一种变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及绝缘检测技术领域，具体涉及一种变压器非电量信号回路绝缘检测装置。


背景技术：

2.在发电厂，绝缘性能是电气设备的一项关键参数，是判断设备是否稳定可靠的重要标准，尤其对于如发变组保护设备之类的重要设备来说，其绝缘性能好坏则直接影响机组的安全。由于发变组非电量保护的多数信号取自室外的变压器本体，经年累月的风吹、日晒和雨淋而不可避免的存在绝缘降低的隐患，而发变组保护设备绝缘降低造成的直流接地故障或引发保护误动、拒动等不堪设想的后果。
3.目前对发变组非电量信号电缆的绝缘电阻检测，主要是在发电机停机后，检修人员将发变组非电量保护装置电源拉开，通过人工手持兆欧表对发变组非电量信号电缆的相间及对地电阻进行逐一测量，先对测量到的绝缘数据进行记录，再通过对绝缘数据的分析，来判断发变组非电量信号电缆的绝缘性能是否合格，工作效率低、人力资源浪费、工作效果无法保证，且时存在误碰、误接线等安全隐患和风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置，解决现有技术中在进行绝缘检测时存在误碰、误接线、工作效率低的技术问题。
5.为达到上述技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：
6.本实用新型提供一种变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置，其特征在于，包括若干个非电量信号回路绝缘电阻测量电路、主控电路、保护装置状态检测电路、机组状态检测电路和通讯电路，若干个所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路、保护装置状态检测电路、机组状态检测电路和通讯电路均与所述主控电路电连接，其中，
7.若干个非电量信号回路绝缘电阻测量电路分别用于对一非电量信号回路的绝缘电阻进行检测，并发出检测信号至所述主控电路；
8.所述主控电路用于接收各个非电量信号回路绝缘电阻测量电路发出的检测信号，并根据所述检测信号发出报警信号；
9.所述保护装置状态检测电路用于检测保护装置的工作状态；
10.所述机组状态检测电路用于检测机组的工作状态；
11.所述通讯电路用于将所述主控电路发出的报警信号发送至远程控制中心。
12.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路包括若干个电阻检测电路和模数转换电路，所述电阻检测电路和所述模数转换电路电连接，若干个电阻检测电路和所述模数转换电路均连接所述主控电路，其中，所述电阻检测电路用于对非电量信号回路的绝缘电阻进行检测，并发出模拟信号至所
述模数转换电路，所述模数转换电路用于将所述模拟转换信号转换为检测信号后，将所述检测信号发送至所述主控电路。
13.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述电阻检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关和第一电容，所述第一电阻的一端连接采样电压的正极，所述第一电阻的另一端连接第一开关的一端和第二电阻的一端，所述第一开关的另一端连接待测绝缘电阻的一端，所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端为公共端，所述公共端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接第一电容的一端和模数转换电路，所述第三电阻的另一端、第一电容的另一端和待测绝缘电阻的另一端连接采样电压的负极。
14.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述模数转换电路包括模数转换器，所述模数转换器通过若干个模拟量输入端口连接若干个电阻检测电路的第四电阻的另一端，所述模数转换器的若干个并行总线接口和控制信号线接口连接所述主控电路。
15.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述模数转换器的型号为ads8568。
16.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述主控电路包括一单片机，所述单片机的p0.0～p0.7端以及p2.0～p2.7端分别连接所述模数转换器的一模拟量输入端口，所述单片机的p3.4端～p3.7端分别连接所述模数转换器的一控制信号线接口，所述单片机的p1.0端连接所述第一开关的控制端，所述单片机的p1.1端和p1.2端分别连接所述保护装置状态检测电路和机组状态检测电路。
