一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型利用超聲波檢測(cè)法判斷電抗器內(nèi)部局部放電；利用內(nèi)置式熱電阻檢測(cè)磁控電抗器內(nèi)部溫度；利用油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、HFCT在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電流檢測(cè)系統(tǒng)交叉判斷磁控電抗器故障類型。
【專利說(shuō)明】一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力行業(yè)輸變電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]磁控電抗器是一種較為新型的無(wú)功補(bǔ)償裝置，主要用于電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償與限制短路電流等功能，用來(lái)抑制電容器組的合閘涌流與操作過(guò)電壓?，F(xiàn)今在電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，人們主要把保護(hù)的重點(diǎn)放在諸如變壓器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備上，往往忽略了電抗器的保護(hù)，當(dāng)電抗器發(fā)生故障時(shí)，有可能引起整套設(shè)備的損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懻麄€(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]磁控電抗器具有相應(yīng)速度快、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，但國(guó)內(nèi)相對(duì)諸如變壓器、GIS等設(shè)備的成熟的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備而言，其故障檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)等故障預(yù)防手段還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)磁控電抗器，發(fā)明一種可以適用于磁控電抗器的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，保證磁控電抗器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證電網(wǎng)安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁控電抗器絕緣性能、溫度、振動(dòng)等方面的性能的設(shè)備，從而為運(yùn)維人員提供磁控電抗器運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并判斷磁控電抗器的狀態(tài)的磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括上位機(jī)以及HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是:所述HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傳感器本體、傳感器連接處卡槽、數(shù)據(jù)輸出線以及系統(tǒng)電路，所述傳感器本體為兩部分拼接而成，傳感器連接處卡槽固定在控電抗器鐵心接地線上，傳感器本體通過(guò)傳感器連接處卡槽固定并套在磁控電抗器鐵心接地線上，所述系統(tǒng)電路輸入端與傳感器的輸出端相連接，所述系統(tǒng)電路的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)輸出線與上位機(jī)相連接。
[0008]所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述每個(gè)系統(tǒng)的輸出均與所述上位機(jī)相連接。
[0009]所述傳感器磁芯選擇鐵氧體磁芯。
[0010]所述系統(tǒng)電路包括自感線圈、等效電阻、等效雜散電容、匝間寄生電容以及積分電阻，所述傳感器的輸出的一端通過(guò)等效雜散電容與數(shù)據(jù)輸出線的一端相連接，串聯(lián)的自感線圈和等效電阻的兩端并聯(lián)在效雜散電容的兩端；所述傳感器的輸出的另一端與數(shù)據(jù)輸出線的另一端相連接，所述匝間寄生電容以及積分電阻分別并聯(lián)在數(shù)據(jù)輸出線的兩端。
[0011]本實(shí)用新型的具體表現(xiàn)為:利用超聲波檢測(cè)法判斷電抗器內(nèi)部局部放電；利用內(nèi)置式熱電阻檢測(cè)磁控電抗器內(nèi)部溫度；利用油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、HFCT在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電流檢測(cè)系統(tǒng)交叉判斷磁控電抗器故障類型。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中傳感器結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中系統(tǒng)電路的電路圖。
[0015]圖4是本發(fā)明振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，分為HFCT在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、局放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0018]本實(shí)用新型中HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)電路如圖2、圖3所示。其中21為傳感器本體；22為傳感器連接處卡槽；23為變壓器鐵心接地線；24為數(shù)據(jù)輸出線。31為變壓器線圈自感；32為系統(tǒng)等效電阻；33為對(duì)屏蔽的等效雜散電容；34為匝間寄生電容；35為積分電阻；36為電流傳感器。
[0019]在安裝HFCT在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)需注意，21傳感器為兩部分拼接而成，這樣可以使傳感器套在23變壓器鐵心接地線上。傳感器本體周圍半米內(nèi)不得諸如手機(jī)、對(duì)講機(jī)等干擾源，必要時(shí)可以對(duì)21傳感器安裝屏蔽盒。22為傳感器連接處卡槽，其作用為固定21傳感器兩部分，使其能夠固定在23磁控電抗器鐵心接地線上。24為數(shù)據(jù)輸出線，其作用是將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)。
[0020]傳感器磁芯選擇鐵氧體磁芯。
[0021]振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器采用光纖振動(dòng)傳感器，其主要講光源發(fā)出的光經(jīng)光纖送入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)，外界振動(dòng)參數(shù)進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用，使光的強(qiáng)度、頻率、相位、偏振等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)光纖送入光探測(cè)器、解調(diào)儀而獲得被測(cè)振動(dòng)量。
