无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置及方法

技术领域

本发明涉及变压器监测技术领域，尤其涉及一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置。

背景技术

电力变压器是电力系统中关键的设备之一，也是电力设备中故障率较高的环节，它的正常运行是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，它主要用于改变电网的电压水平。在变压器的运行过程中，铁芯承担着传递磁场和电流的重要角色。电力变压器在正常运行时，铁芯和夹件必须有且仅有一点可靠接地，铁心内无电流回路，接地线上的电流很小，多为毫安级；如果铁芯两点或多点接地时，在铁芯内部会产生环流，接地线上的电流会很大，达到几十安培，这会引起变压器局部过热，严重时甚至会造成铁芯局部烧损，导致放电性故障，严重威胁变压器及电网的可靠运行。然而，由于各种原因，铁芯夹件接地电流可能会出现异常情况，严重影响变压器的安全稳定运行。为了及时发现并解决这些问题，变压器铁芯夹件接地电流的检测显得尤为重要。

现阶段对变压器铁芯夹件接地电流的检测主要有三种方法，即：采用钳形电流表定期检测铁芯夹件接地电流；采用兆欧表测量铁芯夹件对地电阻值；监测变压器绝缘油特征气体的气相色谱。目前，最主要的方式为变压器运维人员通常通过手持仪器进行检测，手持仪器将测试结果输出到显示器上。然而，这种传统的手持检测方法存在一些局限性：

(1)人工操作：传统手持检测需要运维人员亲自前往变压器现场进行操作，耗时耗力，并且容易受到人为误操作的影响。

(2)数据不能连续实时显示：手持检测通常需要确定检测点并完成连接后，再进行测试和分析。这种方式无法实时监测变压器铁芯夹件接地电流的变化情况，难以及时发现潜在的问题。

(3)数据记录不完整：手持检测的数据通常只能在检测仪器上显示，运维人员需要手动记录并整理这些数据，容易出现遗漏或错误。

(4)人员安全隐患：变压器现场存在一定的危险性，运维人员不可避免地需要进行高空、狭小空间等操作。而手持检测需要运维人员亲自参与，增加了人员的安全风险。

(5)数据跟踪分析难：手持检测无法实现数据的远程管理和维护，记录和分析过程繁琐且不易跟踪。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的不足，提出了一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置。

本发明提出的技术方案为：

一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，包括：

外壳，

电流采集模块，用于获取变压器铁芯夹件的电流信号；

信号处理模块，用于对电流采集模块采集的电流信号进行预处理；

数据分析处理模块，用于对信号处理模块的预处理电流信息进行分析处理得到处理信息，根据处理信息判断铁芯夹件接地电流的变化情况；

存储模块，用于对数据分析处理模块的处理信息进行存储；

限流电阻投切模块，串联于变压器铁芯夹件外接引线上，用于对接地引线进行分流；

显示报警模块，接收数据分析和存储模块的处理信息，根据铁芯夹件接地电流的变化情况进行显示和报警提示；

通信模块，用于数据分析单元与后台监控平台进行数据通信；

电源模块，所述电源模块用于提供工作电压。

作为本发明的进一步技术方案为，所述外壳上设置操作面板，所述操作面板上设置显示屏、限流投切按钮、电源指示灯和故障指示灯。

作为本发明的进一步技术方案为，所述电源模块包括自感应取电模块和可充电电池，所述自感应取电模块设置于接地引下线上用于自感应取电并向可充电电池充电，所述可充电电池的输出端连接数据分析处理模块和显示报警模块。

作为本发明的进一步技术方案为，所述电流采集模块，包括电流互感器、数据预处理模块，所述电流互感器的输出端连接数据预处理模块，所述数据预处理模块包括信号放大器、滤波器，所述电流互感器的输出端连接信号放大器，所述信号放大器的输出端连接滤波器。

