MAX274滤波器在变压器铁芯在线监测中的应用

大型变压器在运行时，其铁芯接地电流很小，约为几毫安到几十毫安，但当变压器发生铁芯多点接地故障时，其铁芯接地电流将增大到几安培甚至几十安培，从而会导致局部铁芯过热，严重时可能造成轻瓦斯动作甚至重瓦斯动作跳闸。

目前，现场人员多采用钳形电流表夹住铁芯接地线来监测其电流，但由于变压器强磁场的干扰，测量值很不精确，甚至出现同一测量点几次测量值差别迥异的情况，这样测量的参考价值值得怀疑;而国内有些单位研制的自动监测装置虽能及时发现多点接地故障，但缺乏故障后的实时监测功能。为此，笔者设计了一种基于GSM通讯的在线监测装置，较好地解决了变压器铁芯接地电流在线监测的问题。为了解决正常状态下接地电流很小，受到的现场干扰却比较严重的问题，设计中采用了Maxim公司开发的8阶连续时间滤波器芯片MAX274。实践证明MAX274的滤波效果比较理想。

1 在线监测装置的系统组成

为尽量如实反映变压器接地电流信号的情况，笔者在图1所示的一次接线图的变压器接地线上串接了一个2Ω的无感电阻,这样就将铁芯接地电流的测量转化为串接电阻上电压的测量。该铁芯接地电流在线监测装置由信号处理部分､A/D转换部分及输出控制部分等模块构成，图2所示是其原理框图。图中，A/D转换采用MAX197，该芯片的精度为12位，带故障保护输入多路转换器和8路模拟输入通道，具有6μs的变换时间;通讯模块采用杭州爱赛德公司生产的GSM模块;输出控制主要是指发生故障后在接地线上串接限流电阻(这是目前常用的故障处理方法)，同时现场灯光报警;信号处理部分根据输入信号的强弱分成两路，弱信号部分的处理电路如图3所示，其中OP27是精密运算放大器。MAX274就是本文要重点介绍的有源滤波器芯片。

2 MAX274芯片简介

普通运放和RC网络组成的滤波器元件较多，参数调节复杂，杂散电容会大大影响滤波器特性。MAX274是单片集成有源滤波器，它无需外接电容，只要调整外部4个电阻即可。MAX274的主要参数特性如下：

●可以根据需要设计成Butterworth､Chebyshev或Bessel滤波器形式;

●可以实现低通或带通滤波输出;

●采用 5V或&;#177;5V电源供电;

●每片由4个2阶滤波单元组成(共8阶),并可以实现芯片级联;

●自带设计软件,可以进行辅助设计和仿真;

●中心或截止频率f0范围为100Hz~150kHz｡

MAX274的引脚及外部接口图如图4所示，各引脚功能如下:

INX(2,11,14,23 ):信号输入;

LPOX(1,12,13,24):低通输出;