17.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述单片机的型号为at89c51。
18.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述保护装置状态检测电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一二极管、第一发光二极管、第二电容、第三电容和第一光耦，所述第五电阻的一端连接机组的主汽门接点开关的一端，所述机组的主汽门接点开关的另一端连接供电电源，所述第五电阻的另一端连接第一二极管的负极、第二电容的一端和第一发光二极管的正极，所述第一发光二极管的负极连接第一光耦的正极，所述第一光耦的负极、第二电容的另一端和第一二极管的正极均通过第六电阻接地，所述第一光耦的集电极连接第七电阻的一端和第八电阻的一端，所述第一光耦的发射极接地，所述第七电阻的另一端连接5v电源，所述第八电阻的另一端连接第三电容的一端和单片机的p1.1端，所述第三电容的另一端接地。
19.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述机组状态检测电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二二极管、第二发光二极管、第四电容、第五电容和第二光耦，所述第九电阻的一端连接保护装置的空气开关的一端，所述保护装置的空气开关的另一端连接供电电源，所述第九电阻的另一端连接第二二极管的负极、第四电容的一端和第二发光二极管的正极，所述第二发光二极管的负极连接第二光耦的正极，所述第二光耦的负极、第四电容的另一端和第二二极管的正极均通过第十电阻接地，所述第二光耦的集电极连接第十一电阻的一端和第十二电阻的一端，所述第二光耦的发射极接地，所述第十一电阻的另一端连接5v电源，所述第十二电阻的另一端连接第五电
容的一端和单片机的p1.2端，所述第五电容的另一端接地。
20.优选的，所述的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置还包括电源电路，所述电源电路与所述主控电路电连接，并用于给所述主控电路供电。
21.与现有技术相比，本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置，利用非电量信号回路绝缘电阻测量电路进行绝缘电阻的检测，在进行绝缘检测时，无需人工手持绝缘电阻表，因此减少了工作量，而且无需打开保护屏柜后门，因此，不存在误碰的风险，而且无需在保护屏端子排处接线，因此，也不存在误接线的风险，而且，无需人工记录和分析，提高了工作效率。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置的一较佳实施例的结构框图；
23.图2是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述电阻检测电路的一较佳实施例的原理图；
24.图3是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述模数转换电路的一较佳实施例的原理图；
25.图4是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述主控电路的一较佳实施例的原理图；
26.图5是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述保护装置状态检测电路的一较佳实施例的原理图；
27.图6是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述机组状态检测电路的一较佳实施例的原理图；
28.图7是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述通讯电路的一较佳实施例的原理图；
29.图8是本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置中，所述电源电路的一较佳实施例的原理图。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
