| 标题 | 主变铁芯夹件监测及过电流控制系统研究与应用 |
| 范文 | 周昆+任伟+王胜辉+张成兵 【摘要】 为了保证电力变压器在电力系统中安全运行，分析了变压器铁芯接地故障原理，介绍了系统的设计思想以及硬件和软件的功能，变压器铁芯在线监测及限流装置在铁芯多点接地故故障中的监测预警作用和限流效果。 【关键字】 变压器铁芯 接地线 夹件接地电流 一、前言 变压器铁芯、夹件接地电流是表征主变铁芯接地状态的重要特征量，变压器铁芯接地故障主要表现为多点接地情况，由于电位差的存在会产生较大的接地环流从而引起铁芯过热，如不加控制会导致事故发生。本系统在监测铁芯或夹件接地电流的同时具备对过大的接地电流实现限流的功能，可以发现主变的早期故障隐患，对预防事故发生将起到重要作用，同时限流系统可以减缓事故隐患的发展，为检修赢得时间。 近年来变压器铁芯、夹件接地电流的在线监测技术可以解决传统离线试验效率低下、工作量大的问题，避免离线试验难以反映实际工况下的主变状态参数等缺陷，极大地提高主变检修的效率和故障判断的准确性。本文介绍一种全天候实时监测变压器铁芯接地情况并能及时进行故障处理的在线监测及限流系统。并结合系统关键技术及故障诊断和处理实例，分析了变压器铁芯故障的判断方法及处理办法，最后介绍了变压器运行中应用铁芯在线监测限流装置取得的效果。 二、变压器铁芯在线监测及限流系统的特点 系统由上位机和下位机组成，下位机工作在变压器现场，主要完成铁芯电流信号的提取、数字化处理、监测参数的显示、历史数据的自动保存和显示、控制固态继电器以实现电阻的自动投切等功能；下位机利用RS232串口或RS485通讯线或无线模块实现实时监控。下位机可向上位机实时发送电流、时间、电阻的投切状态、下位机的工作模式等多种监测数据，也可上传保存在下位机FLASH存储器中的历史数据，上位机获得了下位机上传的数据后可以进行波形显示，历史数据的分析以及初步的故障诊断等。 1、建立了变压器铁芯单点和多点接地的电路模型，并进行了理论定量分析，得到了电压、电流参数，为监测系统的稳定运行奠定了理论基础。 2、采用了特制的电流传感器，抗干扰能力强，具有高精度和宽量程的特点，满足铁芯电流变化范围较大的特点。 3、限流装置在铁芯接地回路中串入了多档限流电阻，该系统不仅起到监测作用，当出现电流异常时能立即投入合适的电阻，将接地电流限制在正常范围之内；铁芯接地异常电流消失后，装置自动退出限流电阻从而保证变压器安全运行。 4、对限流装置设计了合理的限流电阻网络结构，保证档位之间稳定过渡，最大程度上保证了装置工作的可靠性。 5、限流装置系统具有开路自诊断功能，若开路，则采取闭锁确保铁芯可靠接地。 6、监测系统可以同时监测多个设备，可对实时监测数据进行浏览或对设备进行设置，具备数据、曲线等分析功能。 三、限流电路的设计 系统硬件系统中，限流单元是核心，铁芯发生多点接地故障时，可能出现的最大环路电压及环路电流，选择出符合阻值及功率要求的电阻。 在接地电流小于0.1A时，主回路中的接触器J1是常闭状态；一旦铁芯接地电流超标，装置系统自动将主接觸器打开，在接地线中投入合适的限流电阻。 四、系统的通讯技术 装置监控系统拥有两种通讯形式：即有线通讯和无线通讯，而且，该装置监测系统具有网络扩展功能，并遵循IEC 61850 标准（等同DL/T 860变电站通信网络和系统）的通信规约，适用于数字化变电站通信网络和系统。 五、结语 变压器铁芯接地线中的电流大小作 为判断铁芯是否出现多点接地的依据具有可行性， 装置可实时监测铁芯地线电流， 当出线电流异常时 能自动地投切电阻将电流限制在合理的范围之内， 并具有报警、数据的保存和分析功能。 综上所述，虽然变压器铁芯接地在线监测及限流系统，消除了常规测试中对铁芯接地电流的测试盲点，且当接地电流异常时，及时报警并实现自动投切的限流功能，避免因铁芯多点接地导致的铁芯局部过热，阻止铁芯故障的继续发展。但此种解决方案仍属于临时措施，对铁芯多点接地的效果较好，也适用于暂不能退出运行的电力变压器，要想解决变压器已经出现的铁芯多点接地故障，还得通过大修及试验找到确切的故障点进行彻底处理。 参 考 文 献 [1] 陈敢峰. 变压器检修[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2005. [2] 闫永明. 变压器铁芯多点接地故障的检测与处理 [J]. 山西电 力技术， 2001（2）： 47-48. [3] 耿江海， 律方成， 刘云鹏， 等. 变压器铁芯接地电流理论分析 [C]// 南京： 中国电力高等学校电力系统及其自动化专业第 22 届年会， 2006： 215-219. |
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