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一种 变压器零序差动保护自校验系统及方法

阅读：1026发布：2020-07-24

专利汇可以提供一种变压器零序差动保护自校验系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明是一种变压器零序差动保护自校验系统及方法，包括第一电流互感器模块、零序电流互感器模块、第二电流互感器模块、信号调理模块、信号处理模块、电源模块、显示及输入模块，第一电流互感器模块、零序电流互感器模块和第二电流互感器模块的二次电流信号输出端分别连接至信号调理模块的输入端，信号调理模块的输出端连接至信号处理模块的模拟量采样输入端口，信号处理模块的通信端口与显示及输入模块的通信端相连，电源模块分别供电至信号调理模块、信号处理模块和显示及输入模块。本发明提升了零序差动极性校验效率，提高零序差动保护的运行可靠性，防止变压器零序差动投运后发生误动事故，又降低运营成本，本发明的方法操作简单，方便实用。，下面是一种变压器零序差动保护自校验系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于包括有第一电流互感器模块（1）、零序电流互感器模块（2）、第二电流互感器模块（3）、信号调理模块（4）、信号处理模块（5）、电源模块（6）、显示及输入模块（7），第一电流互感器模块（1）、零序电流互感器模块（2）和第二电流互感器模块（3）的二次电流信号输出端分别连接至信号调理模块（4）的输入端，信号调理模块（4）的输出端连接至信号处理模块（5）的模拟量采样输入端口，信号处理模块（5）的通信端口与显示及输入模块（7）的通信端相连，电源模块（6）分别供电至信号调理模块（4）、信号处理模块（5）和显示及输入模块（7）。
2.根据权利要求1所述的变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于还包括数字量信号输入及输出模块（8），数字量信号输入及输出模块（8）连接至信号处理模块（5）的数字量输入和输出端口。
3.根据权利要求1所述的变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于所述电源模块（6）输出电压等级为±3.3V、±5V、±12V、±24V。
4.根据权利要求1至3任一项所述的变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于所述第一电流互感器模块（1）包括三个单相电流互感器，分别采集变压器线路侧A、B、C相电流；
所述零序电流互感器模块（2）包括一个单相电流互感器，采集变压器接地侧中性点单相电流；所述第二电流互感器模块（3）包括三个单相电流互感器，分别采集变压器中性点侧A、B、C相电流。
5.根据权利要求4所述的变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于所述信号调理模块（4）包括若干个相同的单相电流信号调理电路，所述单相电流信号调理电路包括信号输入端口P2、电流互感器CT1、运算放大器OP1、运算放大器OP2、信号输出端口P1、可变电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C1、电容C2；所述信号输入端口P2第1引脚和第2引脚并联连接至所述电流互感器CT1一次端，所述电阻R6两端并联连接至所述电流互感器CT1二次端，所述电流互感器CT1二次端非极性端与电源地相连，所述电流互感器CT1二次端极性端依次经电容C2、电阻R4与运算放大器OP1第2引脚相连，所述运算放大器OP1第3引脚经电阻R2与可变电阻R1中间抽头端相连，所述可变电阻R1一端与电源地相连，另一端与5V电源相连，所述运算放大器OP1第2引脚经电阻R8与运算放大器OP1第
6引脚相连，所述运算放大器OP1第4引脚与5V电源相连，所述运算放大器OP1第7脚与-5V电源相连，所述运算放大器OP1第6引脚经电阻R3与所述运算放大器OP2第3引脚相连，所述电容C1的一端与所述运算放大器OP2第3引脚相连，另一端与电源地相连，所述运算放大器OP2第2引脚与第6引脚相连，所述运算放大器OP2第4引脚与5V电源相连，所述运算放大器OP2第
7脚与-5V电源相连，所述运算放大器OP2第6引脚经电阻R5与所述信号输出端口P1第1引脚相连，所述信号输出端口P1第2引脚与电源地相连后经电阻R7连接至所述运算放大器OP2第
6引脚。
