后在磁路中产生偏置磁通，由于铁芯材料的非线性，该磁通使得变压器铁芯产生半波饱和，此时变压器的励磁电流急剧增大，且波形严重畸变，一方面对变压器本身造成损耗增大、温升、振动、噪声增加等不利影响，另一方面产生的大量谐波也会引起电压跌落、无功波动、继电保护误动等问题，从而可能影响整个电网的安全运行。为避免设备损坏和事故跳闸造成损失，对变压器的偏磁电流和变压器在偏磁电流作用下的运行状态进行监测是很有意义的。但是，目前国内还没有合适的产品，需要研制一种变压器偏磁电流监测预警系统。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种大型变压器偏磁电流监测预警系统，实时监测流过变压器中性点的直流偏磁电流，同时采集并记录反映变压器运行受偏磁电流影响程度的各种参数，并将数据传送到中心主站进一步分析以便及时预警，从而避免设备损坏、事故跳闸等重大损失。

本实用新型采用的技术方案是：

一种大型变压器偏磁电流监测预警系统，它包括：若干台监测装置，所述各监测装置与中心主站通过公共通信网或专用信道通信；其中，所述各监测装置负责采集现场参数，分散安装于各个需要监测的变电站内；中心主站负责对现场参数进行分析以确定偏磁电流对设备运行和电网安全的影响程度并及时发出报警；二者之间的数据通信采用专用信道或公共网络；所述监测装置包括：变压器中性点接地端安装的用于测量偏磁电流的霍尔传感器；在变压器外壳上安装的用于测量振动的加速度传感器，在变压器附近的用于测量噪声的电容式声压传感器，在变压器内部预埋的测量变压器温度的铂电阻和电桥构成的温度传感器；以及测量变压器工频电压和电流的电压、电流传感器；各种现场信号经信号调理电路板上各自的信号调理电路将信号量化为数字信号，通过数据采集卡送入嵌入式工控机，嵌入式工控机还与显示装置、输入装置、大容量存储介质、报警电路以及通信接口连接，通信接口则与中心主站通过专用信道通信或与通过公共通信网与中心主站通信。

所述中心主站由数据服务器，WEB服务器，分析工作站和通信管理机组成；通讯管理机负责从监测装置召唤数据，并向监测装置请求数据，接收数据，以及数据拆包、打包与正确性、完整性检查，最后将数据送到数据服务器进行存储和管理；数据服务器通过数据库对监测数据进行管理并为分析工作站提供数据服务；分析工作站对从各监测点获取的数据进行可视化处理和进行综合分析，结合计算模型和地磁数据，确认产生直流偏磁问题的原因，评估偏磁电流对变压器及整个电网安全运行的影响；分析的结果在WEB服务器上发布。

所述霍尔传感器将变压器接地引线中的电流按比例变换为±20mA的电流，经屏蔽电缆送入其调理电路的输入端子，在其调理电路中电流信号经电阻R变为电压信号，该信号经抗混迭滤波器滤除高频成分后送到A/D转换器并被量化为数字信号，送入工控机；工控机对该数字信号进行进一步处理：由截止频率1.5Hz的低通滤波进一步滤除高频成分，由截止频率50Hz的带阻滤波器对工频成分进行滤除，最后取1s内的平均值作为该秒的采样值，如果启动了数据记录功能该数据就被保存到大容量存储器中。

所述采样值存储时，变压器中性点直流测量值在正常情况下该值很小，一段长度为T₁即t₀ 到t₁时刻的监测数据暂时保存在内存中，并且随着时间的推移不断更新，也就是说内存缓冲区内始终保存着长度为T₁即最新数据；当该测量值的绝对值越过启动定值I_u时即t₁时刻时，数据记录和传输过程启动，直到测量值的绝对值持续低于复归定值I_a达T₃长度后停止t₃时刻；而且，内存缓冲区的t₀ 到t₁时刻数据也被存储，这样整个事件过程的数据₀ 到t₃就完整的保存下来。

所述数据采集采用高速多通道12位A/D卡。

所述报警电路由报警模块驱动继电器提供两对接点发出当地报警信号。