所述電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置及檢測方法，能從流經變壓器中性點接地扁鋼的交直流混合信號中，實現直流電流的錄波及錄波數據無線遠傳。裝置包括電壓夾具、信號調理電路、模數轉換電路、恒流源電流測量電路、觸發控制電路、測量通道CPU、裝置總CPU、GPS時鐘模塊、GSM/GPRS通訊模塊、可控恒流源、電流夾具。電壓夾具用于采集變壓器中性點一段接地扁鋼上的壓降，經信號調理電路對該電壓信號進行程控放大，并對調理后的信號進行修正，即可對接地扁鋼流過的交直流混合信號中的微小直流信號，進行寬范圍、高精度動態監測；裝置能夠對變電站直流偏磁現象的發生及結束時刻，進行精確記錄，能快速接入系統網絡，實現覆蓋整個地區的直流偏磁監測系統。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種大型電力變壓器運行狀態發生直流偏磁時，對流經變壓器中性點的直流電流進行測量和錄波的裝置及檢測方法；尤其涉及一種無需對變壓器中性點接地扁鋼改造或加裝電流傳感器，即可從流經接地扁鋼的交直流混合信號中，實現直流電流的錄波及錄波數據的無線遠傳裝置及其檢測方法。技術背景直流輸電線路單極運行時，會不同程度地引發周圍變電站直流偏磁現象。變壓器直流偏磁現象會引起變壓器噪聲加劇、無功損耗和勵磁電流諧波含量增加等問題，嚴重時可造成變壓器絕緣老化甚至損壞，嚴重危及交流電網的安全運行。通過對變壓器直流偏磁現象的實時監測，有助于研究一個地區的交直流混合電網直流偏磁的分布規律，防范直流偏磁對交流電網的不利影響。目前針對大型電力變壓器直流偏磁的測量，大多采用開環電流傳感器或閉環電流傳感器。開環電流傳感器在直流小電流的測量方面，存在零點漂移大的性能缺陷；而閉環電流傳感器的安裝，需要在停電狀態下斷開變壓器中性點接地扁鋼。因為停電會對經濟效益和社會效益產生不利影響，所以無法停電安裝電流傳感器；另外在不采用電流傳感器的情況下，從流經接地扁鋼的交直流混合信號中實現直流電流錄波，尚無有效手段。
技術實現思路
本專利技術的目的，是提供一種不采用電流傳感器，通過測量一段扁鋼上的微小電壓降及電阻值，即可對流經接地扁鋼的交直流混合電流實現直流電流測量和錄波的裝置及檢測方法。為達到以上目的，本專利技術采用了下述技術方案:所述電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置包括信號調理電路、模數轉換電路、用于通訊傳輸的GSM/GPRS通訊模塊、用于檢測與控制的測量通道CPU、裝置總CPU，其特征在于:所述裝置還包括電壓夾具、恒流源電流測量電路、觸發控制電路、GPS時鐘模塊、可控恒流源、電流夾具。電壓夾具用于采集變壓器中性點一段接地扁鋼上的壓降，經信號調理電路對該電壓信號進行程控放大，并對調理后的信號進行修正，輸出信號接入模數轉換電路，并最終由測量通道CPU完成對該段扁鋼上電壓的采集；可控恒流源輸出電流的通斷由裝置總CPU控制，可控恒流源輸出電流經過電流夾具接入變壓器中性點接地的一段扁鋼；恒流源電流測量電路用于采集可控恒流源輸出的實際電流值，測量通道CPU從恒流源電流測量電路讀取恒流源輸出的實際電流值；觸發控制電路用于對信號調理電路輸出的采樣信號與測量通道CPU設置的基準信號進行比較，產生觸發脈沖發送到裝置總CPU的外部中斷接口，然后由裝置總CPU從GPS時鐘模塊讀取當前時刻。所述電壓夾具的輸出端與信號調理電路的輸入端相連，信號調理電路的輸出端與模數轉換電路的輸入端相連，模數轉換電路和恒流源電流測量電路的輸出端與測量通道(PU輸入端口相連；所述觸發控制電路的輸入端分別連接信號調理電路和測量通道CPU的一輸出端，觸發控制電路輸出端連接裝置總CPU —輸入端；所述裝置總CPU的一輸出端與可控恒流源的輸入端相連，可控恒流源輸出端連接到電流夾具；所述GPS時鐘模塊為裝置總CPU提供時鐘信號，GSM/GPRS通訊模塊與裝置總CPU以雙向通訊形式相連；所述裝置總CPU與測量通道CPU相連。所述裝置總CPU控制可控恒流源電流輸出，輸出電流用電流夾具連接到變壓器中性點接地的一段扁鋼；測量通道CPU從恒流源電流測量電路讀取可控恒流源輸出的實際電流值；測量通道CPU通過電壓夾具、信號調理電路及模數轉換電路測量兩個電壓夾具之間扁鋼上的電壓值，經過連續二次測量及控制操作，實現標定電壓夾具之間扁鋼電阻值功能。