[发明专利]一种用于在线检测变压器直流偏磁的传感器

说明书

本发明公开了一种用于在线检测变压器直流偏磁的传感器，包括U型异型磁芯，U型异型磁芯上分别缠绕有激励线圈和检测线圈，检测线圈缠绕于激励线圈外部，激励线圈与激励电流源相连。该传感器结合了磁通门技术设计了一款异型磁芯。当变压器内部磁场导入传感器后，利用磁通门技术检测出直流磁场，检测线圈感应得到电压，分离得到直流分量则可得到变压器内部直流磁通，通过对直流磁通的监测来判断变压器是否发生磁偏。

【技术领域】

本发明属于电力变压器和传感器领域，涉及一种用于在线检测变压器直流偏磁的传感器。

【背景技术】

电力变压器工作时，铁芯处于交变磁化状态且无直流偏磁现象。然而在静止无功功率补偿、以及高压直流换流的过程中，变压器绕组间极易产生直流分量，从而导致变压器磁芯磁化曲线中心点发生偏移，即直流偏磁现象。此时励磁电流的波形严重畸变、谐波大量产生、噪声明显增大、变压器过热，直接影响变压器的正常工作，甚至造成变压器烧毁。因此，检测变压器铁芯的直流偏磁是保证变压器健康运行的重要措施。

目前，直流偏磁检测可以使用电测法，即：在变压器中性点接地引出线处采用电流互感器取样信号，直接通过检测中性点处直流电流来判断是否有直流偏磁。然而该方法不能对单相变压器的偏磁进行检测，且当采用小电阻接地法抑制直流偏磁时，会使邻近站的变压器中性点直流增大，此时电测法不能帮助操作人员做出准确判断，因此电测法的准确性不高，且有使用局限性。

除此以外，直流偏磁检测也可采用振动与噪声传感器，提取变压器工作时的噪声和振动信号波形，与无直流偏磁下的变压器噪声及振动信号波形对比，以此来判断是否有直流偏磁的发生。然而变压器的工作状态受功率、环境温度及使用年限等因素的影响。当对比噪声及振动频谱出现偏差时，很难判断偏差是由直流偏磁引起还是温度等因素引起的。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于在线检测变压器直流偏磁的传感器，该传感器能够检测变压器工作时是否发生直流偏磁，通过检测变压器的直流磁通来检测偏磁，具有较高灵敏度，并能够实现在线测量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于在线检测变压器直流偏磁的传感器，包括U型异型磁芯，U型异型磁芯上分别缠绕有激励线圈和检测线圈，检测线圈缠绕于激励线圈外部，激励线圈与激励电流源相连。

本发明进一步的改进在于：

U型异型磁芯由多层钴基带材叠加而成，并在U型磁芯中部开有通孔，通孔左右两侧为线圈缠绕部分；激励电流源用于在磁芯通孔左右两侧串联缠绕的激励线圈中产生周期性变化、大小相同、方向相反的激励磁场。

激励线圈串联缠绕于通孔左右两侧的磁芯。

激励线圈的缠绕方向保证当有激励电流流经激励线圈时，通孔四周能够形成闭合环形磁场。

激励线圈缠绕于通孔两侧磁芯的线圈匝数相等。

检测线圈与激励线圈之间采用绝缘处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出将采用磁通门技术，实现变压器铁芯偏磁的在线检测，以判断变压器是否工作在偏磁状态。磁通门技术具有灵敏度高的优点，将其和电力变压器铁芯的磁路相结合。本发明将磁通门传感器原理运用于变压器偏磁检测中，通过观测电路中直流电流的变化来反映变压器的工作状态。变压器正常工作无磁偏现象发生时，将传感器投入测量，监测电路将显示无电流直流分量。当变压器发生磁偏时，监测电路将观测到电流直流分量增加的现象。能有效预防由电压器偏磁引起的电压器内部过热、噪声变大、能量传递效率降低等问题，提高变压器工作效率及安全性能。

【附图说明】

图1是本发明变压器磁芯交直流磁通在线检测新型传感器的工作示意图。