作为本发明的进一步技术方案为，所述电流互感器采用穿心式电流互感器，通过夹具安装于铁芯夹件接地引下线上，通过固定件固定。

作为本发明的进一步技术方案为，所述限流电阻投切模块包括若干电阻，所述电阻通过控制开关分别串联于变压器铁芯夹件的接地引线上。

作为本发明的进一步技术方案为，所述显示报警模块包括显示屏、声光报警器，所述显示屏设置于外壳的上侧，用于对处理信息进行展示，所述声光报警器设置于外壳上，用于对报警信息进行声光提示。

作为本发明的进一步技术方案为，所述通信模块包括internet通信模块和SIM卡。

本发明还提供一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测方法，包括以下步骤：

通过电流采集模块获取变压器铁芯夹件的电流信号；

信号处理模块对电流采集模块采集的电流信号进行预处理；

数据分析处理模块对信号处理模块的预处理电流信息进行分析处理得到处理信息；

根据处理信息判断铁芯夹件接地电流的变化情况，对限流电阻投切模块进行控制，并通过显示报警模块进行显示报警；

通过通信模块将铁芯夹件接地电量的变化情况传输至后台监控平台。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用传感器和信号处理技术，能够实现对电流信号的高精度监测和分析；

2、能够实时记录和反馈变压器铁芯中的电流变化情况，使操作人员及时了解变压器运行状态；

3、能够准确识别铁芯中的异常电流情况，提高变压器的安全性和稳定性。

配备通信模块；

4、可以与变压器监控中心进行联动，实现远程监测和管理，降低了维护成本。

附图说明

图1为本发明提出的无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置结构图；

图2为本发明提出的操作面板结构图；

图3为本发明提出的无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测方法流程图。

距离实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、距离结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1至图2所示，本发明提出一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置，包括：

外壳101，

电流采集模块102，用于获取变压器铁芯夹件的电流信号；

信号处理模块103，用于对电流采集模块采集的电流信号进行预处理；

数据分析处理模块104，用于对信号处理模块的预处理电流信息进行分析处理得到处理信息，根据处理信息判断铁芯夹件接地电流的变化情况；

存储模块105，用于对数据分析处理模块的处理信息进行存储；

限流电阻投切模块106，串联于变压器铁芯夹件外接引线上，用于对接地引线进行分流；

显示报警模块107，接收数据分析和存储模块的处理信息，根据铁芯夹件接地电流的变化情况进行显示和报警提示；

通信模块108，用于数据分析单元与后台监控平台进行数据通信；

电源模块109，所述电源模块用于提供工作电压。

本发明可以实现数据监测、数据分析以及数据实时传输、数据异常报警功能，通过设置电流采集模块对变压器铁芯的电流信号进行采集，电流采集模块采用高灵敏度的电流传感器，通过信号处理模块对电流传感器采集的电流信号进行放大滤波处理。

由于变压器铁芯接地引下线为垂直设置，本发明实施例中，电流采集模块可以和在线监测装置分开设置，也可以为一体设置，电流采集模块采用穿心式电流互感器，方便安装，电流互感器采用夹具直接安装至铁芯、夹件接地引下线上，通过固定附件固定在合适位置，传感器内置信号预处理模块，采用先进的数字信号处理技术能够在采集端对微弱的电流信号进行放大和滤波处理，抗干扰能力强。

信号处理模块接收传感器输出的模拟信号，并将其转化为数字信号。通过内部的模数转换器和滤波器，对信号进行处理和优化，以提高监测结果的准确性和稳定性。经过信号处理后，数字信号被送入数据分析存储模块。对电流信号进行实时分析和判断，以检测铁芯中的任何异常情况。同时，通过存储模块能够持久记录变压器铁芯的电流变化情况。

