專利名稱：用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及過電壓的檢測，具體地指一種用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼廠精煉爐變壓器是鋼廠十分重要的電氣設(shè)備，其一次側(cè)線電壓為35kV，二次側(cè)線電壓為380V，容量為28麗，空載電流峰值為4-5A。其繞組接法為Y_dll。當(dāng)真空斷路器的在空載電流峰值時(shí)，切除變壓器可能會(huì)產(chǎn)生幅值很高的過電壓，這將導(dǎo)致變壓器過電壓保護(hù)器爆炸、變壓器繞組絕緣損壞等事故。由于變壓器每天要頻繁地進(jìn)行投切操作，而且過電壓的大小具有隨機(jī)性和不確定性，容易造成安全隱患。因此有必要研究一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測變壓器切空變過電壓大小的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測過電壓，還能夠?qū)z測的過電壓實(shí)時(shí)地顯示，并根據(jù)設(shè)定的過電壓值發(fā)出警報(bào)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的采用的技術(shù)方案是一種用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)包括電容分壓器，連接在變壓器的一次側(cè)，用于檢測變壓器一次側(cè)的切空變過電壓；二次側(cè)分壓器，連接在所述變壓器的二次側(cè)，用于檢測變壓器二次側(cè)的切空變過電壓；工控機(jī)，包括第一數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)據(jù)采集卡，所述第一數(shù)據(jù)采集卡與所述電容分壓器連接，所述第二數(shù)據(jù)采集卡與二次分壓器連接；以及報(bào)警裝置，與所述工控機(jī)連接。進(jìn)一步地，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括二次分壓器，與所述電容分壓器連接；以及第一阻抗隔離電阻，其輸入端與所述二次分壓器的電壓輸出端連接，輸出端與所述第一數(shù)據(jù)采集卡連接。在上述技術(shù)方案中，所述電容分壓器由多個(gè)電容串聯(lián)而成。進(jìn)一步地，所述電容分壓器由多個(gè)電容串聯(lián)而成。更進(jìn)一步地，所述電容分壓器的降壓端連接有電壓互感器，所述電壓互感器的低壓輸出側(cè)與所述二次分壓器連接。進(jìn)一步地，所述電壓互感器的低壓輸出側(cè)并聯(lián)有電容。進(jìn)一步地，該監(jiān)測系統(tǒng)還包括第二阻抗隔離電阻，其輸入端與所述二次側(cè)分壓器的電壓輸出端連接，輸出端與所述第二數(shù)據(jù)采集卡連接。在上述技術(shù)方案中，所述第一阻抗隔離電阻和第二阻抗隔離電阻均為電壓跟隨器。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括報(bào)警裝置，該報(bào)警裝置還包括單片機(jī)，與所述工控機(jī)連接，用于輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；三極管，其基極與所述單片機(jī)連接；繼電器，其控制電路與所述三極管的發(fā)射極連接；電源；以及警示燈，其與所述電源以及繼電器的常開觸點(diǎn)串聯(lián)。進(jìn)一步地，所述報(bào)警裝置還包括二極管，其與所述繼電器的控制電路并聯(lián)；以及保護(hù)電阻，其連接在所述單片機(jī)與三極管的基極之間。本實(shí)用新型通過電容分壓器檢測變壓器一次測的過電壓，并將檢測的電壓信號(hào)通過二次分壓器、第一阻抗隔離電阻后傳輸至工控機(jī)中的第一數(shù)據(jù)采集卡；以及通過分壓器檢測變壓器二次測的過電壓，并將檢測的過電壓信號(hào)通過第二阻抗隔離電阻后傳輸至工控機(jī)中的第二數(shù)據(jù)采集卡。數(shù)據(jù)采集卡對(duì)采集的過電壓信號(hào)進(jìn)行處理，如果接收到的過電壓信號(hào)超過數(shù)據(jù)采集卡的門限制，則控制報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。此外，工控機(jī)能實(shí)時(shí)地顯示監(jiān)測的過電壓信息，還能對(duì)采集的過電壓信號(hào)進(jìn)行分析，從而得出產(chǎn)生過電壓的原因。

