變壓器鐵芯狀態(tài)監(jiān)測及過電流控制

牛湘智 李介夫

摘要 隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)張，電網(wǎng)十分重視電力設(shè)備的狀態(tài)檢修工作，因此對表征設(shè)備健康狀態(tài)的各種特征量如主變鐵芯、夾件、中性點、套管等設(shè)備的泄漏電流實行在線監(jiān)測已經(jīng)成為目前檢修部門制定檢修策略的主要技術(shù)手段。變壓器鐵芯接地故障主要表現(xiàn)為多點接地情況，由于電位差的存在會產(chǎn)生較大的接地環(huán)流從而引起鐵芯過熱，如不加控制會導(dǎo)致事故發(fā)生。本裝置在監(jiān)測鐵芯或夾件接地電流的同時具備對過大的接地電流實現(xiàn)限流的功能，可以發(fā)現(xiàn)主變的早期故障隱患，對預(yù)防事故發(fā)生將起到重要作用，同時限流系統(tǒng)可以減緩事故隱患的發(fā)展，為檢修贏得時間。目前，該裝置已經(jīng)在吉林某變電站投入使用，運行效果良好，表明該裝置具有可行性與實用性。

【關(guān)鍵詞】變壓器 鐵芯接地電流 限流電阻

1 課題背景及研究的目的和意義

長期以來電力檢修部門為保障變壓器安全運行，一般采用定期的停電預(yù)防性試驗來檢測變壓器的潛伏性故障，主要通過測量變壓器鐵芯接地電流大小的方法來判斷變壓器鐵芯接地情況，鐵芯接地電流正常運行時大小為毫安級，當(dāng)達(dá)到lOOmA及以上時，就需要對該變壓器進(jìn)行跟蹤處理。而計劃檢修不可避免會存在檢修過?；驒z修不足的問題，導(dǎo)致變壓器設(shè)備的事故隱患。變壓器鐵芯狀態(tài)監(jiān)測及過電流控制系統(tǒng)解決了上述問題，可提高鐵心絕緣的在線監(jiān)測技術(shù)水平，發(fā)揮一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2 變壓器鐵芯狀態(tài)監(jiān)測及過電流控制系統(tǒng)原理

大量的變壓器運行實際數(shù)據(jù)及經(jīng)驗理論分析表明，當(dāng)變壓器鐵心一點接地時，監(jiān)測的接地電流的有效值約為幾十毫安，當(dāng)鐵心多點接地的情況下，流過鐵心接地線中的電流迅速升高，最大可達(dá)幾十安培。當(dāng)接地電流超過lOOmA后，就預(yù)示著變壓器鐵心可能存在多點接地故障，需要馬上采取一定措施，但由于變壓器是電力系統(tǒng)中的樞紐設(shè)備，若即刻停電檢修將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此本裝置監(jiān)測到鐵心地線電流超標(biāo)后會及時的在接地回路中串接合適阻值的大功率電阻，將接地電流控制在lOOmA以內(nèi)，待情況允許時再進(jìn)行檢修作業(yè)。

本裝置可進(jìn)行變壓器鐵心電流信號的提取、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)波形顯示、歷史數(shù)據(jù)的自動保存和調(diào)閱、控制繼電器實現(xiàn)大功率電阻投切等功能。

3 變壓器鐵芯電流實時監(jiān)測、報警、限流控制技術(shù)方案

在變壓器主體現(xiàn)場安裝變壓器鐵心接地在線監(jiān)測及限流裝置，實施在線監(jiān)測、顯示、限流電阻自動投切和報警功能，并通過通訊線實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將在線監(jiān)測的信息以圖形和數(shù)據(jù)形式實時傳輸?shù)阶冸娬颈O(jiān)控室，監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置的上位機(jī)（計算機(jī)）將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，可隨時提供主變鐵心接地電流狀況。如監(jiān)控室的在線監(jiān)測上位機(jī)與公司局域網(wǎng)絡(luò)連接，則局域網(wǎng)內(nèi)的指定計算機(jī)也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證變壓器安全運行。