6.根据权利要求5所述的变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于所述信号处理模块（5）包括STM32F103 微处理器U203，电容C212、电容C213、电容C210、电容C208、电容C231、电容C230、电容C232、电容C207、电容C209、电容C202、电容C206、电容C200、电容C201、电容C203，电阻R214、电阻R215、电阻R202，晶体振荡器Y200、晶体振荡器Y201，TPS73233稳压芯片U210，二极管D201、二极管D200和电池BT200；所述STM32F103微处理器U203第64引脚与3.3V电源相连，所述电容C212两端并联至STM32F103微处理器U203第64引脚和63引脚，所述STM32F103微处理器U203第60引脚经电阻R214与电源地相连，所述电容C213两端并联至STM32F103微处理器U203第48引脚和47引脚，所述电池BT200负极性端接地后与所述电容C203一端相连，所述电容C203另一端与所述STM32F103微处理器U203第1引脚相连，所述电池BT200正极性端分别经二极管D200 阳极和阴极后与STM32F103微处理器U203第1引脚相连，所述二极管D201阳极与3.3V电源相连，阴极与所述二极管D200阴极相连，所述晶体振荡器Y200两端并联至所述STM32F103微处理器U203第3和第4引脚，所述晶体振荡器Y200一端经电容C200与电源地相连，所述晶体振荡器Y200另一端经电容C201与电源地相连，所述电阻R202与晶体振荡器Y201并联后两端分别连接至所述STM32F103微处理器U203第5引脚和第6引脚，所述电容C202一端与电容C206一端接地后与所述STM32F103微处理器U203第12引脚相连，所述电容C202另一端与晶体振荡器Y201第1引脚相连，所述电容C206另一端与晶体振荡器Y201第2引脚相连，所述电容C207和电容C209并联后一端分别与电源地和STM32F103微处理器U203第12引脚相连，另一端与所述STM32F103微处理器U203第13引脚相连，所述电容C230两端并联至所述TPS73233稳压芯片U210第1引脚和第2引脚，所述TPS73233稳压芯片U210第1引脚和3.3V相连，所述TPS73233稳压芯片U210第2引脚与电源地相连，所述TPS73233稳压芯片U210第3引脚与第1引脚相连，所述TPS73233稳压芯片U210第4引脚经电容C231与电源地相连，所述TPS73233稳压芯片U210第5引脚与所述STM32F103微处理器U203第13引脚相连，所述STM32F103微处理器U203第28引脚经电阻R215与电源地相连，所述电容C210两端并联至所述STM32F103微处理器U203第31引脚和第32引脚；所述STM32F103微处理器U203第20引脚与所述信号输出端口P1第1引脚相连。
7.根据权利要求6所述的一种变压器零序差动保护自校验系统，其特征在于所述显示及输入模块（7）采用工业级一体化触摸显示屏，显示及输入模块（7）与信号处理模块（5）连接。
8.一种变压器零序差动保护自校验方法，其特征在于包括有如下步骤：
1）第一电流互感器模块（1）采集变压器线路侧三相电流，零序电流互感器模块（2）采集变压器中性点电流，第二电流互感器模块（3）采集变压器中性点侧三相电流；
2）信号调理模块（4）将所述第一电流互感器模块（1）、零序电流互感器模块（2）和第二电流互感器模块（3）输出的二次电流信号转换为与信号处理模块（5）兼容的模拟电压信号；
3）信号处理模块（5）采集所述信号调理模块（4）输出的模拟电压信号，并将电压信号还原成实际电流信号，根据还原后的电流信号校验变压器零序差动保护模块的极性，信号处理模块（5）通过变压器零序差动保护逻辑及定值判断变压器是否发生接地故障。
9.根据权利要求8所述的变压器零序差动保护自校验方法，其特征在于所述信号处理模块（5）通过线路侧自产零序电流和中性点侧自产零序电流分别与中性点实测零序电流进行交叉对比，进一步确认变压器零序差动保护电流互感器极性的正确性。
10.根据权利要求8所述的变压器零序差动保护自校验方法，其特征在于所述信号处理模块（5）还连接有显示及输入模块（7），显示及输入模块（7）用于显示第一电流互感器模块（1）、零序电流互感器模块（2）、第二电流互感器模块（3）电流信号和变压器零序差动保护模块极性信息，当变压器发生接地故障或零序差动保护极性错误时，及时显示告警信息，提醒工作人员采取相应的措施；所述显示及输入模块（7）还用于设定变压器零序差动保护定值。