31.请参阅图1，本实用新型实施例提供一种变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置，包括若干个非电量信号回路绝缘电阻测量电路1、主控电路2、保护装置状态检测电路3、机组状态检测电路4和通讯电路5，若干个所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路1、保护装置状态检测电路3、机组状态检测电路4和通讯电路5均与所述主控电路2电连接。
32.本实施例中，若干个非电量信号回路绝缘电阻测量电路1分别用于对一非电量信号回路的绝缘电阻进行检测，并发出检测信号至所述主控电路2，在一个具体实施例中，若干个非电量信号回路绝缘电阻测量电路1包括油温回路绝缘检测电路、油位回路绝缘检测电路、绕组温度绝缘检测电路、压力释放回路绝缘检测电路、瓦斯回路绝缘检测电路，分别
用于对油温非电量、油位非电量、绕组温度非电量、压力释放非电量、瓦斯非电量等非电量信号进行绝缘检测；所述主控电路2用于接收各个非电量信号回路绝缘电阻测量电路1发出的检测信号，并根据所述检测信号发出报警信号；所述保护装置状态检测电路3用于检测保护装置的工作状态；所述机组状态检测电路4用于检测机组的工作状态；所述通讯电路5用于将所述主控电路2发出的报警信号发送至远程控制中心。
33.具体的，当所述保护装置状态检测电路3检测到保护装置停止工作、且所述机组状态检测电路4检测到机组停止工作时，所述主控电路2控制各个所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路1开始工作，各个所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路1对应检测连接的非电量信号路的绝缘电阻，在检测完成后发出检测信号至所述主控电路2，然后所述主控电路2根据检测信号可发出报警信号，经所述通讯电路5将报警信号发送至远程控制中心，使工作人员根据报警信号对应对绝缘不合格的位置进行处理。具体实施时，所述主控电路2根据检测信号对检测数据进行存储、记录和判断，判断绝缘电阻是否合格，例如当阻值小于20mω时，则判定绝缘电阻不合格，此时则发出报警信号，否则不发出报警信号。
34.在具体实施时，所述变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置可以是内嵌于发变组非电量保护屏的屏柜面板窗口处，用于将主变、高厂变、高公变在内的所有瓦斯、油温、绕组温度、油位、压力释放等非电量信号线缆的绝缘检测。
35.本实用新型在进行绝缘检测时，无需人工手持绝缘电阻表，因此减少了工作量，而且无需打开保护屏柜后门，因此，不存在误碰的风险，而且无需在保护屏端子排处接线，因此，也不存在误接线的风险，而且，无需人工记录和分析，提高了工作效率。
36.在一个实施例中，所述非电量信号回路绝缘电阻测量电路1包括若干个电阻检测电路11和模数转换电路12，所述电阻检测电路11和所述模数转换电路12电连接，若干个电阻检测电路11和所述模数转换电路12均连接所述主控电路2，其中，所述电阻检测电路11用于对非电量信号回路的绝缘电阻进行检测，并发出模拟信号至所述模数转换电路12，所述模数转换电路12用于将所述模拟转换信号转换为检测信号后，将所述检测信号发送至所述主控电路2。
37.本实施例中，当所述保护装置状态检测电路3检测到保护装置停止工作、且所述机组状态检测电路4检测到机组停止工作时，所述主控电路2控制所述电阻检测电路工作，通过若干个电阻检测电路11进行分别进行各个非电量信号回路的绝缘电阻的检测，当检测完成后，为了方便主控电路12进行处理，通过设置模数转换电路12将模拟信号转换为数字的检测信号后输出至所述主控电路2。
38.优选的实施例中，请参阅图2，所述电阻检测电路11包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一开关k1和第一电容c1，所述第一电阻r1的一端连接采样电压ui的正极，所述第一电阻r1的另一端连接第一开关k1的一端和第二电阻r2的一端，所述第一开关k1的另一端连接待测绝缘电阻rx的一端，所述第二电阻r2的另一端和第三电阻r3的一端为公共端，所述公共端连接所述第四电阻r4的一端，所述第四电阻r4的另一端连接第一电容c1的一端和模数转换电路12，所述第三电阻r3的另一端、第一电容c1的另一端和待测绝缘电阻rx的另一端连接采样电压ui的负极。
39.本实施例中，当所述主控电路2控制第一开关k1闭合时，所述电阻检测电路11开始工作。其中，采样电压可以为500v电压信号，第一电阻r1为匹配电阻，在具体实施时，r1可选
