保护电路

技术领域

本申请涉及变压器包含技术领域，具体而言，涉及一种保护电路。

背景技术

在变压器绕组形变的带电检测中，激励信号无法像离线检测一样直接由套管端口注入，一般通过电容耦合器从中性点套管注入扫频信号，再从高压套管末屏获取输出信号。在带电检测中，虽然变压器中性点不平衡电压理论上为零，但是由于制作工艺和运行条件，中性点套管有一定的不平衡电压。

因此，如何降低中性点套管不平衡电压，以保障测试人员的人身安全和检测设备的安全运行尤为关键。相关技术中的带电检测保护电路在阻止高频信号流入、保护电路的基础上，往往存在着同时削弱了输入激励信号能量导致信噪比较低的问题，使得检测结果存在一定的误差。

针对相关技术中变压器绕组形变的带电检测的检测结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种保护电路，以解决相关技术中变压器绕组形变的带电检测的检测结果不准确的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种保护电路。该保护电路包括：第一电容器、第二电容器、气体放电管、第一电感、第二电感和压敏电阻，其中，第一电容器、第二电容器串联连接后，一端经由第一电感接地，另一端接入中性点套管；气体放电管、第二电感和压敏电阻并联连接后，一端接入第一电容器和第二电容器之间的节点，另一端接地。

可选地，第一电容器与第二电容器构成电容分压器，其中，第一电容器为耦合电容器。

可选地，第一电感用于控制信号注入点的工频电压降低至小于等于中性点套管电压。

可选地，压敏电阻在温度一定、电压增大时电阻率会减小，当电压达到放电电压时，压敏电阻放电。

可选地，气体放电管由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，当气体放电管的两端电压达到击穿电压时，气体放电管开始放电。

可选地，气体放电管开始放电的过程中，气体放电管由高阻抗变成低阻抗，使得气体放电管作为过电压旁路电路控制两电极近似短路。

可选地，变压器绕组形变的带电检测中，中性点套管接收注入的激励信号，其中，中性点套管包括高压套管的末屏，高压套管导体和末屏之间的第一电容器与末屏对地的第二电容器构成电容分压器。

可选地，第一电容器的分压比与中性点套管的末屏的分压比的差值大于等于1，且处于预定范围内。

可选地，将末屏的引线引出，当扫频信号通过保护电路时候，控制带电检测中变压器正常运行，其中，耦合电容器耦合于变压器的中性点套管的引线处。

根据本申请的另一方面，提供了一种变压器绕组。该变压器绕组包括：上述任意一项的保护电路作为带电检测过程中的安全组件。

通过本申请，通过：第一电容器、第二电容器、气体放电管、第一电感、第二电感和压敏电阻，其中，第一电容器、第二电容器串联连接后，一端经由第一电感接地，另一端接入中性点套管；气体放电管、第二电感和压敏电阻并联连接后，一端接入第一电容器和第二电容器之间的节点，另一端接地，解决了相关技术中变压器绕组形变的带电检测的检测结果不准确的问题。从而使得进入变压器激励信号的高频能量更多，信噪比更高，进而达到了变压器绕组形变的带电检测的检测结果更稳定、准确的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的保护电路的示意图；

图2是根据本申请实施例提供的保护电路中的中线套管的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请的实施例，提供了一种保护电路。

图1是根据本申请实施例的保护电路的流程图。如图1所示，该保护电路包括：第一电容器、第二电容器、气体放电管、第一电感、第二电感和压敏电阻，其中，第一电容器、第二电容器串联连接后，一端经由第一电感接地，另一端接入中性点套管；气体放电管、第二电感和压敏电阻并联连接后，一端接入第一电容器和第二电容器之间的节点，另一端接地。

如图1所示，第一电容器为C1，第二电容器为C2、气体放电管为SP、第一电感为L1、第二电感为L2，压敏电阻为R。第一电容器C1和第二电容器C2串联连接后，一端经由第一电感为L1接地，另一端接入中性点套管；气体放电管SP、第二电感L2和压敏电阻R并联连接后，一端接入第一电容器C1和第二电容器C2之间的节点，另一端接地。