4 限流裝置現(xiàn)場安裝施工方案

4.1 方案1現(xiàn)場在線監(jiān)控安裝施工方案

（1）將裝置安裝于變壓器油池旁的水泥基座上，裝置箱體下留有φ14螺絲孔四個（見底腳安裝圖），水泥基座上栽好螺絲凝固后，將箱體安裝緊固，并將箱體可靠接地，引至裝置的導(dǎo)線對地應(yīng)絕緣。

（2）鐵心接地引下線的連接方式與主變鐵心接地引線的形式和線形有關(guān)，如為TMY-30*3的銅排，則連接方式采用TMY-30*3的銅排，保證主變鐵心安全接地。

（3）現(xiàn)場電源線的連接。電源線的長度由主變附近的鐵心裝置（下位機(jī)）到現(xiàn)場配電柜（電源箱）的距離而定，其電源線的規(guī)格，充分考慮現(xiàn)場用電安全，可選用3x2.5mm2帶鎧甲電纜。現(xiàn)場施工由廠家與用戶協(xié)商，裝置調(diào)試和培訓(xùn)由廠家負(fù)責(zé)。

4.2 方案2有線遠(yuǎn)程監(jiān)控安裝施工方案

（1）裝置下位機(jī)的安裝與施工方案1相同。 （見現(xiàn)場在線監(jiān)測安裝施工方案）

（2）裝置上位機(jī)的安裝施工。監(jiān)控室需配置一臺計算機(jī)（即為裝置的上位機(jī)），該計算機(jī)應(yīng)有RS232（九針）接口，該接口不能被占用，用于實時監(jiān)測。遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)（計算機(jī)）需要.net 2.0支持，要求系統(tǒng)安裝NetFx20SPl_ x86.exe用于數(shù)據(jù)保存和分析。

（3）鋪設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)測用通訊線，型號為：3x0.3mm2+屏蔽護(hù)套線，阻燃型。要求此線無結(jié)點（即一根），其長度根據(jù)安裝現(xiàn)場而定，即主變附近安裝的鐵心裝置（下位機(jī)）到主控室的監(jiān)控電腦（上位機(jī)）的距離。

（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控用通訊線應(yīng)鋪設(shè)于變電站的電纜溝內(nèi)或直埋敷設(shè)。現(xiàn)場鋪設(shè)通訊線施工由廠家與用戶協(xié)商，裝置調(diào)試和培訓(xùn)由廠家負(fù)責(zé)。

4.3 方案3 無線通訊遠(yuǎn)程監(jiān)控安裝施工方案

（1）裝置下位機(jī)的安裝與施工方案1相同。（見現(xiàn)場在線監(jiān)測安裝施工方案）。

（2）裝置上位機(jī)的安裝施工。監(jiān)控室需配置一臺計算機(jī)（即為裝置的上位機(jī)），該計算機(jī)應(yīng)有RS232（九針）接口，該接口不能被占用，用于實時監(jiān)測。遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)（計算機(jī)）需要.ner 2.0支持，要求系統(tǒng)安裝NetFx20SPl x86.exe用于數(shù)據(jù)保存和分析。

（3）裝置上位機(jī)（計算機(jī)）需配置短信模塊附件，錄入各變電站及主變信息以及接受人員或計算機(jī)網(wǎng)址，以準(zhǔn)確提供被監(jiān)測設(shè)備在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)。

5 總結(jié)

本文設(shè)計的變壓器鐵芯狀態(tài)監(jiān)測及過電流控制裝置在現(xiàn)場實際應(yīng)用中，監(jiān)測裝置工作穩(wěn)定可靠，測量精度高，還具有數(shù)據(jù)存儲、越限自動報警、采樣周期短信發(fā)送、報警閾值和通信參數(shù)可設(shè)置等功能。

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