用1mω的电阻，第二电阻r2和第三电阻r3组成分压电路，分压电路两端的电压与待测绝缘电阻rx两端的电压相等，通过分压电路的分压作用，待测绝缘电阻rx两端的电压形成0～12v的检测信号电压uo，经第四电阻r4和第一电容c1组成的低通滤波器进行滤波后输出至模数转换电路中。在具体实施时，设定分压系数为1/50，可求得rx＝50uo/(500-51uo)。
40.进一步的实施例中，请参阅图3，所述模数转换电路12包括模数转换器u1，所述模数转换器u1通过若干个模拟量输入端口连接若干个电阻检测电路11的第四电阻r4的另一端，所述模数转换器u1的若干个并行总线接口和控制信号线接口连接所述主控电路2。
41.具体的，所述模数转换器用于实现模拟信号到数字信号的转换，从而方便主控电路2对信号进行处理。具体实施时，所述模数转换器u1的型号为ads8568，所述模数转换器u1的ch_a0端、ch_a1端、ch_b0端、ch_b1端、ch_c0端分别连接各个电阻检测电路11的第四电阻r4的另一端，所述模数转换器u1的db0～db15端、reset端、rdn端、busy端、convst端均连接主控电路2，ads8568模数转换器为16位模数转换器，可同时对8路模拟量输入信号进行采集，图中 15va/ 5va/2.5vref/agnd为模拟侧供电电源， 5v/dgnd为数字侧供电电源，各电源引脚处配置相应的去耦电容，此外，为了防止信号振荡，在总线db0～db15及控制信号线reset/rdn/busy/convst中串入100r电阻。所述模数转换器u1采用单极性输入接法，输入模拟信号电压为0～12v，因为数据采用16位，其分辨率为12/65535＝0.1831mv,相对于被测绝缘电阻其分辨率为0.0187mω。应当说明的是，本实用新型不限于采用ads8568模数转换器，在其它的实施例中，还可选用其它型号的模数转换器，本实用新型对此不做限定。
42.进一步的实施例中，请参阅图4，所述主控电路2包括一单片机u2，所述单片机u2的p0.0～p0.7端以及p2.0～p2.7端分别连接所述模数转换器u1的一模拟量输入端口，所述单片机u2的p3.4端～p3.7端分别连接所述模数转换器u1的一控制信号线接口，所述单片机u2的p1.0端连接所述第一开关k1的控制端，所述单片机u2的p1.1端和p1.2端分别连接所述保护装置状态检测电路3和机组状态检测电路4。
43.本实施例中，所述单片机u2作为主控芯片，单片机u2的p3.4端～p3.7端分别连接所述模数转换器u1的reset端、rdn端、busy端、convst端，单片机u2的p2.0～p2.7端以及p0.7～p0.0端分别连接所述模数转换器u1的db0～db15端，单片机u2的p1.0端用于控制第一开关k1的动作，单片机u2的的p1.1端和p1.2端分别用于接收保护装置状态检测电路3和机组状态检测电路4反馈的信号，当所述单片机u2的p1.1端和p1.2端均接收到高电平信号时，表示保护装置和机组均停止工作，此时单片机u2通过p1.0端发出信号至第一开关k1，使第一开关k1导通，然后各个电阻检测电路11工作后，输出模拟信号至所述模拟转换器u2，经过模数转换器u2的模数转换后输出至所述单片机u2中，由单片机u2进行处理。在一个优选的实施例中，所述单片机u2的型号为at89c51，性能稳定，处理速度快，当然，在其它的实施例中，所述单片机u2还可采用其它的型号，本实用新型对此不做限定。
44.优选的实施例中，请参阅图5，所述保护装置状态检测电路3包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第一二极管d1、第一发光二极管led1、第二电容c2、第三电容c3和第一光耦u3，所述第五电阻r5的一端连接机组的主汽门接点开关k2的一端，所述机组的主汽门接点开关k2的另一端连接供电电源，所述第五电阻r5的另一端连接第一二极管d1的负极、第二电容c2的一端和第一发光二极管led1的正极，所述第一发光二极管led1的负极连接第一光耦u3的正极，所述第一光耦u3的负极、第二电容c2的另一端和第一二极
管d1的正极均通过第六电阻r6接地，所述第一光耦u3的集电极连接第七电阻r7的一端和第八电阻r8的一端，所述第一光耦u3的发射极接地，所述第七电阻r7的另一端连接5v电源，所述第八电阻r8的另一端连接第三电容c3的一端和单片机u2的p1.1端，所述第三电容c3的另一端接地。
