基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的目的是解決李薩如圖分析法中符合要求的在線電壓和電流值的測(cè)量和轉(zhuǎn)換。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，包括互感器和信號(hào)處理電路。所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流。所述信號(hào)處理電路包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。本發(fā)明能夠有效抑制共模干擾，并把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，同時(shí)濾除工頻基波以外的諧波信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在變壓器繞組變形故障檢測(cè)領(lǐng)域，已經(jīng)提出了短路電抗法、繞組電容法和頻率響 應(yīng)法等檢測(cè)方法，技術(shù)比較成熟，而且已經(jīng)有相關(guān)的規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。但是，離線檢測(cè)法要求變 壓器停運(yùn)，直接影響了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。同時(shí)，離線監(jiān)測(cè)只能夠定期開(kāi)展，不能夠及時(shí)反映 繞組的變形故障。特別的，離線檢測(cè)周期長(zhǎng)，容易忽略繞組變形的累積作用，難以避免累積 效應(yīng)下造成的繞組嚴(yán)重變形；另外，在線運(yùn)行和離線運(yùn)行狀態(tài)不同，離線檢測(cè)難以發(fā)現(xiàn)某些 在線運(yùn)行狀態(tài)下才具有顯著特征的繞組變形故障。因此，開(kāi)展變壓器繞組變形故障在線監(jiān) 測(cè)方法的研究勢(shì)在必行。
[0003] 現(xiàn)階段提出的短路阻抗法、機(jī)械振動(dòng)法、電磁波測(cè)量法和超聲測(cè)距法等在線監(jiān)測(cè) 繞組變形故障的方法都有一定的缺陷，故提出基于變壓器在線電壓和電流李薩如特性分析 繞組變形故障的方法。
[0004] 由于現(xiàn)有的電力變壓器自身裝設(shè)有電壓傳感器（PT)和電流傳感器（CT)，可以直 接作為測(cè)量裝置。但是，變壓器成套的PT、CT測(cè)量輸出的結(jié)果，不便于后續(xù)采集卡的數(shù)據(jù)采 集和處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決李薩如圖分析法中符合要求的在線電壓和電流值的測(cè)量和 轉(zhuǎn)換。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，基于李薩如圖分析法的變壓器工 頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，其特征在于：包括互感器和信號(hào)處理電路。
[0007] 所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流。
[0008] 所述信號(hào)處理電路包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。
[0009] 所述信號(hào)處理電路的兩個(gè)輸入端與所述互感器的輸出端連接。
[0010] 所述信號(hào)處理電路的第一輸入端依次串聯(lián)第一電阻、第三電阻和第四電阻后接 地。
[0011] 所述信號(hào)處理電路的第二輸入端依次串聯(lián)第二電阻、第五電阻和第六電阻后，連 接在第一集成運(yùn)放的輸出端。
[0012] 第一電容的一端連接在第一電阻和第三電阻之間、另一端連接第二電容。所述第 二電容一端連接在第二電阻和第五電阻之間、另一端連接第一電容。所述第一電容和第二 電容之間接地。
[0013] 所述第一集成運(yùn)放的同向輸入端連接在第三電阻和第四電阻之間。所述第一集成 運(yùn)放的反向輸入端連接在第五電阻和第六電阻之間。
[0014] 所述第一集成運(yùn)放的輸出端依次串聯(lián)第七電阻和第八電阻后，連接在第二集成運(yùn) 放的同向輸入端。
[0015] 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端依次串聯(lián)第十電阻和第四電容后，連接在第七電 阻和第八電阻之間。
[0016] 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端還與第九電阻的一端連接。所述第九電阻的另一 端串聯(lián)第三電容后，連接在所述第一集成運(yùn)放的輸出端。所述第二集成運(yùn)放的輸出端連接 在第九電阻和第三電容之間。
[0017] 所述第二集成運(yùn)放的輸出端即是所述信號(hào)處理電路的輸出端。
[0018] 進(jìn)一步，所述第一集成運(yùn)放和第二集成運(yùn)放均為0P07芯片。
[0019] 進(jìn)一步，所述互感器為微型電壓互感器或微型電流互感器。
[0020] 本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的。具體地，本發(fā)明能夠把變壓器成套PT和CT測(cè) 量值精確的轉(zhuǎn)換為適于處理的信號(hào)，該傳感器系統(tǒng)精度足夠高，且額定工作頻率、電壓和電 流均能夠與變壓器成套PT和CT相配合。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為傳感器系統(tǒng)構(gòu)成圖；
[0022] 圖2為系統(tǒng)電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題 范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知 識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024] 基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，包括互感器和信號(hào)處理電 路。
