CN206400038U - 一种变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路 - Google Patents

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刘云鹏
田源
张重远
耿江海
程槐号
李昊鸾
胡焕
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Abstract

本实用新型公开了一种新的变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路，如下图1所示。该电路包括电容器C2(图1中的C1为耦合电容器，正弦扫频信号通过耦合电容器注入到变压器中性点套管)、气体放电管SP、电感L1、电感L2和压敏电阻R。压敏电阻R和气体放电管SP并联，两者的公共端连接到扫频信号发生器(图1中的Us)，另一端都接地；电感L1的一端连接扫频信号发生器Us与气体放电管SP连接的公共端，另一端接地；电感L2与电容C2串联后，一端连接扫频信号发生器，另一端接地。本实用新型与一般带电检测方法中信号从套管末屏注入方式相比，进入变压器的激励信号能量更多，信噪比更高，检测结果更稳定、准确。

Description

一种变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路
技术领域
本发明属于一种提高变压器绕组变形带电检测方法有效性及稳定性的方法，具体就是一种新的变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路。
背景技术
在国外，主要应用扫频响应分析仪(Sweep Frequency Response Analyzer)和网络分析仪(Network Analyzer)对变压器绕组变形进行检测，但是由于其价格昂贵，所以难以在国内推广使用。
我国在变压器绕组变形诊断技术方面的研究起步较晚，自1990年以来，由北京电力科学研究院、武汉高压研究所、西安交通大学对频率响应法进行了尝试，取得了一定的成效。后来电力***各单位和变压器生产厂家也都用频响分析法进行了普测，积累了大量数据和经验，并及时检测出绕组变形故障，避免了重大事故的发生。目前，武高所、电力科学研究院和华北电科院都自行研制了变压器绕组变形测试设备，并在电力***得到广泛应用，取得了很好的效果。如中国电力科学研究院自行开发研制TDT型系列绕组变形检测仪，到目前为止已从TDT1代发展到了TDT6代，而且从单通道测试发展到能三通道同时测量，在性能和数据处理各方面都有一定的提升。
目前离线变压器绕组变形检测存在以下不足：
(1)常规停电测试需拆除套管所有接线，试验时间长，不但要消耗大量的人力物力，同时影响***的可靠运行；
(2)受停电计划影响，测试困难，试验周期长。
(3)停电检测变压器绕组变形受现场噪声干扰影响，难以获取有效信号，测试灵敏度不高；
现在变压器绕组变形带电测试一般采用脉冲信号注入方式，利用高压套管末屏将信号注入，再利用中性点套管末屏通过电流互感器采集响应信号，在软件端对输入、输出信号进行FFT变换，计算出频响曲线。
但是由于套管末屏的主电容和接地电容之比(即图1中的C1与C2之比，由于套管末屏的结构限制，所以如果信号通过套管末屏注入，就无法在C2后面串联L2)是固定的、无法改变的，所以进入变压器的电流仅有信号源的不足1/10。在通过耦合电容器从变压器中性点套管注入信号的前提下，本发明改进了信号注入侧保护电路，与一般带电检测方法中信号从套管末屏注入相比，从保护电路进入变压器的能量更多，信噪比更高，检测结果更稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路，能够解决现有技术的不足，提高激励信号进入变压器的能量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：
本发明是在正弦扫频激励信号通过耦合电容器注入变压器中性点套管的前提下进行的信号注入侧保护电路改进。其电路图如图1所示，信号注入及保护电路，包括电容器C2(图1中的C1为耦合电容器)、气体放电管SP、电感L1、电感L2和压敏电阻R。压敏电阻R和气体放电管SP并联，两者的公共端连接扫频信号发生器(图1中的Us)，另一端都接地；电感L1的一端连接扫频信号发生器与气体放电管SP连接的公共端，另一端接地；电感L2与电容C2串联后，一端连接扫频信号发生器，另一端接地。
从上表可以看出，在10kHz的时候，进入耦合电容器的电流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扫频信号基本进入变压器绕组中。一般带电检测方法中激励信号从套管末屏注入，但是由于套管末屏的主电容和接地电容之比(即图1中的C1与C2之比，由于套管末屏的结构限制，所以如果信号通过套管末屏注入，就无法在C2后面串联L2)是固定的、无法改变的，所以进入变压器的电流仅有信号源的不足1/10。而由于L2的存在，在高频情况下，本发明与一般带电检测方法中信号从套管末屏注入相比，进入变压器能量更多，信噪比更高，检测结果更稳定。
耦合电容器电容C1与信号注入及保护电路中电容C2构成电容分压器，加上信号注入及保护电路中并联电感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。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。气体放电管SP由充以惰性气体的带间隙金属电极组成，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。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的电路图。
图1中：耦合电容器电容C1为500pF，保护电路中电容C2电容值为5000pF，电感L1和电感L2均为500mH。Us为扫频信号源，频率为10kHz～2MHz。Un为中性点套管电压，频率为50Hz。
具体实施方式
参照图1，本发明一个具体实施方式如下：压敏电阻R和气体放电管SP并联，两者的公共端连接到扫频信号发生器(图1中的Us)，另一端都接地；电感L1的一端连接扫频信号发生器Us与气体放电管SP连接的公共端，另一端接地；电感L2与电容C2串联后，一端连接扫频信号发生器，另一端接地。
其中，耦合电容器电容C1为500pF，保护电路中电容C2电容值为5000pF，电感L1和电感L2均为500mH。Us为扫频信号源，频率为10kHz～2MHz。Un为中性点套管电压，频率为50Hz。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种新的变压器绕组变形带电检测的信号注入及保护电路，其特征在于：在激励信号通过耦合电容器注入变压器中性点套管的信号注入方式前提下，该电路包括电容器(C2)、气体放电管(SP)、电感(L1)、电感(L2)和压敏电阻(R)；压敏电阻(R)和气体放电管(SP)并联，两者的公共端连接到扫频信号发生器，另一端都接地；电感(L1)的一端连接扫频信号发生器(Us)与气体放电管(SP)连接的公共端，另一端接地；电感(L2)与电容(C2)串联后，一端连接扫频信号发生器，另一端接地。
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