显示与报警系统用于直观地展示铁芯电流的监测结果，并在发现异常情况时发出警报。报警系统可以通过声音、光信号等方式提醒操作人员，并及时采取相应的措施。

参见图2，本发明实施例中，外壳101上设置操作面板，所述操作面板上设置显示屏111、限流投切按钮112、电源指示灯113和故障指示灯114。

本发明实施例中，电源模块包括自感应取电模块和可充电电池，所述自感应取电模块设置于接地引下线上用于自感应取电并向可充电电池充电，所述可充电电池的输出端连接数据分析处理模块和显示报警模块。

本发明实施例中，电流采集模块，包括电流互感器、数据预处理模块，所述电流互感器的输出端连接数据预处理模块，所述数据预处理模块包括信号放大器、滤波器，所述电流互感器的输出端连接信号放大器，所述信号放大器的输出端连接滤波器。

其中电流互感器在铁芯和夹件分别设置一组，用于获取铁芯的电流信号和夹件的电流信号，电流互感器采用穿心式电流互感器，通过夹具安装于铁芯夹件接地引下线上，通过固定件固定。

本发明实施例中，限流电阻投切模块包括若干电阻，所述电阻通过控制开关分别串联于变压器铁芯夹件的接地引线上。本发明设置的限流电阻投切模块主要在接地电流异常增大，超过安全电流值时，铁芯外接引线上串接电阻模块，电阻模块为包括不同阻值的电阻并联，根据实时电流值可以进行手动或自动模式把合适的电阻接入接地引线中，作为临时措施用于限制铁芯接地电流，可在短时间内防止变压器因铁芯发热故障。

本发明实施例中，显示报警模块包括显示屏、声光报警器，所述显示屏设置于外壳的上侧，用于对处理信息进行展示，所述声光报警器设置于外壳上，用于对报警信息进行声光提示。

本发明实施例中，通信模块包括internet通信模块和SIM卡。本发明实施例中，通过设置通信模块将监测结果传输至后台监控平台，通信模块可采用内置SIM卡，可无线传输数据，可与运检信息平台进行联动；也可以通过网络连接，将监测结果传输给监控中心，以实现对变压器的远程监测和管理。同时可以设置异常报警时对运检人员进行短信通知的功能。

本发明实施例提供的一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测装置采用先进的传感器和信号处理技术，能够实现对电流信号的高精度监测和分析；

能够实时记录和反馈变压器铁芯中的电流变化情况，使操作人员及时了解变压器运行状态；能够准确识别铁芯中的异常电流情况，提高变压器的安全性和稳定性。配备通信模块，可以与变压器监控中心进行联动，实现远程监测和管理，降低了维护成本。

本发明实施例中，电流采集模块可采用小型电流互感器实现；数据分析处理模块可以使用单片机、PLC实现完成；本发明的数据检测部分与数据分析上传模块可以进行分为两部分，两部分间既可以通过线缆连接，也可以通过蓝牙进行无线数据传输，降低现场的安全风险，同时节约现场空间。

参见图3，一种无线传输变压器铁芯夹件接地电流在线监测方法，包括以下步骤：

步骤201，通过电流采集模块获取变压器铁芯夹件的电流信号；

步骤202，信号处理模块对电流采集模块采集的电流信号进行预处理；

步骤203，数据分析处理模块对信号处理模块的预处理电流信息进行分析处理得到处理信息；

步骤204，根据处理信息判断铁芯夹件接地电流的变化情况，对限流电阻投切模块进行控制，并通过显示报警模块进行显示报警；

步骤205，通过通信模块将铁芯夹件接地电量的变化情况传输至后台监控平台。

本发明用于实时监测变压器铁芯中的电流情况。采用了先进的无损检测技术，通过传感器将变压器铁芯中的电流信号转化为数字信号进行处理和分析。同时，该装置还具备高精度、实时性好、可靠性强等优点，能够有效地提高变压器运行的安全性和稳定性。通过采用该变压器铁芯电流在线监测装置，可以实时监测铁芯中的电流情况，提前发现变压器运行中可能存在的故障和异常情况，在接地电流异常增大情况下投切限流电阻避免铁芯和夹件持续发热作为临时措施有效避免故障扩大。

以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。