[0025] 所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流。所述互感器與安裝在現(xiàn)有的電力變壓 器自身上的電壓傳感器（PT)和電流傳感器（CT)相配合。具體地，當(dāng)所述互感器為微型電 壓互感器時(shí)，其型號(hào)為SKPT100100V/1.73V(精度為0. 1級(jí)的引針式電壓互感器，額定工作 電壓為100 V，額定工作頻率為50-400 Hz，變比100V :1. 73V。），包括兩個(gè)輸入端口和兩個(gè) 輸出端口。電壓互感器的輸入端口輸入電壓傳感器（PT)米集到的信號(hào)、輸出端口與信號(hào)處 理電路連接。當(dāng)所述互感器為微型電流互感器時(shí)，其型號(hào)為HLX15A/2. 5mA 0.0520Ω (精度 為0.1級(jí)的引針式電流傳感器，變比5 A:2. 5 mA，二次額定負(fù)載24 Ω)，包括一個(gè)輸入端口、 兩個(gè)輸出端口和兩個(gè)固定端口。電流互感器的輸入端口輸入電流傳感器（CT)采集到的信 號(hào)、輸出端口與信號(hào)處理電路連接。
[0026] 所述信號(hào)處理電路包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。
[0027] 所述信號(hào)處理電路的兩個(gè)輸入端與所述互感器的輸出端連接。
[0028] 所述信號(hào)處理電路的第一輸入端依次串聯(lián)第一電阻R1、第三電阻R3和第四電阻 R4后接地。
[0029] 所述信號(hào)處理電路的第二輸入端依次串聯(lián)第二電阻R2、第五電阻R5和第六電阻 R6后，連接在弟一集成運(yùn)放的輸出端。
[0030] 第一電容C1的一端連接在第一電阻R1和第三電阻R3之間、另一端連接第二電容 C2。所述第二電容C2 -端連接在第二電阻R2和第五電阻R5之間、另一端連接第一電容 C1。所述第一電容C1和第二電容C2之間接地。
[0031] 所述第一集成運(yùn)放的同向輸入端連接在第三電阻R3和第四電阻R4之間。所述第 一集成運(yùn)放的反向輸入端連接在第五電阻R5和第六電阻R6之間。
[0032] 所述第一集成運(yùn)放的輸出端依次串聯(lián)第七電阻R7和第八電阻R8后，連接在第二 集成運(yùn)放的同向輸入端。
[0033] 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端依次串聯(lián)第十電阻R10和第四電容C4后，連接在 第七電阻R7和第八電阻R8之間。
[0034] 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端還與第九電阻R9的一端連接。所述第九電阻R9 的另一端串聯(lián)第三電容C3后，連接在所述第一集成運(yùn)放的輸出端。所述第二集成運(yùn)放的輸 出端連接在第九電阻R9與第三電容C3之間。
[0035] 所述第二集成運(yùn)放的輸出端即是所述信號(hào)處理電路的輸出端。
[0036] 實(shí)施例中，所述第一集成運(yùn)放和第二集成運(yùn)放均為0P07芯片。0P07芯片是一種低 噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性（雙電源供電）運(yùn)算放大器集成電路。
[0037] 本發(fā)明能夠有效抑制共模干擾，并把差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，同時(shí)濾除工頻基 波以外的諧波信號(hào)，并把信號(hào)幅值調(diào)整為2. 5 V，其元件參數(shù)滿(mǎn)足& = R2 = R3 = R4、R5Ci = R6C2 = 0. 0016。當(dāng)所述互感器為微型電壓互感器時(shí)，若放大倍數(shù)為1. 02,則需滿(mǎn)足條件R8/ R7 = 0. 02。當(dāng)所述互感器為微型電流互感器時(shí)，若放大倍數(shù)為29. 46,則需滿(mǎn)足條件R8/R7 =28.46。
【權(quán)利要求】
1. 基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，其特征在于：包括互感器和信 號(hào)處理電路； 所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流； 所述信號(hào)處理電路包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端； 所述信號(hào)處理電路的兩個(gè)輸入端與所述互感器的輸出端連接； 所述信號(hào)處理電路的第一輸入端依次串聯(lián)第一電阻（R1)、第三電阻（R3)和第四電阻 (R4)后接地； 所述信號(hào)處理電路的第二輸入端依次串聯(lián)第二電阻（R2)、第五電阻（R5)和第六電阻 (R6)后，連接在弟一集成運(yùn)放的輸出端； 第一電容（C1)的一端連接在第一電阻（R1)和第三電阻（R3)之間、另一端連接第二電 容（C2);所述第二電容（C2) -端連接在第二電阻（R2)和第五電阻（R5)之間、另一端連接 第一電容（C1);所述第一電容（C1)和第二電容（C2)之間接地； 所述第一集成運(yùn)放的同向輸入端連接在第三電阻（R3)和第四電阻（R4)之間；所述第 一集成運(yùn)放的反向輸入端連接在第五電阻（R5)和第六電阻（R6)之間； 所述第一集成運(yùn)放的輸出端依次串聯(lián)第七電阻（R7)和第八電阻（R8)后，連接在第二 集成運(yùn)放的同向輸入端； 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端依次串聯(lián)第十電阻（R10)和第四電容（C4)后，連接在 第七電阻（R7)和第八電阻（R8)之間； 所述第二集成運(yùn)放的反向輸入端還與第九電阻（R9)的一端連接；所述第九電阻（R9) 的另一端串聯(lián)第三電容（C3)后，連接在所述第一集成運(yùn)放的輸出端；第二集成運(yùn)放的輸出 端連接在第九電阻（R9)和第三電容（C3)之間； 所述第二集成運(yùn)放的輸出端即是所述信號(hào)處理電路的輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，其特征 在于：所述第一集成運(yùn)放和第二集成運(yùn)放均為0P07芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號(hào)傳感器系統(tǒng)，其特征 在于：所述互感器為微型電壓互感器或微型電流互感器。
【文檔編號(hào)】G01B7/16GK104111027SQ201410365979
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】王勇, 姚陳果, 周澤宏, 廖玉祥, 陳昱, 趙仲勇, 趙曉震, 陳曉晗, 李昭炯 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 重慶市送變電工程有限公司, 重慶大學(xué), 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司