干式變壓器鐵心在線(xiàn)監測系統研究可行性報告(1)關(guān)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(shí)的鐵芯有一點(diǎn)接地。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)同時(shí)接地，鐵芯與大地之間會(huì )形成一個(gè)電流回路，較大電流可達幾十安培，會(huì )導致鐵芯過(guò)熱甚至燒壞。目前判斷干式變壓器鐵心是否多點(diǎn)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(xué)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(diǎn)是不能及時(shí)發(fā)現鐵芯多點(diǎn)接地故障，一旦發(fā)生故障，不能及時(shí)采取相應措施。因此，有必要對干式變壓器鐵心接地電流進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。

目前，現場(chǎng)人員經(jīng)常使用鉗形電流表夾住鐵芯的接地線(xiàn)來(lái)監測其電流，但由于干式變壓器強磁場(chǎng)的干擾，測量值非常不準確，甚至同一測量點(diǎn)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(kāi)發(fā)的自動(dòng)監測裝置雖然能夠及時(shí)發(fā)現多點(diǎn)接地故障，但缺乏故障后的實(shí)時(shí)監測功能。為此，設計了一種基于GSM通信的在線(xiàn)監測裝置，解決了干式變壓器鐵心接地電流的在線(xiàn)監測問(wèn)題。為了解決正常狀態(tài)下接地電流很小，但磁場(chǎng)干擾嚴重的問(wèn)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(tài)是否存在鐵心多點(diǎn)接地。過(guò)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(diǎn)是不能立即對故障做出反應，存在嚴重隱患，進(jìn)一步擴大事故。隨著(zhù)電力自動(dòng)化水平的提高和無(wú)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(xiàn)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(jià)值。

1.2未來(lái)發(fā)展

目前，我正在發(fā)展智能電網(wǎng)，干式變壓器鐵心在線(xiàn)監測系統是智能電網(wǎng)的重要組成部分。外早在20世紀80年代就開(kāi)始研究干式變壓器鐵心在線(xiàn)監測系統，實(shí)現無(wú)人值守變電站，可以節省大量人力物力，及時(shí)有效地找出干式變壓器鐵心的接地位置，通過(guò)一系列數據分析干式變壓器是否存在多點(diǎn)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(xiàn)監測的要求，未來(lái)五年內將全面部署干式變壓器鐵芯在線(xiàn)監測。外的科技人員和相關(guān)部門(mén)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(xiàn)監測和狀態(tài)檢修。其優(yōu)點(diǎn)在于能及時(shí)發(fā)現早期故障癥狀，使運行維護人員在故障處于萌芽狀態(tài)時(shí)，通過(guò)檢測手段盡早消除隱患，從而避免惡性事故的發(fā)生，提高維護質(zhì)量和效率。隨著(zhù)傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展和應用，作為狀態(tài)檢修基礎的電氣設備在線(xiàn)監測技術(shù)發(fā)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(lái)的不足 #p#分頁(yè)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(mén)付出巨大的人力物力成本，不僅給電力用戶(hù)帶來(lái)不便，還存在檢修過(guò)度的問(wèn)題。

1.3.2解決了兩次預防性試驗間隔時(shí)間長(cháng)、絕緣突發(fā)故障難以發(fā)現、維護不足的問(wèn)題。

1.3.3解決了試驗閾值與運行閾值的差異，部分離線(xiàn)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(shí)因人為原因造成的新設備故障也時(shí)有發(fā)生的問(wèn)題。

2個(gè)目標

為了滿(mǎn)足電力系統干式變壓器鐵心狀態(tài)檢修的需要，提出了干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地在線(xiàn)監測系統的設計方案。監控系統應滿(mǎn)足以下功能：2.1監控系統的輸入和使用不會(huì )改變，不會(huì )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(shí)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(cháng)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(shí)際結構，建立了合適的鐵心數學(xué)模型，計算了一點(diǎn)接地電流和多點(diǎn)接地故障電流的數值，分析了故障電流隨不同故障點(diǎn)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(xiàn)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(guò)編程實(shí)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(xiàn)監測數據，建立接地電流在線(xiàn)監測數據庫，實(shí)現數據存儲和查詢(xún)功能，并利用LabVIEW開(kāi)發(fā)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(lián)網(wǎng)服務(wù)器、路由器和系統服務(wù)器組成。

串行網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器提供TC

P/UDP socket工作模式，包括服務(wù)端和客戶(hù)端,支持狀態(tài)監測和Web發(fā)布。每臺串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器有4個(gè)RS-485口，可以使每臺串口設備單先占用一個(gè)串口，以減少不同串口設備并起來(lái)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(guò)串口與聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器相連。

遠程顯示：本系統的數據采集模塊能夠實(shí)時(shí)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(guò)RS-485傳送到串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，再傳送到電力局域網(wǎng)，串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器具有自連接功能，即便系統斷電，當電源恢復時(shí)串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器也能夠自動(dòng)連到局域網(wǎng)中。#p#分頁(yè)標題#e#