说明书全文

一种变压器零序差动保护自校验系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于零序差动保护技术领域，具体涉及一种变压器零序差动保护自校验系统及方法。

背景技术

[0002] 变压器作为交流输电技术领域重要的一环，通过电磁感应原理将交流电变换成不同电压和电流等级，完成电源侧能量传输至负荷侧。当变压器及其线路发生短路等故障时，变压器内绝缘油受到高温和电弧作用，产生大量可燃混合气体，导致油腔内压力急剧增大，严重情况下可导致变压器爆炸，对人员和设备造成极大威胁，给社会经济带了很大负面影响。因此，如何保证变压器安全稳定服役，一直以来都是电力系统领域内专家、学者的研究重点。

[0003] 变压器零序差动保护对变压器绕组接地故障具有很高的灵敏性，且不受励磁涌流的影响，对电源侧而言变压器零序差动保护必不可少，是变压器纵联差动的有效补充。通常影响变压器零序差动保护关键因素为变压器中性点电流互感器极性及采用通道的正确性，根据电力系统多年运行经验来看，发生过多起变压器零序差动保护误动事件。比如某电网因变压器零序差动保护电流互感器二次回路原因导致保护误动问题突出，自2011年起，电流互感器回路极性接反、电流互感器回路检修安全措施不当等保护误动原因占比达74%，如下表所示，其中3起是变压器零序差动保护的中性点电流互感器二次回路极性接反导致。

[0004] 2015年某电厂由于线路发生单相接地故障造成A套变压器保护误动跳闸，经事故分析，该厂在变压器中性点电流互感器接入故障录波器的改造过程中将电流互感器二次回路接反，即电流互感器本体端子盒1S1接电缆TH01-S2，1S2接电缆TH01-S1，导致区外故障时产生的零序差流导致A套保护误动，后修改接线为电流互感器本体端子盒1S1接电缆TH01-S1，1S2接电缆TH01-S2，该电厂再无零序差动保护误动事件发生。

[0005] 某电网220kV及以上主变压器年均发生故障20 30起，之所以发生这些事故，根本~原因在于变压器正常运行时三相电流平衡不会产生零序电流，零序差动保护投运后工作人员无法像纵差保护那样直观地观察到制动电流，即使零序差动保护中性点电流互感器回路接反或采样通道故障，保护装置也不会告警，非事故情况下难以确定零序差动保护电流互感器极性的正确性，从而导致不该发生的事故而变压器零序差动保护在投运及运行过程中均可能出现回路问题，由于变压器零序差动保护的校验难度大，保护误动风险很大，目前很多电厂退出了主变零序差动保护，不利于保护变压器，如何校验变压器零序差动保护电流互感器极性及通道的正确与否，是变压器安全投运必不可少的环节。

[0006] 目前常见的变压器零序差动保护极性校验方法如下：1）通过变压器区外接地故障时变压器高压侧和中性点侧电流互感器流过的穿越性零序电流校验回路，通常在变压器投运时不投入零序差动保护，在变电站出线故障后提取主变保护装置录波，校验零序差动保护回路正确后投入保护。

[0007] 2）利用变压器空载合闸时会产生励磁涌流，即由于合闸时初始角、变压器剩磁等条件不同，励磁涌流三相不对称且其各次谐波含量不同，三相产生零序电流，零序电流中的二、三次谐波占比大，呈现典型的涌流特征；此时若变压器空载合闸时内部无故障，励磁涌流是穿越性电流，根据变压器高压侧的零序励磁涌流和中性点侧的零序励磁涌流大小和相位相校验零序差动保护电流互感器的极性。

[0008] 现有技术中有关变压器零序差动保护校验存在以下缺陷和不足：1）通过区外接地故障校验零序差动保护回路的方法是有效的，其不足之处在于零序差动保护不能随变压器同时投运，需被动等待区外故障，零序差动保护可能长期退出，无法及时发挥零序差动保护的作用。

