干式變壓器鐵心在線監測系統研究可行性報告(1)關鍵詞：電力干式變壓器是電力系統中較重要的電氣設備，一旦運行失敗，將對電力系統造成嚴重后果。干式變壓器正常運行時的鐵芯有一點接地。如果兩個或兩個以上的點同時接地，鐵芯與大地之間會形成一個電流回路，較大電流可達幾十安培，會導致鐵芯過熱甚至燒壞。目前判斷干式變壓器鐵心是否多點接地的方法主要有三種：用鉗形電流表定期監測鐵心接地電流的電學方法、測量鐵心對地絕緣電阻的方法、監測干式變壓器絕緣油特征氣體的氣相色譜法。上述方法的缺點是不能及時發現鐵芯多點接地故障，一旦發生故障，不能及時采取相應措施。因此，有必要對干式變壓器鐵心接地電流進行實時在線監測。

目前，現場人員經常使用鉗形電流表夾住鐵芯的接地線來監測其電流，但由于干式變壓器強磁場的干擾，測量值非常不準確，甚至同一測量點的測量值相差很大幾次，因此測量的參考值值得懷疑；然而，內一些單位開發的自動監測裝置雖然能夠及時發現多點接地故障，但缺乏故障后的實時監測功能。為此，設計了一種基于GSM通信的在線監測裝置，解決了干式變壓器鐵心接地電流的在線監測問題。為了解決正常狀態下接地電流很小，但磁場干擾嚴重的問題。

1.1目的

大功率干式變壓器鐵心電流的變化可以直接反映干式變壓器的故障狀態是否存在鐵心多點接地。過去，變電站值班員使用手持儀器定期檢測和記錄。這種方法較大的缺點是不能立即對故障做出反應，存在嚴重隱患，進一步擴大事故。隨著電力自動化水平的提高和無人值守變電站的增多，迫切需要一種穩定、可靠、高精度、功能強大的大功率干式變壓器鐵心電流在線監測裝置。本文所述裝置就是為此目的而設計的，具有很高的應用價值。

1.2未來發展

目前，我正在發展智能電網，干式變壓器鐵心在線監測系統是智能電網的重要組成部分。外早在20世紀80年代就開始研究干式變壓器鐵心在線監測系統，實現無人值守變電站，可以節省大量人力物力，及時有效地找出干式變壓器鐵心的接地位置，通過一系列數據分析干式變壓器是否存在多點接地的危險，從而更好地保證干式變壓器設備的正常運行。目前，我在安全法規中提出了干式變壓器鐵芯在線監測的要求，未來五年內將全面部署干式變壓器鐵芯在線監測。外的科技人員和相關部門早就認識到這種定期維護和預防性試驗的不足，并致力于電氣設備的在線監測和狀態檢修。其優點在于能及時發現早期故障癥狀，使運行維護人員在故障處于萌芽狀態時，通過檢測手段盡早消除隱患，從而避免惡性事故的發生，提高維護質量和效率。隨著傳感器技術、信號處理技術和計算機技術的發展和應用，作為狀態檢修基礎的電氣設備在線監測技術發展迅速，已成為絕緣檢測的重要組成部分，它將彌補單純依靠定期預防性維護帶來的不足 #p#分頁標題#e#

1.3成果的應用和推廣

1.3.1解決停電檢修使得電力部門付出巨大的人力物力成本，不僅給電力用戶帶來不便，還存在檢修過度的問題。

1.3.2解決了兩次預防性試驗間隔時間長、絕緣突發故障難以發現、維護不足的問題。

1.3.3解決了試驗閾值與運行閾值的差異，部分離線試驗不能完全反映運行閾值下設備的絕緣情況。

1.3.4解決檢修和停電試驗時因人為原因造成的新設備故障也時有發生的問題。

2個目標

為了滿足電力系統干式變壓器鐵心狀態檢修的需要，提出了干式變壓器鐵心多點接地在線監測系統的設計方案。監控系統應滿足以下功能：2.1監控系統的輸入和使用不會改變，不會影響干式變壓器的正常運行；2.2能夠持續監控、記錄和處理數據，及時報警和診斷故障；2.3具有良好的抗干擾能力和合理的監測靈敏度；2.4系統本身可靠性高，易于維護，適合長期運行；2.5能有效管理數據，有良好的人機界面。

3內容

基于以上考慮，有必要完成以下研究和工作：

3.1鐵芯接地電流的理論分析

根據干式變壓器鐵心的實際結構，建立了合適的鐵心數學模型，計算了一點接地電流和多點接地故障電流的數值，分析了故障電流隨不同故障點的變化規律，為系統設計提供了理論支持。

3.2系統硬件電路設計

根據鐵芯接地在線監測系統的要求，設計了包括電流傳感器、濾波、放大、A/D轉換、數據存儲和控制的數據采集電路，搭建了監測和提取接地電流信號的硬件平臺。

3.3系統軟件設計

通過編程實現了基于RS232串口的上下位機通信，使上位機可以控制下位機的運行，接收下位機采集的鐵心接地電流在線監測數據，建立接地電流在線監測數據庫，實現數據存儲和查詢功能，并利用LabVIEW開發了一套干式變壓器鐵心接地電流分析軟件。

3.4系統結構

該系統由泄漏電流傳感器、數據采集柜、本地顯示儀表、串口聯網服務器、路由器和系統服務器組成。

串行網絡服務器提供TC

P/UDP socket工作模式，包括服務端和客戶端,支持狀態監測和Web發布。每臺串口聯網服務器有4個RS-485口，可以使每臺串口設備單先占用一個串口，以減少不同串口設備并起來的干擾。數據采集柜可采集干式變壓器或者電抗器的鐵芯和夾件泄漏電流并通過串口與聯網服務器相連。

遠程顯示：本系統的數據采集模塊能夠實時的采集干式變壓器等電氣設備的泄露電流參數，并能夠通過RS-485傳送到串口聯網服務器，再傳送到電力局域網，串口聯網服務器具有自連接功能，即便系統斷電，當電源恢復時串口聯網服務器也能夠自動連到局域網中。#p#分頁標題#e#