【正文】 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 15 電流互感器采樣和測量硬件電路設計 電流互感器選擇額定電流比為 100A/5A 變比的具體型號，通過運放加采樣電阻的方式，對電流進行采樣。 3) 絕緣水平 12/42/75kV。 技術參數(shù) ： 1) 產品符合 GB12082020。 圖 36 LBZ10 型干式環(huán)氧樹脂澆注電流互感器外觀圖 Figure 36 LBZ10 dry type epoxy resin cast of current transformer outside View LBZ10 型電流互感器技術指標 LBZ10 型為干式環(huán)氧樹脂澆注電流互感器。綜合考慮設備的配套等特性，生產廠家也選擇上海萬上電氣設備有限公司。本設計選擇符合國家強制標準 GB12082020 的 LBZ10 型電流互感器。具體模塊的工作方式后面會詳細介紹。 6) 海拔高度：不超過 1000m。 5) 環(huán)境溫度： 30℃ ~40℃ 。 3) 本型互感器滿足 GB12071997《 電壓互感器 》 之要求 。 技術參數(shù) : 1) 額定絕緣水平： 12/42/75kV。 二次出線有接線保護盒，其下方有出現(xiàn)孔，接線方便、安全可靠并能實現(xiàn)防竊電措施。 互感器采用 戶外環(huán)氧樹脂澆注，全封閉、支柱式結構。然后配合電壓測量電路進行使用。具體使用過程當中，將待測電壓線，接在具有高強度絕緣性 能的上端兩個支撐架上面。生產廠家為上海萬上電氣設備有限公司。電流互感器實際運行中負荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù) (N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流 (I1)通過一次繞組時，產生的交變磁通感應產生按比例減小的二次電流 (I2)；二次繞組的匝數(shù) (N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷 (Z)串聯(lián)形成閉合回路，見 下圖 33。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結構，其原邊電壓為被測電壓 （ 如電力系統(tǒng)的線電壓 ） ，可以單相使用，也可以用兩臺接成 VV 形作三相使用。 電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。 其工作原理與變壓器相同，基本結構也是鐵心和 原、副繞組。干式電壓互感器結構簡單、無著火和爆炸危險，但絕緣強度較低，只適用于 6kV 以下的戶內式裝置；澆注式電壓互感器結構緊湊、維護方便，適用于 3kV～ 35kV 戶內式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于 10kV 以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于 SF6全封閉電器中。 電壓互感器的分類 1) 按安裝地點可分為戶內式和戶外式。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產生不同的一次電壓與二次電壓比 ，這就可組成不同比的電壓互感器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。一般來說，對于鐵氧體磁心，該要求能夠滿足。根據(jù)現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，電流傳感器可選擇量程在 ，分辨率在 2mA 的電流傳感器，電壓傳感器可選擇量程在 10kV之內。而在發(fā)生多點接地故障時，接地電流會變得很大，為安培級。利用信號接收電路將傳感器陣列的輸出的信號轉化為電壓信號，并將電壓信號進行放大、濾波，為了確保采集電路的精度，其中的供電電壓都是由電源模塊提供的準確、穩(wěn)定的電源電壓。裝置接線方式如圖 32。系統(tǒng)整體設計電路圖如下圖 31 所示。 李超凡： 10kV 電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測 系統(tǒng) 設計 8 3 10kV 電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測系統(tǒng) 硬件電路設計 系統(tǒng)整體采用單片機作為控制核心，主要進行電壓和電流采樣，同時通過 2 路溫度采樣，檢測變壓器重要部位的溫度情況，實現(xiàn)全面檢查。 3)如何保證信號在傳輸、處理的過程中的真實可靠性 。 本論文主要圍繞以下工作展開 : 1)對引起接地電流、電壓、溫度變化的原因進行分析 。 主要設計內容 電力變壓器發(fā)生故障時，會有很多特征量表現(xiàn)出來，本文主要是針對接地電流、電壓、溫度進行專項研究。如圖 21 所示。 2） 系統(tǒng)設 計時預留有接口，可隨時增加軟硬件設備，系統(tǒng)只要做少量的改動即可，可以在很短的時間內完成。該系統(tǒng)設計將對 10kV 變壓器進行現(xiàn)場連續(xù)在線監(jiān)測，鐵芯接地電流、電壓在正常范圍內波動，頂層油溫處于正常范圍。 李超凡： 10kV 電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測 系統(tǒng) 設計 6 功能設計方案 本論文將設計一套 10kV 電力變壓器多參量綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)。 6) 診斷 對處理后的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、判據(jù)及其他信息進行比較、分析后，對設 備的狀態(tài)或故障部位做出診斷。 5) 數(shù)據(jù)的處理 對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，例如，對獲取的數(shù)字信息作頻譜和時域分析，利用平均處理、軟件濾波等技術，對信號做進一步的處理，來提高信噪比。對固定式監(jiān)測系統(tǒng)，因數(shù)據(jù)處理單元遠離現(xiàn)場，故需配置專門的信號傳輸單元。 3) 數(shù)據(jù)的采集 將經 過預處理的信號進行采集、 A/D 轉換和記錄。它對監(jiān)測信號起著讀數(shù)和觀測的作用。 2 39。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生 感應電動勢 .當 N2N1 時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為 升壓變壓器 ：當 N2N1 時，其感應電動勢低于初級電壓，這種變壓器稱為 降壓變壓器 。 變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。因此，這兩種狀態(tài)監(jiān)測技術各有優(yōu)勢，可同時采 用以實現(xiàn)互補。從目前國內外變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測技術發(fā)展來看，主要的技術有兩種：局部放電在線監(jiān)測和油色譜分析。造成這種狀況的原因是多方面的 ,除管理維護、質量監(jiān)督、設計標準等方面的問題外 ,反映在評估技術上的問題主要有 :評估時沒有把各類設備一并考慮。目前利用綜合信息對變壓器進行狀態(tài)評估的研究還遠未達到實用要求。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 3 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 從國內外的研究情況來看 ,對變壓器的狀態(tài)參量監(jiān)測工作的研究已經受到國內的廣泛關注 ,也取得了一定的成果。