圖1為本實(shí)用新型用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1中電容分壓器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖1中二次分壓器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為圖1中第一阻抗隔離電路和第二阻抗隔離的電路圖；圖5為圖1中報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)包括連接在變壓器100 —次側(cè)的一次側(cè)切空變過電壓檢測裝置200、連接在變壓器100 二次側(cè)的二次側(cè)切空變過電壓檢測裝置300、工控機(jī)400、內(nèi)置于工控機(jī)400中的數(shù)據(jù)采集卡和報(bào)警裝置500，本實(shí)施例中使用兩個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，即第一數(shù)據(jù)采集卡401和第二數(shù)據(jù)采集卡402。其中，一次側(cè)切空變過電壓檢測裝置200包括電容分壓器201、二次分壓器202和第一阻抗隔離電路203。其中電容分壓器201安裝在斷路器與變壓器100之間用于測量變壓器一次側(cè)的切除空載變壓器時(shí)的過電壓，電容分壓器201將采集的過電壓信號(hào)經(jīng)過二次分壓器202和第一阻抗隔離電路203后傳送給第一數(shù)據(jù)采集卡401。上述的電容分壓器201由多個(gè)電容串聯(lián)而成，本實(shí)施例以分壓比為35/、/f :100的兩個(gè)串聯(lián)電容為例進(jìn)行說明，如圖2所示，兩個(gè)電容串聯(lián)后，其一端接測量母線，另一端接地。為了提高測量精度，在電容分壓器201的副邊串聯(lián)電感L并經(jīng)電壓互感器降壓后輸出。在電壓互感器低壓輸出側(cè)接電容C用來補(bǔ)償電壓互感器的勵(lì)磁電流和負(fù)載中的電感分量以減少誤差?；ジ衅鞲郊佣卫@組接電阻R為了防止鐵磁諧振過電壓。如圖3所示，二次分壓器202包括電容C1、C2電阻R1、R2和R3，其中電容C1、C2串聯(lián)后與電阻R3并聯(lián)后接地，電阻Rl的一端與信號(hào)輸入端連接，另一端與信號(hào)輸出端連接，電阻R2 —端連接于電容Cl和C2之間，另一端與信號(hào)輸出端連接。本實(shí)施例所用二次分壓器202為現(xiàn)有技術(shù)所用的電路，此處不再贅述，該二次分壓器202的分壓比為100 :10。本實(shí)施例中所用二次側(cè)分壓器301和二次分壓器202的電路結(jié)構(gòu)相同，二次側(cè)分壓器301的信號(hào)輸入連接在二次側(cè)102，信號(hào)輸出經(jīng)第二阻抗隔離電路302后傳送給第二數(shù)據(jù)采集卡402，本實(shí)施例中二次側(cè)分壓器301的分壓比為220 :10。第一阻抗隔離電路203和第二阻抗隔離電路302均為本領(lǐng)域常用的電壓跟隨器， 如圖4所示，其具體結(jié)構(gòu)此處不再贅述。電壓跟隨器具有很高的輸入阻抗和很低的輸出阻抗，帶負(fù)載能力強(qiáng)。本實(shí)施例中運(yùn)算放大器采用Analog Device公司的AD817高速低功耗運(yùn)算放大器，該放大器具有50MHz單位增益帶寬，350ν/μ S轉(zhuǎn)換速率，支持最大電流7. 5mA,驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力強(qiáng)，由它組成的電壓跟隨器能夠滿足切空變過電壓監(jiān)測的要求。工控機(jī)400對(duì)第一數(shù)據(jù)采集卡401和第二數(shù)據(jù)采集卡402中的過電壓數(shù)據(jù)分析，若測量的過電壓高于預(yù)設(shè)值，則工控機(jī)400向報(bào)警裝置500發(fā)出報(bào)警信息。如圖5所示，報(bào)警裝置500包括單片機(jī)501、保護(hù)電阻502、三極管503、二極管504、繼電器505、電源507和警示燈508。單片機(jī)501輸入端通過USB接口與工控機(jī)400連接，用于接收工控機(jī)400發(fā)出的報(bào)警信息。單片機(jī)501輸出的控制信號(hào)經(jīng)過保護(hù)電阻502后，進(jìn)入三極管503的基極，三極管503的集電極接地，發(fā)射極與二極管504的陽極連接，二極管504與繼電器505的控制電路串聯(lián)，二極管504起到保護(hù)繼電器505的作用。繼電器505的常開觸點(diǎn)與電源507和警示燈508串聯(lián)。三極管503接收單片機(jī)501的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制繼電器505控制電路的控制，從而控制警示燈508的開關(guān)。通過單片機(jī)501控制三極管503的導(dǎo)通和關(guān)閉，以及三極管503控制警示燈508的開關(guān)，均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再一一詳細(xì)說明。在對(duì)變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測工作中，在變壓器A、B、C三相均連接有本實(shí)用新型切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器A、B、C三相的在線檢測。本實(shí)用新型還可以將電容分壓器201安裝在檢測現(xiàn)場，將二次分壓器202安裝在監(jiān)控室內(nèi)，電容分壓器201與二次分壓器202通過電纜連接，如此有利于監(jiān)控人員在監(jiān)控室內(nèi)通過工控機(jī)400實(shí)時(shí)了解監(jiān)控現(xiàn)場的情況。本實(shí)用新型還可以通過安裝于工控機(jī)的EMPY-ATP軟件對(duì)監(jiān)測的過電壓信號(hào)進(jìn)行分析。
