干式变压器铁心在线监测系统研究可行性报告(1)关键词：电力干式变压器是电力系统中较重要的电气设备，一旦运行失败，将对电力系统造成严重后果。干式变压器正常运行时的铁芯有一点接地。如果两个或两个以上的点同时接地，铁芯与大地之间会形成一个电流回路，较大电流可达几十安培，会导致铁芯过热甚至烧坏。目前判断干式变压器铁心是否多点接地的方法主要有三种：用钳形电流表定期监测铁心接地电流的电学方法、测量铁心对地绝缘电阻的方法、监测干式变压器绝缘油特征气体的气相色谱法。上述方法的缺点是不能及时发现铁芯多点接地故障，一旦发生故障，不能及时采取相应措施。因此，有必要对干式变压器铁心接地电流进行实时在线监测。

目前，现场人员经常使用钳形电流表夹住铁芯的接地线来监测其电流，但由于干式变压器强磁场的干扰，测量值非常不准确，甚至同一测量点的测量值相差很大几次，因此测量的参考值值得怀疑；然而，内一些单位开发的自动监测装置虽然能够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，设计了一种基于GSM通信的在线监测装置，解决了干式变压器铁心接地电流的在线监测问题。为了解决正常状态下接地电流很小，但磁场干扰严重的问题。

1.1目的

大功率干式变压器铁心电流的变化可以直接反映干式变压器的故障状态是否存在铁心多点接地。过去，变电站值班员使用手持仪器定期检测和记录。这种方法较大的缺点是不能立即对故障做出反应，存在严重隐患，进一步扩大事故。随着电力自动化水平的提高和无人值守变电站的增多，迫切需要一种稳定、可靠、高精度、功能强大的大功率干式变压器铁心电流在线监测装置。本文所述装置就是为此目的而设计的，具有很高的应用价值。

1.2未来发展

目前，我正在发展智能电网，干式变压器铁心在线监测系统是智能电网的重要组成部分。外早在20世纪80年代就开始研究干式变压器铁心在线监测系统，实现无人值守变电站，可以节省大量人力物力，及时有效地找出干式变压器铁心的接地位置，通过一系列数据分析干式变压器是否存在多点接地的危险，从而更好地保证干式变压器设备的正常运行。目前，我在安全法规中提出了干式变压器铁芯在线监测的要求，未来五年内将全面部署干式变压器铁芯在线监测。外的科技人员和相关部门早就认识到这种定期维护和预防性试验的不足，并致力于电气设备的在线监测和状态检修。其优点在于能及时发现早期故障症状，使运行维护人员在故障处于萌芽状态时，通过检测手段尽早消除隐患，从而避免恶性事故的发生，提高维护质量和效率。随着传感器技术、信号处理技术和计算机技术的发展和应用，作为状态检修基础的电气设备在线监测技术发展迅速，已成为绝缘检测的重要组成部分，它将弥补单纯依靠定期预防性维护带来的不足 #p#分页标题#e#

1.3成果的应用和推广

1.3.1解决停电检修使得电力部门付出巨大的人力物力成本，不仅给电力用户带来不便，还存在检修过度的问题。

1.3.2解决了两次预防性试验间隔时间长、绝缘突发故障难以发现、维护不足的问题。

1.3.3解决了试验阈值与运行阈值的差异，部分离线试验不能完全反映运行阈值下设备的绝缘情况。

1.3.4解决检修和停电试验时因人为原因造成的新设备故障也时有发生的问题。

2个目标

为了满足电力系统干式变压器铁心状态检修的需要，提出了干式变压器铁心多点接地在线监测系统的设计方案。监控系统应满足以下功能：2.1监控系统的输入和使用不会改变，不会影响干式变压器的正常运行；2.2能够持续监控、记录和处理数据，及时报警和诊断故障；2.3具有良好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度；2.4系统本身可靠性高，易于维护，适合长期运行；2.5能有效管理数据，有良好的人机界面。

3内容

基于以上考虑，有必要完成以下研究和工作：

3.1铁芯接地电流的理论分析

根据干式变压器铁心的实际结构，建立了合适的铁心数学模型，计算了一点接地电流和多点接地故障电流的数值，分析了故障电流随不同故障点的变化规律，为系统设计提供了理论支持。

3.2系统硬件电路设计

根据铁芯接地在线监测系统的要求，设计了包括电流传感器、滤波、放大、A/D转换、数据存储和控制的数据采集电路，搭建了监测和提取接地电流信号的硬件平台。

3.3系统软件设计

通过编程实现了基于RS232串口的上下位机通信，使上位机可以控制下位机的运行，接收下位机采集的铁心接地电流在线监测数据，建立接地电流在线监测数据库，实现数据存储和查询功能，并利用LabVIEW开发了一套干式变压器铁心接地电流分析软件。

3.4系统结构

该系统由泄漏电流传感器、数据采集柜、本地显示仪表、串口联网服务器、路由器和系统服务器组成。

串行网络服务器提供TC

P/UDP socket工作模式，包括服务端和客户端,支持状态监测和Web发布。每台串口联网服务器有4个RS-485口，可以使每台串口设备单先占用一个串口，以减少不同串口设备并起来的干扰。数据采集柜可采集干式变压器或者电抗器的铁芯和夹件泄漏电流并通过串口与联网服务器相连。

远程显示：本系统的数据采集模块能够实时的采集干式变压器等电气设备的泄露电流参数，并能够通过RS-485传送到串口联网服务器，再传送到电力局域网，串口联网服务器具有自连接功能，即便系统断电，当电源恢复时串口联网服务器也能够自动连到局域网中。#p#分页标题#e#