[0009] 2）采用主变空载合闸的校验方法解决了主变零序差动保护不能随主变同时投运的问题，但仍未解决运行期间零序差动保护的回路校验问题，该种校验方法要求保护专业人员有很好的理论基础和实践经验，才能做出正确的分析，实际操作难度大。

发明内容

[0010] 本发明的目的是针对现有变压器零序差动保护校验存在的不足，提供一种变压器零序差动保护自校验系统，本发明系统既提升了零序差动极性校验效率，能够及时、准确、自动地校验零序差动保护回路，提高零序差动保护的运行可靠性，防止变压器零序差动投运后发生误动事故，又可以减轻专业人员工作负担，进一步降低人工运营成本。

[0011] 本发明的另一目的是提供一种变压器零序差动保护自校验方法，本发明的方法操作简单，方便实用。

[0012] 为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：本发明的一种变压器零序差动保护自校验系统，包括有第一电流互感器模块、零序电流互感器模块、第二电流互感器模块、信号调理模块、信号处理模块、电源模块、显示及输入模块，第一电流互感器模块、零序电流互感器模块和第二电流互感器模块的二次电流信号输出端分别连接至信号调理模块的输入端，信号调理模块的输出端连接至信号处理模块的模拟量采样输入端口，信号处理模块的通信端口与显示及输入模块的通信端相连，电源模块分别供电至信号调理模块、信号处理模块和显示及输入模块。

[0013] 本发明的变压器零序差动保护自校验方法，包括有如下步骤：1）第一电流互感器模块采集变压器线路侧三相电流，零序电流互感器模块采集变压器中性点电流，第二电流互感器模块采集变压器中性点侧三相电流；
2）信号调理模块将所述第一电流互感器模块、零序电流互感器模块和第二电流互感器模块输出的二次电流信号转换为与信号处理模块兼容的模拟电压信号；
3）信号处理模块采集所述信号调理模块输出的模拟电压信号，并将电压信号还原成实际电流信号，根据还原后的电流信号校验变压器零序差动保护模块的极性，信号处理模块5通过变压器零序差动保护逻辑及定值判断变压器是否发生接地故障。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：1）本发明实时采集变压器线路侧三相电流，通过计算三相电流矢量和得到线路侧自产零序电流，与此同时采集变压器中性点侧三相和零序实际电流，同样通过三相电流矢量和得到中性点侧自产零序电流，在变压器空载合匝的同时，通过计算线路侧自产零序电流或中性点侧自产零序电流与中性点实测电流的差动电流，电流互感器二次回路接线正确的情况下，该差动电流维持在零线附近波动，根据变压器零序差动电流的物理特征判断变压器零序差动保护电流互感器的极性；进一步将线路侧三相电流及自产零序电流，中性点侧三相电流及自产零序电流，中性点实测零序电流在系统显示及输入模块及时显示，并在变压器零序差动极性错误时，及时发出告警信息，提醒工作人员采取相关措施，避免变压器零序差动保护在投运后发生误动事件。本发明相比传统变压器零序差动保护校验方法提高之处在于，目前二次检修工作通常结合一次设备停电开展，因此零序差动保护回路的变动通常在主变停电期间发生，主变复电空载合闸的同时，本变压器零序差动保护自校验系统即能校验回路的正确性，能确保及时发现隐患。

[0015] 2）本发明功能强大，不但能够校验变压器零序差动保护的极性，还能利用第一电流互感器模块和第二电流互感器模块构成对相间和接地故障反映灵敏的变压器线路侧纵联差动保护，利用线路侧与中性点侧A相、B相和C相差流，根据显示及输入模块设定纵联差动保护定值，实时判断变压器出现及接地侧绕组运行状态，为变压器安全稳定运行保驾护航。

[0016] 3）本发明提升变压器零序差动保护校验效率，节省变压器零序差动保护投入时间，代替了传统人工区外故障即励磁涌流校验零序差动极性的方式，减轻保护人员工作负担，进一步降低人工运营成本。