權(quán)利要求1.一種用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括 電容分壓器，連接在變壓器的一次側(cè)，用于檢測變壓器一次側(cè)的切空變過電壓； 二次側(cè)分壓器，連接在所述變壓器的二次側(cè)，用于檢測變壓器二次側(cè)的切空變過電壓； 工控機(jī)，包括第一數(shù)據(jù)采集卡和第二數(shù)據(jù)采集卡，所述第一數(shù)據(jù)采集卡與所述電容分壓器連接，所述第二數(shù)據(jù)采集卡與二次分壓器連接；以及報(bào)警裝置，與所述工控機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括 二次分壓器，與所述電容分壓器連接；以及 第一阻抗隔離電阻，其輸入端與所述二次分壓器的電壓輸出端連接，輸出端與所述第一數(shù)據(jù)采集卡連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電容分壓器由多個(gè)電容串聯(lián)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電容分壓器的降壓端連接有電壓互感器，所述電壓互感器的低壓輸出側(cè)與所述二次分壓器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述電壓互感器的低壓輸出側(cè)并聯(lián)有電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第二阻抗隔離電阻，其輸入端與所述二次側(cè)分壓器的電壓輸出端連接，輸出端與所述第二數(shù)據(jù)采集卡連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求f6任一項(xiàng)所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一阻抗隔離電阻和第二阻抗隔離電阻均為電壓跟隨器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述報(bào)警裝置包括 單片機(jī)，與所述工控機(jī)連接，用于輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 三極管，其基極與所述單片機(jī)連接； 繼電器，其控制電路與所述三極管的發(fā)射極連接； 電源；以及 警示燈，其與所述電源以及繼電器的常開觸點(diǎn)串聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警裝置還包括 二極管，其與所述繼電器的控制電路并聯(lián)；以及 保護(hù)電阻，其連接在所述單片機(jī)與三極管的基極之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于鋼廠精煉爐變壓器的切空變過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接在變壓器的一次側(cè)電容分壓器，連接在所述變壓器的二次側(cè)的二次側(cè)分壓器，工控機(jī)，以及報(bào)警裝置。本實(shí)用新型中的電容分壓器將檢測變壓器一次測的過電壓傳給工控機(jī)，以及二次側(cè)分壓器將檢測變壓器二次測的過電壓傳給工控機(jī)，如果監(jiān)測的過電壓信號(hào)超過門限制，則通過控制報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。該監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測變壓器的過電壓，還能夠?qū)z測的過電壓實(shí)時(shí)地顯示，并根據(jù)設(shè)定值發(fā)出警報(bào)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK202854224SQ20122054692
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉鐵湘, 裴云, 胡誠, 胡潛群, 程翔, 丁學(xué)杰, 吳晉, 袁章峰, 楊曉冬 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司