[0022]局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用超聲波監(jiān)測(cè)法。局部放電時(shí)總會(huì)伴隨著聲發(fā)射現(xiàn)象，其產(chǎn)生的聲波在各個(gè)頻段都有散射。一般認(rèn)為，當(dāng)局部放電發(fā)生后，由于電場(chǎng)力的作用或壓力的作用，放電部位的氣體會(huì)發(fā)生膨脹和收縮的過(guò)程，將會(huì)引起局部體積變化。這種體積的變化，在外部產(chǎn)生疏密波，即產(chǎn)生聲波。通常局部放電在氣體中產(chǎn)生的聲波頻率約幾kHz，而在液體、固體中產(chǎn)生的聲波頻率約在幾十到幾百kHz。通過(guò)檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)來(lái)判定局部放電的方法稱為局部放電的超聲波檢測(cè)法。超聲波局部放電的檢出，應(yīng)避開(kāi)干擾頻率范圍而以高頻率為對(duì)象。但頻率越高，聲波在傳送過(guò)程中的衰減很大，因此超聲波局部放電檢出的頻率一般在數(shù)十到數(shù)百kHz。典型的超聲波傳感器的中心頻率大約在40kHz附近，通常固定在被檢測(cè)電器設(shè)備的外殼上，利用壓電晶體作為聲電轉(zhuǎn)化元件。當(dāng)其內(nèi)部發(fā)生放電時(shí)，局部放電產(chǎn)生的聲波信號(hào)(主要是超聲部分)傳遞到電器設(shè)備表面時(shí)，由超聲波傳感器將超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)一步放大后傳到采集系統(tǒng)，以達(dá)到檢測(cè)局部放電的目的。同時(shí)，可通過(guò)在電器設(shè)備表面布置多個(gè)聲發(fā)射傳感器組成定位檢測(cè)陣列，通過(guò)計(jì)算聲發(fā)射信號(hào)到達(dá)各個(gè)傳感器的時(shí)差就可以對(duì)放電部位的三維位置進(jìn)行定位，從而判斷放電對(duì)電器設(shè)備的損傷程度。超聲波檢測(cè)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有強(qiáng)烈的電磁干擾，但是電器設(shè)備內(nèi)的游離顆粒對(duì)柜壁的碰撞可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾；同時(shí)，由于電器設(shè)備內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，超聲波衰減嚴(yán)重，在絕緣內(nèi)部發(fā)生的放電則有可能無(wú)法被檢測(cè)到。超聲局部放電傳感器可以安置在磁控電抗器內(nèi)部也可以是外部，放置位置為離磁控電抗器引線、夾件等位置相對(duì)較近的油箱上。一般情況下，傳感器數(shù)量不能小于4個(gè)。
[0023]油色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的油色譜檢測(cè)裝置。主要可以檢測(cè)油中氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔等氣體。
[0024]本實(shí)用新型的上位機(jī)包括數(shù)字處理器，數(shù)字處理器接有A/D轉(zhuǎn)換器、CAN接口、485接口，數(shù)字處理器連接以太網(wǎng)接口，數(shù)字處理器通過(guò)RS485總線與總監(jiān)控中心連接。
[0025]本實(shí)用新型對(duì)磁控電抗器的故障判斷依據(jù)如下:
[0026]1、當(dāng)局部放電模塊發(fā)現(xiàn)磁控電抗器有局部放電信號(hào)時(shí)，對(duì)照油色譜在線監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)乙炔含量增長(zhǎng)，則可判斷該電抗器有局部放電產(chǎn)生。如沒(méi)有則分為下面兩條中的兩種情況:
[0027]1)當(dāng)局部放電模塊發(fā)現(xiàn)磁控電抗器有局放信號(hào)，但油色譜中乙炔含量未增長(zhǎng)，且振動(dòng)模塊監(jiān)測(cè)的振動(dòng)數(shù)據(jù)有較大變化，則可能為電抗器內(nèi)部夾持件發(fā)生松動(dòng)。
[0028]2)當(dāng)局部放電模塊發(fā)現(xiàn)電抗器有局放信號(hào)，但油色譜中乙炔含量未增長(zhǎng)，且振動(dòng)模塊監(jiān)測(cè)的振動(dòng)數(shù)據(jù)沒(méi)有較大變化，則可能為外部干擾，運(yùn)維人員需要在電抗器周邊進(jìn)行干擾排除工作
[0029]2、HFCT在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只作為局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的補(bǔ)充與應(yīng)正，不建議對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行故障類型定義。且只在其他模塊監(jiān)控磁控電抗器發(fā)生故障時(shí)使用。
[0030]3、當(dāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)磁控電抗器溫度異常時(shí)，具體故障類型需要參考油色譜監(jiān)測(cè)模塊，主要判斷依據(jù)油色譜內(nèi)部碳元素含量。當(dāng)碳元素含量增高時(shí)，可以確定電抗器溫度異常部位處于有絕緣紙板包裹部位；如沒(méi)有發(fā)現(xiàn)碳元素含量增高且電網(wǎng)負(fù)荷沒(méi)有大幅度調(diào)整，則可判斷為電抗器裸金屬部位(如引線等)溫度升高。
[0031]本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括上位機(jī)以及HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述HFCT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傳感器本體、傳感器連接處卡槽、數(shù)據(jù)輸出線以及系統(tǒng)電路，所述傳感器本體為兩部分拼接而成，傳感器連接處卡槽固定在控電抗器鐵心接地線上，傳感器本體通過(guò)傳感器連接處卡槽固定并套在磁控電抗器鐵心接地線上，所述系統(tǒng)電路輸入端與傳感器的輸出端相連接，所述系統(tǒng)電路的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)輸出線與上位機(jī)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及油色譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述每個(gè)系統(tǒng)的輸出均與所述上位機(jī)相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器磁芯選擇鐵氧體磁芯。
4.如權(quán)利要求1所述的磁控電抗器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)電路包括自感線圈、等效電阻、等效雜散電容、匝間寄生電容以及積分電阻，所述傳感器的輸出的一端通過(guò)等效雜散電容與數(shù)據(jù)輸出線的一端相連接，串聯(lián)的自感線圈和等效電阻的兩端并聯(lián)在效雜散電容的兩端；所述傳感器的輸出的另一端與數(shù)據(jù)輸出線的另一端相連接，所述匝間寄生電容以及積分電阻分別并聯(lián)在數(shù)據(jù)輸出線的兩端。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK204214972SQ201420741358
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】聶德鑫, 盧文華, 陳鋒, 鄭浩, 杜振波, 蔡偉, 梁嗣元 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司