[0017] 4）本发明交叉校验方式提升变压器零序差动保护校验可靠性，通过线路侧自产零序电流和中性点侧自产零序电流分别与中性点实测零序电流进行对比，进一步确认变压器零序差动保护电流互感器极性的正确性，同时在运行过程中，两种方式出口取逻辑或方式，提升了变压器零序差动保护的灵活性及准确性。

[0018] 5）本发明利用信号处理器模块内部模拟量采样电路，避免额外投入模拟量采样模块，间接降低了整个校验系统的成本，同时利用内部模拟量采样电路，使得系统模拟量采样和数据处理兼容性更强，数据处理更方便、快捷。

[0019] 6）本发明改进变压器零序差动保护校验方法，采用自校验技术的变压器零序差动保护，实现及时、准确、自动地校验零序差动保护回路，提高零序差动保护的运行可靠性。

[0020] 7）本发明显示及输入模块集成度高，不仅可以显示、记录所采集电流信息，还可通过触摸方式设定变压器零序差动保护和纵联差动保护定值及出口方式，当变压器零序差动极性错误的情况下，及时显示并发出错误告警信息。

[0021] 8）本发明信号处理模块采用外设资源丰富的STM32F103嵌入式智能处理器，最大程度降低系统运行功耗，合理分配处理器每一个输入、输出端口，同时STM32F103嵌入式智能处理器集成度高，仅需简单外围电路即可完成各项功能。

[0022] 9）本发明采用模块化硬件设计，各模块之间通过端子进行连接，易于组装且扩展性强。

[0023] 附图说明：图1为本发明系统的原理框图；
图2为本发明信号调理模块线路侧三相电流调理电路的原理图；
图3为本发明信号调理模块中性点侧三相电流调理电路的原理图；
图4为本发明信号调理模块中性点单相电流调理电路的原理图；
图5为本发明信号处理模块电路的原理图。

[0024] 图中：第一电流互感器模块1、零序电流互感器模块2、第二电流互感器模块3、信号调理模块4、信号处理模块5、电源模块6、显示及输入模块7、数字量信号输入及输出模块8。

[0025] 具体实施方式：下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

[0026] 如图1所示，本发明的一种变压器零序差动保护自校验系统，包括有第一电流互感器模块1、零序电流互感器模块2、第二电流互感器模块3、信号调理模块4、信号处理模块5、电源模块6、显示及输入模块7，第一电流互感器模块1、零序电流互感器模块2和第二电流互感器模块3的二次电流信号输出端分别连接至信号调理模块4的输入端，信号调理模块4的输出端连接至信号处理模块5的模拟量采样输入端口，信号处理模块5的通信端口与显示及输入模块7的通信端相连，电源模块6分别供电至信号调理模块4、信号处理模块5和显示及输入模块7。

[0027] 本发明的变压器零序差动保护自校验系统，还包括数字量信号输入及输出模块8，数字量信号输入及输出模块8连接至信号处理模块5的数字量输入和输出端口。

[0028] 本实施例中，所述电源模块6输出电压等级为±3.3V、±5V、±12V、±24V；电源模块6用于为所述信号调理模块4、信号处理模块5和显示及输入模块7提供电源能量；所述数字量信号输入及输出模块8用于接收变压器电量及非电量保护的动作信息和发出变压器零序差动保护告警及跳闸信号。

[0029] 本实施例中，所述第一电流互感器模块1包括三个单相电流互感器，分别采集变压器线路侧A、B、C相电流；所述零序电流互感器模块2包括一个单相电流互感器，采集变压器接地侧中性点单相电流；所述第二电流互感器模块3包括三个单相电流互感器，分别采集变压器中性点侧A、B、C相电流。