本申请实施例提供的保护电路，通过第一电容器、第二电容器、气体放电管、第一电感、第二电感和压敏电阻，其中，第一电容器、第二电容器串联连接后，一端经由第一电感接地，另一端接入中性点套管；气体放电管、第二电感和压敏电阻并联连接后，一端接入第一电容器和第二电容器之间的节点，另一端接地，解决了相关技术中变压器绕组形变的带电检测的检测结果不准确的问题。从而使得进入变压器激励信号的高频能量更多，信噪比更高，进而达到了变压器绕组形变的带电检测的检测结果更稳定、准确的效果。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，第一电容器与第二电容器构成电容分压器，其中，第一电容器为耦合电容器。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，第一电感用于控制信号注入点的工频电压降低至小于等于中性点套管电压。

具体地，耦合电容器电容C1与第二电容C2串联构成电容分压器，再加上并联的第一电感L1的影响，可使信号注入点的工频电压降低至中性点套管电压的1/10000以下，保护测试人员及设备安全。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，压敏电阻在温度一定、电压增大时电阻率会减小，当电压达到放电电压时，压敏电阻放电。

具体地，压敏电阻R在温度一定、电压增大时电阻率会急剧减小，当电压达到其放电电压时，压敏电阻R首先放电，达到对设备保护的目的。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，气体放电管由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，当气体放电管的两端电压达到击穿电压时，气体放电管开始放电。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，气体放电管开始放电的过程中，气体放电管由高阻抗变成低阻抗，使得气体放电管作为过电压旁路电路控制两电极近似短路。

具体地，当两端电压达到气体放电管SP的击穿电压时，气体放电管SP便开始放电，并由高阻抗变成低阻抗，两电极近似短路，从而将过电压旁路，实现了对设备及测试人员的保护。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，变压器绕组形变的带电检测中，中性点套管接收注入的激励信号，其中，中性点套管包括高压套管的末屏，高压套管导体和末屏之间的第一电容器与末屏对地的第二电容器构成电容分压器。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，第一电容器C1的分压比与中性点套管的末屏的分压比的差值大于等于1，且处于预定范围内。

此外，在变压器绕组形变的检测中，为配合信号保护电路的功能实现，中性点套管可以为电容式套管，

电容式套管可以是层式结构，如图2所示。高压套管导体和末屏之间的第一电容C1与末屏对地第二电容C2构成电容分压器，分压比一般在10:1以上。正常运行时，对于110kV的变压器来说，套管主电容一般为200pF，对地电容为2000pF左右，高压套管末屏处存在大约10kV的残余电压，为了防止闪络，正常运行时末屏一般做接地处理。

可选地，在本申请实施例提供的保护电路中，将末屏的引线引出，当扫频信号通过保护电路时候，控制带电检测中变压器正常运行，其中，耦合电容器耦合于变压器的中性点套管的引线处。

需要说明的是，对于注入信号来说，耦合电容器C1的分压比应该与套管末屏的分压比相近或更高，以免其影响到变压器的正常运行。因此对末屏进行改造，将末屏引线引出，当扫频信号通过保护电路时候，利用耦合电容器C1耦合于变压器中性点套管引线处，保证带电检测中变压器的正常运行。

在一种可选的实施方式中，如表1所示，给出在忽略变压器阻抗的前提下，改进的保护电路在不同频率下信号注入点各支路电流的百分比计算值。

从表1可以看出，由于L2的存在，在10kHz的时候，进入耦合电容器C1的电流IC1占总电流IS的1/3左右，但50kHz之后IC1占总电流IS的90％以上，能够保证信号源产生的高频扫频信号基本进入变压器绕组中。

表1各支路电流的百分比计算值

其中，保护电路选用的压敏电阻R型号为20D221K，其参数如表2所示：

表2 20D221K的相关系数

其中，选用的气体放电管SP型号为2RM230L-8，其参数如表3所示：

表3 2RM230L-8的相关系数

本申请实施例还提供了一种变压器绕组，需要说明的是，采用权利上述一项所述的保护电路作为带电检测过程中的安全组件。保护电路不仅具有保障安全的作用，让进入变压器激励信号的高频能量更多，信噪比更高，检测结果更稳定、准确。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。