電壓夾具和電流夾具為鋁合金加工件，兩只電壓夾具安裝在電流夾具內側，使用外六角銅螺栓將夾具與變壓器中性點接地扁鋼緊固，使得所有夾具與扁鋼接觸面阻抗最小。模數轉換電路采用一種積分式A/D，通過調節輸入A/D芯片的時鐘頻率，將A/D芯片的積分時間與工頻周期保持一致，實現對輸入信號中工頻及其高次諧波成分的抑制。在上述技術方案中，裝置總CPU與GSM/GPRS通訊模塊進行雙向通訊，實現錄波裝置網絡通訊及短信收發功能；所述GPS時鐘模塊為裝置總CPU提供時鐘信號。本專利技術采用上述技術方案，具有以下效果和優點:I)項目實施過程中，無需停電對變壓器中性點接地扁鋼改造或加裝電流傳感器；2)可對接地扁鋼流過的交直流混合信號中的微小直流信號，進行寬范圍、高精度動態監測；3)裝置能夠對變電站直流偏磁現象的發生及結束時刻，進行精確記錄；4)裝置安裝后，能快速接入系統網絡，實現覆蓋整個地區的直流偏磁監測系統。5)監測數據有助于研究一個地區的交直流混合電網直流偏磁的分布規律，防范直流偏磁對交流電網的不利影響。【附圖說明】圖1是本專利技術的結構方框圖；圖2是本專利技術的扁鋼夾具安裝圖；圖3是本專利技術被測扁鋼電阻Rx的標定方法圖。其中:1一電壓夾具，2—信號調理電路，3—模數轉換電路，4一恒流源電流測量電路，5—觸發控制電路，6—測量通道CPU，7—裝置總CPU，8—GPS時鐘模塊，9一GSM/GPRS通訊模塊，10—可控恒流源，11 一電流夾具，12—變壓器中性點接地扁鋼。【具體實施方式】以下結合附圖和實例對本專利技術作進一步的詳細說明:一、總體結構如圖1所示。所述電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置，包括信號調理電路2、模數轉換電路3、用于通訊傳輸的GSM/GPRS通訊模塊9、用于檢測與控制的測量通道CPU6、裝置總CPU7，其特征在于:所述裝置還包括電壓夾具1、恒流源電流測量電路4、觸發控制電路5、GPS時鐘模塊8、可控恒流源10、電流夾具11。電壓夾具I用于采集變壓器中性點一段接地扁鋼12上的壓降，經信號調理電路2對該電壓信號進行程控放大，并對調理后的信號進行修正，輸出信號接入模數轉換電路3，并最終由測量通道CPU6完成對該段扁鋼上電壓的采集；可控恒流源10輸出電流的通斷由裝置總CPU7控制，可控恒流源10輸出電流經過電流夾具11接入變壓器中性點接地的一段扁鋼12 ;恒流源電流測量電路4用于采集可控恒流源10輸出的實際電流值，測量通道CPU6從恒流源電流測量電路4讀取恒流源輸出的實際電流值；觸發控制電路5用于對信號調理電路2輸出的采樣信號與測量通道CPU6設置的基準信號進行比較，產生觸發脈沖發送到裝置總CPU7的外部中斷接口，然后由裝置總CPU7從GPS時鐘模塊8讀取當前時刻。在圖1中，所述電壓夾具I的輸出端與信號調理電路2的輸入端相連，信號調理電路2的輸出端與模數轉換電路3的輸入端相連，模數轉換電路3和恒流源電流測量電路4的輸出端與測量通道CPU6輸入端口相連；所述觸發控制電路5的輸入端分別連接有信號調理電路2和測量通道CPU6的一輸出端，觸發控制電路5輸出端連接裝置總CPU7 —輸入端；所述裝置總CPU7的一輸出端與可控恒流源10的輸入端相連，可控恒流源10輸出端連接到電流夾具11 ;所述GPS時鐘模塊8為裝置總CPU7提供時鐘信號，GSM/GPRS通訊模塊9與裝置總CPU7以雙向通訊形式相連；所述裝置總CPU7與測量通道CPU6相連。所述裝置總CPU7控制可控恒流源10電流輸出，輸出電流用電流夾具11連接到變壓器中性點接地的一段扁鋼；測量通道CPU6從恒流源電流測量電路4讀取可控恒流源10輸出的實際電流值；測量通道CPU6通過電壓夾具1、信號調理電路2及模數轉換電路3測量兩個電壓夾具I之間扁本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置，包括信號調理電路(2)、模數轉換電路(3)、用于通訊傳輸的GSM/GPRS通訊模塊(9)、用于檢測與控制的測量通道CPU(6)、裝置總CPU(7)，其特征在于：所述裝置還包括電壓夾具(1)、恒流源電流測量電路(4)、觸發控制電路(5)、GPS時鐘模塊(8)、可控恒流源(10)、電流夾具(11)；電壓夾具(1)用于采集變壓器中性點一段接地扁鋼上的壓降，經信號調理電路對該電壓