[0030] 本实施例中，所述第一电流互感器模块1或第二电流互感器模块3与零序电流互感器模块2构成对变压器绕组接地故障反映灵敏的变压器零序差动保护系统；所述信号处理模块5通过计算第一电流互感器模块1三相电流矢量和得到变压器线路侧自产零序电流，进一步利用零序电流互感器模块2采集的中性点电流校验变压器零序差动保护电流互感器的极性；所述信号处理模块5通过计算第二电流互感器模块3三相电流矢量和得到变压器中性点侧自产零序电流，并利用零序电流互感器模块2采集中性点电流校验变压器零序差动保护电流互感器的极性；所述第一电流互感器模块1和第二电流互感器模块3构成变压器线路侧保护范围内对相间和接地故障反映灵敏的差动保护系统；所述信号处理模块5分别计算第一电流互感器模块1和第二电流互感器模块3的A相电流矢量和、B相电流矢量和C相电流矢量和，进一步得到A相差流、B相差流、C相差流，所述信号处理模块5通过A相差流、B相差流、C相差流判断变压器差动保护范围内是否发生接地及相间故障。

[0031] 如图2、图3、图4所示，所述信号调理模块4包括若干个相同的单相电流信号调理电路，所述单相电流信号调理电路包括信号输入端口P2，电流互感器CT1，运算放大器OP1，运算放大器OP2，信号输出端口P1，可变电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C1、电容C2；所述信号输入端口P2第1引脚和第2引脚并联连接至所述电流互感器CT1一次端，所述电阻R6两端并联连接至所述电流互感器CT1二次端，所述电流互感器CT1二次端非极性端与电源地相连，所述电流互感器CT1二次端极性端依次经电容C2、电阻R4与运算放大器OP1第2引脚相连，所述运算放大器OP1第3引脚经电阻R2与可变电阻R1中间抽头端相连，所述可变电阻R1一端与电源地相连，另一端与5V电源相连，所述运算放大器OP1第2引脚经电阻R8与运算放大器OP1第6引脚相连，所述运算放大器OP1第4引脚与5V电源相连，所述运算放大器OP1第7脚与-5V电源相连，所述运算放大器OP1第6引脚经电阻R3与所述运算放大器OP2第3引脚相连，所述电容C1的一端与所述运算放大器OP2第3引脚相连，另一端与电源地相连，所述运算放大器OP2第2引脚与第6引脚相连，所述运算放大器OP2第4引脚与5V电源相连，所述运算放大器OP2第7脚与-5V电源相连，所述运算放大器OP2第6引脚经电阻R5与所述信号输出端口P1第1引脚相连，所述信号输出端口P1第2引脚与电源地相连后经电阻R7连接至所述运算放大器OP2第6引脚。

[0032] 如图5所示，所述信号处理模块5包括STM32F103 微处理器U203，电容C212、电容C213、电容C210、电容C208、电容C231、电容C230、电容C232、电容C207、电容C209、电容C202、电容C206、电容C200、电容C201、电容C203，电阻R214、电阻R215、电阻R202，晶体振荡器Y200、晶体振荡器Y201，TPS73233稳压芯片U210，二极管D201、二极管D200和电池BT200；所述STM32F103微处理器U203第64引脚与3.3V电源相连，所述电容C212两端并联至STM32F103微处理器U203第64引脚和63引脚，所述STM32F103微处理器U203第60引脚经电阻R214与电源地相连。所述电容C213两端并联至STM32F103微处理器U203第48引脚和47引脚，所述电池BT200负极性端接地后与所述电容C203一端相连，所述电容C203另一端与所述STM32F103微处理器U203第1引脚相连，所述电池BT200正极性端分别经二极管D200 阳极和阴极后与STM32F103微处理器U203第1引脚相连，所述二极管D201阳极与3.3V电源相连，阴极与所述二极管D200阴极相连，所述晶体振荡器Y200两端并联至所述STM32F103微处理器U203第3和第4引脚，所述晶体振荡器Y200一端经电容C200与电源地相连，所述晶体振荡器Y200另一端经电容C201与电源地相连，所述电阻R202与晶体振荡器Y201并联后两端分别连接至所述STM32F103微处理器U203第5引脚和第6引脚，所述电容C202一端与电容C206一端接地后与所述STM32F103微处理器U203第12引脚相连，所述电容C202另一端与晶体振荡器Y201第1引脚相连，所述电容C206另一端与晶体振荡器Y201第2引脚相连，所述电容C207和电容C209并联后一端分别与电源地和STM32F103微处理器U203第12引脚相连，另一端与所述STM32F103微处理器U203第13引脚相连，所述电容C230两端并联至所述TPS73233稳压芯片U210第1引脚和第2引脚，所述TPS73233稳压芯片U210第1引脚和3.3V相连，所述TPS73233稳压芯片U210第2引脚与电源地相连，所述TPS73233稳压芯片U210第3引脚与第1引脚相连，所述TPS73233稳压芯片U210第4引脚经电容C231与电源地相连，所述TPS73233稳压芯片U210第5引脚与所述STM32F103微处理器U203第13引脚相连，所述STM32F103微处理器U203第28引脚经电阻R215与电源地相连，所述电容C210两端并联至所述STM32F103微处理器U203第31引脚和第32引脚；所述STM32F103微处理器U203第20引脚与所述信号输出端口P1第1引脚相连。