45.本实施例中，通过检测机组的主汽门接点开关k2的状态来判断机组运行状态。当主汽门接点开关k2闭合时，判定机组处于停机状态，当主汽门接点开关k2断开时，判定机组处于运行状态。主汽门接点信号为一开关量信号，为避免电气特性及恶劣工作环境带来的干扰，本实用新型采用光电耦合器，将非电量干接点信号分别经过开关量采集电路转换后输入到单片机。
46.具体的，当主汽门接点开关k2闭合时，24v直流电源依次经过第五电阻r5、第一发光二极管led1、第一光耦u3的正极、第一光耦u3的负极、第六电阻r6至接地端形成通路。此时第一发光二极管led1导通，工作人员可对每一通路的状态进行查看。第一光耦u3导通时，经过第一光耦u3将高电平信号输出，然后经过第八电阻r8和第三电容c3组成的滤波电路进行滤波后，输出至单片机u2中，单片机u2接收到高电平信号时，判定机组处于停机状态。其中，第七电阻r7为上拉电阻，第八电阻r8和第三电容c3组成一低通滤波电路。
47.请参阅图6，优选的实施例中，所述机组状态检测电路4包括第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第二二极管d2、第二发光二极管led2、第四电容c4、第五电容c5和第二光耦u4，所述第九电阻r9的一端连接保护装置的空气开关k3的一端，所述保护装置的空气开关k3的另一端连接供电电源，所述第九电阻r9的另一端连接第二二极管d2的负极、第四电容c4的一端和第二发光二极管led2的正极，所述第二发光二极管led2的负极连接第二光耦u4的正极，所述第二光耦u4的负极、第四电容c4的另一端和第二二极管d2的正极均通过第十电阻r10接地，所述第二光耦u4的集电极连接第十一电阻r11的一端和第十二电阻r12的一端，所述第二光耦u4的发射极接地，所述第十一电阻r11的另一端连接5v电源，所述第十二电阻r12的另一端连接第五电容c5的一端和单片机u2的p1.2端，所述第五电容c5的另一端接地。
48.本实施例中，通过保护装置空气开关k3的状态来判断保护装置运行状态。当保护装置空气开关k3闭合时，判定机组处于停机状态，当保护装置空气开关k3断开时，判定保护装置处于运行状态。空气开关信号为一开关量信号，为避免电气特性及恶劣工作环境带来的干扰，本实用新型采用光电耦合器，将非电量干接点信号分别经过开关量采集电路转换后输入到单片机。
49.具体的，当保护装置空气开关k3闭合时，24v直流电源依次经过第九电阻r9、第二发光二极管led2、第二光耦u4的正极、第二光耦u4的负极、第十电阻r10至接地端形成通路。此时第二发光二极管led2导通，工作人员可对每一通路的状态进行查看。第二光耦u4导通时，经过第二光耦u4将高电平信号输出，然后经过第十二电阻r12和第五电容c5组成的滤波电路进行滤波后，输出至单片机u2中，单片机u2接收到高电平信号时，判定保护装置处于停机状态。其中，第十一电阻r11为上拉电阻，第十二电阻r12和第五电容c5组成一低通滤波电路。
50.请参阅图7，优选的实施例中，所述通讯电路5包括一双工rs485收发器，集成5v转5v隔离dcdc，无需外部隔离电源，vcc接 5v电源，并联10uf/100nf/10nf去耦电容；rxd/ren/
de/txd与单片机的io端口连接。visoout为片内集成5v隔离电源输出，并联10uf/100nf/10nf去耦电容后送至visoin引脚供隔离侧使用，ab为全双工rs485差分接收端，zy为全双工rs485差分发送端，a/b/z/y分别串接10ω限流电阻，ab差分线之间接120ω终端匹配电阻放置信号反射；同时ab和yz差分对增加sm712 tvs保护。
51.请参阅图8，在一个优选的实施例中，所述变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置还包括电源电路6，所述电源电路6与所述主控电路2电连接，并用于给所述主控电路2供电。如图8所示，电源电路6包括变压器、滤波电路和稳压芯片等，电源电路用于将电压转换后给主控电路2供电。具体实施时，交流220v市电经变压器降压为5v交流电，再经过桥式整流器件br整流为5v直流电，再经过滤波电容，反自激电容，再经过三端稳压模块7805，从3脚输出5v直流电，给单片机u2供电。
52.综上所述，本实用新型提供的变压器非电量信号回路绝缘电阻检测装置，利用非电量信号回路绝缘电阻测量电路进行绝缘电阻的检测，在进行绝缘检测时，无需人工手持绝缘电阻表，因此减少了工作量，而且无需打开保护屏柜后门，因此，不存在误碰的风险，而且无需在保护屏端子排处接线，因此，也不存在误接线的风险，而且，无需人工记录和分析，提高了工作效率。
53.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。