信號進行程控放大，并對調理后的信號進行修正，輸出信號接入模數轉換電路，并最終由測量通道CPU完成對該段扁鋼上電壓的采集；可控恒流源(10)輸出電流的通斷由裝置總CPU控制，可控恒流源輸出電流經過電流夾具(11)接入變壓器中性點接地的一段扁鋼；恒流源電流測量電路(4)用于采集可控恒流源輸出的實際電流值，測量通道CPU從恒流源電流測量電路讀取恒流源輸出的實際電流值；觸發控制電路(5)用于對信號調理電路輸出的采樣信號與測量通道CPU設置的基準信號進行比較，產生觸發脈沖發送到裝置總CPU的外部中斷接口，然后由裝置總CPU從GPS時鐘模塊讀取當前時刻；所述電壓夾具(1)的輸出端與信號調理電路(2)的輸入端相連，信號調理電路(2)的輸出端與模數轉換電路(3)的輸入端相連，模數轉換電路(3)和恒流源電流測量電路(4)的輸出端與測量通道CPU(6)輸入端口相連；所述觸發控制電路(5)的輸入端分別連接有信號調理電路(2)和測量通道CPU(6)的一輸出端,觸發控制電路(5)輸出端連接裝置總CPU(7)一輸入端；所述裝置總CPU(7)的一輸出端與可控恒流源(10)的輸入端相連，可控恒流源(10)輸出端連接到電流夾具(11)；所述GPS時鐘模塊為裝置總CPU提供時鐘信號，GSM/GPRS通訊模塊(9)與裝置總CPU(7)以雙向通訊形式相連；所述裝置總CPU(7)與測量通道CPU(6)相連。...
【技術特征摘要】
1.一種電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置，包括信號調理電路(2)、模數轉換電路⑶、用于通訊傳輸的GSM/GPRS通訊模塊(9)、用于檢測與控制的測量通道CPU(6)、裝置總CPU(7)，其特征在于:所述裝置還包括電壓夾具(1)、恒流源電流測量電路(4)、觸發控制電路(5)、GPS時鐘模塊(8)、可控恒流源(10)、電流夾具(11);電壓夾具⑴用于采集變壓器中性點一段接地扁鋼上的壓降，經信號調理電路對該電壓信號進行程控放大，并對調理后的信號進行修正，輸出信號接入模數轉換電路，并最終由測量通道CPU完成對該段扁鋼上電壓的采集；可控恒流源(10)輸出電流的通斷由裝置總CPU控制，可控恒流源輸出電流經過電流夾具(11)接入變壓器中性點接地的一段扁鋼；恒流源電流測量電路⑷用于采集可控恒流源輸出的實際電流值，測量通道CPU從恒流源電流測量電路讀取恒流源輸出的實際電流值；觸發控制電路(5)用于對信號調理電路輸出的采樣信號與測量通道CPU設置的基準信號進行比較，產生觸發脈沖發送到裝置總CPU的外部中斷接口，然后由裝置總CPU從GPS時鐘模塊讀取當前時刻； 所述電壓夾具(1)的輸出端與信號調理電路(2)的輸入端相連，信號調理電路(2)的輸出端與模數轉換電路⑶的輸入端相連，模數轉換電路⑶和恒流源電流測量電路(4)的輸出端與測量通道CPU(6)輸入端口相連；所述觸發控制電路(5)的輸入端分別連接有信號調理電路⑵和測量通道CPU(6)的一輸出端，觸發控制電路(5)輸出端連接裝置總CPU(7) 一輸入端；所述裝置總CPU(7)的一輸出端與可控恒流源(10)的輸入端相連，可控恒流源(10)輸出端連接到電流夾具(11);所述GPS時鐘模塊為裝置總CPU提供時鐘信號，GSM/GPRS通訊模塊(9)與裝置總CPU(7)以雙向通訊形式相連；所述裝置總CPU(7)與測量通道CPU (6)相連。2.根據權利要求1所述的電力變壓器中性點直流電流測量和錄波裝置，其特征在于:所述裝置總CPU (7)控制可控恒流源(10)電流輸出，輸出電流用電流夾具(11)連接到變壓器中性點接地的一段扁鋼；測量通道CPU(6)從恒流源電流測量電路(4)讀取可控恒流源(10)輸出的實際電流值；測量通道CPU(6)通過電壓夾具(I)、信號調理電路(2)及模數轉換電路(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：全江濤，邱凌，陳科基，阮羚，童歆，王亮，鄧萬婷，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網湖北省電力公司電力科學研究院，武漢新電電氣技術有限責任公司，國網湖北省電力公司宜昌供電公司，
類型：發明
國別省市：北京;11
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