所以，變壓器有必要研究狀態(tài)監(jiān)測和在線狀態(tài)監(jiān)測，如何科學有效的防止變壓器故障及快速準確監(jiān)測變壓器故障，提高電力變壓器的安全性、可靠性，降低維修成本，保證供電質量的研究顯得十分有意義，應該引起重視 .電力變壓器實行狀態(tài)參量監(jiān)測是先進的科學管理方法，原有電力變壓器的運行監(jiān)測已難以適應高安全、優(yōu)質、可靠、經濟性電 網的發(fā)展要求，實現(xiàn)狀態(tài)參量監(jiān)測，可以減少監(jiān)測的盲目性，降低運行維護費用，提高資金利用率，提高電力變壓器運行可靠性及設備壽命，減輕工人勞動強度，實現(xiàn)減員增效，提高企業(yè)社會效益和經濟效益。因為變壓器長期處于運行的狀態(tài) ,所以其組成材質逐漸劣化 ,為事故的發(fā)生埋下隱患 ,已經成為導致變壓器出現(xiàn)故障的主要原因。導致變壓器出現(xiàn)事故的原因很多 ,其中包括變壓器在安裝、維護、檢修時 ,沒有嚴格按照相關要求 ,導致變壓器存在一定的缺陷 ,存在嚴重的故障隱患 。所以 ,變壓器的正常運行對整個電力系統(tǒng)而言非常重要。電力系統(tǒng)安全與否、供電性能是否可靠、運行是否經濟與變壓器有著直接的關系。 李超凡： 10kV 電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測 系統(tǒng) 設計 2 1 緒論 目的和意 義 在電力系統(tǒng)中 ,變壓器非常重要 ,也是非常昂貴的設備。怎樣合理安排電力設備的檢修，節(jié)省檢修費用、降低檢修成本，同時保證系統(tǒng)有較高的可靠性，對系統(tǒng)運行人員來說是一個重要課題。電力變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的變電設備，其運行狀態(tài)將直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。 變壓器中多種參量 在線監(jiān)測系統(tǒng)中的自動識別，能夠及時發(fā)現(xiàn)內部 缺陷及變壓器損壞 程度，防止事故發(fā)生 。為保證電力 系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須加強對電力變壓器絕緣的監(jiān)測和診斷。 Transformer oil temperature。 Core earth current。盡可能實現(xiàn)多點接地故障的自動處理。在變壓器所處的惡劣的電磁環(huán)境中，設備要能夠穩(wěn)定可靠的工作，抗電磁干擾是難點。變壓器鐵心電流、電壓、溫度的在線監(jiān)測，必須確保采集到的 信號真實可靠，同時應保證監(jiān)測裝置最小限度的改變變壓器的運行接線狀態(tài)。 本文其次介紹了鐵心接地電流、電壓、溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。 I 摘要 作為電網中重要的設備之一，電力變壓器的正常工作與否直接影響電網的安全穩(wěn)定運行。本論文首先闡述了電力變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究目的和意義、國內外研究動態(tài)和發(fā)展趨勢，然后進行了深入地分析。該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對變壓器鐵心接地電流、電壓、溫度的實時或定時監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)的存儲，并在接地線電流、電壓、溫度超過國家標準后能夠發(fā)出信號和實現(xiàn)限流電阻的自動投切，將接地電流、電壓、溫度限制在規(guī)程要求的范圍之內。作為一種工作在電流大范圍內變化的設備，必須具備較好的量程自動轉換及保護電路。作為便攜式設備，應保證信號所測得的數(shù)據(jù)能夠方便的上傳給控制人員，通訊方式最好采用無線方式。 關鍵字：電力變壓器；鐵芯接地電流；電壓；變壓器油溫；在線監(jiān)測 II Abstract As one of the important equipment in the power grid, power transformer works or not directly affect the safe and stable operation of power grids. This paper first provides power transformer online monitoring system of purpose and meaning, research and development trends at home and abroad, and then make a thorough analysis. This second article describes core earth currents, voltages, temperature online monitoring system. The system can be realized on earth current, voltage and temperature of transformer core storage or regularly monitored in real time and historical data, And on the ground, current, voltage, temperature exceeds the national standards will be able to send a signal and automatic switching of current limiting resistor, to limit the earth current, voltage and temperature within the scope of the code requirements. Current, voltage and temperature on line monitoring of transformer core, you must ensure that collected signals are true and correct, should ensure that monitoring devices at the same time minimise change the running of transformer connection state. As a change in the current scope of work equipment must have a good Automatic Range conversion and protection circuit. In adverse electromagic environment of the transformers, stable and reliable equipment to be able to work, EMI is difficult. As a portable device, make sure the signal measured it easy to upload data to the control of personnel, means of munication the best use of wireless processing for multi point earthing fault as much as possible. Key words: power transformer。 Voltage。 Online monitoring 目錄 0 引言 ......................................................................