基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統的制作方法
【專利摘要】本發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量和轉換。為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統，包括互感器和信號處理電路。所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流。所述信號處理電路包括兩個輸入端和一個輸出端。本發明能夠有效抑制共模干擾，并把差分信號轉換為單端信號，同時濾除工頻基波以外的諧波信號。
【專利說明】基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力設備在線監測【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 在變壓器繞組變形故障檢測領域，已經提出了短路電抗法、繞組電容法和頻率響 應法等檢測方法，技術比較成熟，而且已經有相關的規程和標準。但是，離線檢測法要求變 壓器停運，直接影響了電網的正常運行。同時，離線監測只能夠定期開展，不能夠及時反映 繞組的變形故障。特別的，離線檢測周期長，容易忽略繞組變形的累積作用，難以避免累積 效應下造成的繞組嚴重變形；另外，在線運行和離線運行狀態不同，離線檢測難以發現某些 在線運行狀態下才具有顯著特征的繞組變形故障。因此，開展變壓器繞組變形故障在線監 測方法的研究勢在必行。
[0003] 現階段提出的短路阻抗法、機械振動法、電磁波測量法和超聲測距法等在線監測 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] 由于現有的電力變壓器自身裝設有電壓傳感器（PT)和電流傳感器（CT)，可以直 接作為測量裝置。但是，變壓器成套的PT、CT測量輸出的結果，不便于后續采集卡的數據采 集和處理。


【發明內容】

[0005] 本發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量和 轉換。
[0006] 為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，基于李薩如圖分析法的變壓器工 頻信號傳感器系統，其特征在于：包括互感器和信號處理電路。
[0007] 所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流。
[0008] 所述信號處理電路包括兩個輸入端和一個輸出端。
[0009] 所述信號處理電路的兩個輸入端與所述互感器的輸出端連接。
[0010] 所述信號處理電路的第一輸入端依次串聯第一電阻、第三電阻和第四電阻后接 地。
[0011] 所述信號處理電路的第二輸入端依次串聯第二電阻、第五電阻和第六電阻后，連 接在第一集成運放的輸出端。
[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] 所述第一集成運放的輸出端依次串聯第七電阻和第八電阻后，連接在第二集成運 放的同向輸入端。
[0015] 所述第二集成運放的反向輸入端依次串聯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 端串聯第三電容后，連接在所述第一集成運放的輸出端。所述第二集成運放的輸出端連接 在第九電阻和第三電容之間。
[0017] 所述第二集成運放的輸出端即是所述信號處理電路的輸出端。
[0018] 進一步，所述第一集成運放和第二集成運放均為0P07芯片。
[0019] 進一步，所述互感器為微型電壓互感器或微型電流互感器。
[0020] 本發明的技術效果是毋庸置疑的。具體地，本發明能夠把變壓器成套PT和CT測 量值精確的轉換為適于處理的信號，該傳感器系統精度足夠高，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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為傳感器系統構成圖；
[0022] 圖2為系統電路圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但不應該理解為本發明上述主題 范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知 識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的保護范圍內。
[0024] 基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統，包括互感器和信號處理電 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，當所述互感器為微型電 壓互感器時，其型號為SKPT100100V/1.73V(精度為0. 1級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。），包括兩個輸入端口和兩個 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、輸出端口與信號處 理電路連接。當所述互感器為微型電流互感器時，其型號為HLX15A/2. 5mA 0.0520Ω (精度 為0.1級的引針式電流傳感器，變比5 A:2. 5 mA，二次額定負載24 Ω)，包括一個輸入端口、 兩個輸出端口和兩個固定端口。電流互感器的輸入端口輸入電流傳感器（CT)采集到的信 號、輸出端口與信號處理電路連接。
[0026] 所述信號處理電路包括兩個輸入端和一個輸出端。
[0027] 所述信號處理電路的兩個輸入端與所述互感器的輸出端連接。
[0028] 所述信號處理電路的第一輸入端依次串聯第一電阻R1、第三電阻R3和第四電阻 R4后接地。
[0029] 所述信號處理電路的第二輸入端依次串聯第二電阻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] 所述第一集成運放的輸出端依次串聯第七電阻R7和第八電阻R8后，連接在第二 集成運放的同向輸入端。
[0033] 所述第二集成運放的反向輸入端依次串聯第十電阻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 的另一端串聯第三電容C3后，連接在所述第一集成運放的輸出端。所述第二集成運放的輸 出端連接在第九電阻R9與第三電容C3之間。
[0035] 所述第二集成運放的輸出端即是所述信號處理電路的輸出端。
[0036] 實施例中，所述第一集成運放和第二集成運放均為0P07芯片。0P07芯片是一種低 噪聲，非斬波穩零的雙極性（雙電源供電）運算放大器集成電路。
[0037] 本發明能夠有效抑制共模干擾，并把差分信號轉換為單端信號，同時濾除工頻基 波以外的諧波信號，并把信號幅值調整為2. 5 V，其元件參數滿足& = R2 = R3 = R4、R5Ci = R6C2 = 0. 0016。當所述互感器為微型電壓互感器時，若放大倍數為1. 02,則需滿足條件R8/ R7 = 0. 02。當所述互感器為微型電流互感器時，若放大倍數為29. 46,則需滿足條件R8/R7 =28.46。
【權利要求】
1. 基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統，其特征在于：包括互感器和信 號處理電路； 所述互感器用于采集變壓器的電壓或電流； 所述信號處理電路包括兩個輸入端和一個輸出端； 所述信號處理電路的兩個輸入端與所述互感器的輸出端連接； 所述信號處理電路的第一輸入端依次串聯第一電阻（R1)、第三電阻（R3)和第四電阻 (R4)后接地； 所述信號處理電路的第二輸入端依次串聯第二電阻（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； 所述第一集成運放的輸出端依次串聯第七電阻（R7)和第八電阻（R8)后，連接在第二 集成運放的同向輸入端； 所述第二集成運放的反向輸入端依次串聯第十電阻（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) 的另一端串聯第三電容（C3)后，連接在所述第一集成運放的輸出端；第二集成運放的輸出 端連接在第九電阻（R9)和第三電容（C3)之間； 所述第二集成運放的輸出端即是所述信號處理電路的輸出端。
2. 根據權利要求1所述的基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統，其特征 在于：所述第一集成運放和第二集成運放均為0P07芯片。
3. 根據權利要求1所述的基于李薩如圖分析法的變壓器工頻信號傳感器系統，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】G01B7/16GK104111027SQ201410365979
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】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 申請人:國家電網公司, 重慶市送變電工程有限公司, 重慶大學, 國網重慶市電力公司