[0033] 所述显示及输入模块7采用触摸显示屏，显示及输入模块7与信号处理模块5连接。本实施例中，显示及输入模块7采用工业级一体化触摸显示屏，所述显示及输入模块7以串行通信方式与所述信号处理模块5进行信息共享，实时记录并显示信号处理模块5所采集电流幅值、相位、趋势及零序差动保护电流互感器极性信息，通过人工触摸输入设定变压零序差动保护定值，并将该定值传输至信号处理模块5。

[0034] 本发明变压器零序差动保护自校验方法，包括有如下步骤：1）第一电流互感器模块1采集变压器线路侧三相电流，零序电流互感器模块2采集变压器中性点电流，第二电流互感器模块3采集变压器中性点侧三相电流；
2）信号调理模块4将所述第一电流互感器模块1、零序电流互感器模块2和第二电流互感器模块3输出的二次电流信号转换为与信号处理模块5兼容的模拟电压信号；
3）信号处理模块5采集所述信号调理模块4输出的模拟电压信号，并将电压信号还原成实际电流信号，根据还原后的电流信号校验变压器零序差动保护模块的极性，信号处理模块5通过变压器零序差动保护逻辑及定值判断变压器是否发生接地故障。

[0035] 所述信号处理模块5通过线路侧自产零序电流和中性点侧自产零序电流分别与中性点实测零序电流进行交叉对比，进一步确认变压器零序差动保护电流互感器极性的正确性。

[0036] 所述信号处理模块5连接有显示及输入模块7，显示及输入模块7用于显示第一电流互感器模块1、零序电流互感器模块2、第二电流互感器模块3电流信号和变压器零序差动保护模块极性信息，当变压器发生接地故障或零序差动保护极性错误时，及时显示告警信息，提醒工作人员采取相应的措施；所述显示及输入模块7还用于设定变压器零序差动保护定值。

[0037] 本发明校验变压器零序差动保护极性具体方法如下：1）变压器空载合闸或区外故障，信号处理模块自动计算变压器线路侧三相电流自产零序电流，得到线路侧自产零序电流，计算变压器中性点侧三相电流自产零序电流，得到中性点测自产零序电流，采集变压器中性点实测零序电流，三者均为穿越性电流，按照减极性原则线路侧自产零序电流和中性点实测零序电流应为同极性，中性点测自产零序电流和中性点实测零序电流应也为同极性，角度差在0度，若配置为加极性，角度差则为180度；
2）自产零序电流和实测零序电流设置有效值门槛，超过门槛启动校验，门槛最小值可设置10mA（0.01In，In=1A）；
3）如果自产零序和中性点实测电流角度差满足，且持
续时间超过60ms，则判定为零序差动保护回路错误，系统会发出告警信号。式中3I0.cal为变压器线路侧或中性点侧三相自产零序电流，3I0.neu为变压器中性点外接实测零序电流。

[0038] 4）零序差动保护回路判为错误，修改接线后，需再次对变压器空载合闸，以核实接线修改正确与否。

[0039] 本发明既有利于变压器零序差动保护极性校验效率，防止变压器领出差动保护投运后发生误动事件，又能自动校验主变运行期间出现的回路问题，及时报警消缺，降低检修维护成本。

[0040] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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