干式變壓器鐵心在線監(jiān)測系統(tǒng)研究可行性報(bào)告(1)關(guān)鍵詞：電力干式變壓器是電力系統(tǒng)中較重要的電氣設(shè)備，一旦運(yùn)行失敗，將對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重后果。干式變壓器正常運(yùn)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，鐵芯與大地之間會形成一個(gè)電流回路，較大電流可達(dá)幾十安培，會導(dǎo)致鐵芯過熱甚至燒壞。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(jiān)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(jiān)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(xiàn)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(yīng)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)在線監(jiān)測。

目前，現(xiàn)場人員經(jīng)常使用鉗形電流表夾住鐵芯的接地線來監(jiān)測其電流，但由于干式變壓器強(qiáng)磁場的干擾，測量值非常不準(zhǔn)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(nèi)一些單位開發(fā)的自動監(jiān)測裝置雖然能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)多點(diǎn)接地故障，但缺乏故障后的實(shí)時(shí)監(jiān)測功能。為此，設(shè)計(jì)了一種基于GSM通信的在線監(jiān)測裝置，解決了干式變壓器鐵心接地電流的在線監(jiān)測問題。為了解決正常狀態(tài)下接地電流很小，但磁場干擾嚴(yán)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(tài)是否存在鐵心多點(diǎn)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(diǎn)是不能立即對故障做出反應(yīng)，存在嚴(yán)重隱患，進(jìn)一步擴(kuò)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(wěn)定、可靠、高精度、功能強(qiáng)大的大功率干式變壓器鐵心電流在線監(jiān)測裝置。本文所述裝置就是為此目的而設(shè)計(jì)的，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

1.2未來發(fā)展

目前，我正在發(fā)展智能電網(wǎng)，干式變壓器鐵心在線監(jiān)測系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分。外早在20世紀(jì)80年代就開始研究干式變壓器鐵心在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人值守變電站，可以節(jié)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，通過一系列數(shù)據(jù)分析干式變壓器是否存在多點(diǎn)接地的危險(xiǎn)，從而更好地保證干式變壓器設(shè)備的正常運(yùn)行。目前，我在安全法規(guī)中提出了干式變壓器鐵芯在線監(jiān)測的要求，未來五年內(nèi)將全面部署干式變壓器鐵芯在線監(jiān)測。外的科技人員和相關(guān)部門早就認(rèn)識到這種定期維護(hù)和預(yù)防性試驗(yàn)的不足，并致力于電氣設(shè)備的在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修。其優(yōu)點(diǎn)在于能及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期故障癥狀，使運(yùn)行維護(hù)人員在故障處于萌芽狀態(tài)時(shí)，通過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(hù)質(zhì)量和效率。隨著傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，作為狀態(tài)檢修基礎(chǔ)的電氣設(shè)備在線監(jiān)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(bǔ)單純依靠定期預(yù)防性維護(hù)帶來的不足 #p#分頁標(biāo)題#e#

1.3成果的應(yīng)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(yù)防性試驗(yàn)間隔時(shí)間長、絕緣突發(fā)故障難以發(fā)現(xiàn)、維護(hù)不足的問題。

1.3.3解決了試驗(yàn)閾值與運(yùn)行閾值的差異，部分離線試驗(yàn)不能完全反映運(yùn)行閾值下設(shè)備的絕緣情況。

1.3.4解決檢修和停電試驗(yàn)時(shí)因人為原因造成的新設(shè)備故障也時(shí)有發(fā)生的問題。

2個(gè)目標(biāo)

為了滿足電力系統(tǒng)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)接地在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足以下功能：2.1監(jiān)控系統(tǒng)的輸入和使用不會改變，不會影響干式變壓器的正常運(yùn)行；2.2能夠持續(xù)監(jiān)控、記錄和處理數(shù)據(jù)，及時(shí)報(bào)警和診斷故障；2.3具有良好的抗干擾能力和合理的監(jiān)測靈敏度；2.4系統(tǒng)本身可靠性高，易于維護(hù)，適合長期運(yùn)行；2.5能有效管理數(shù)據(jù)，有良好的人機(jī)界面。

3內(nèi)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(jù)干式變壓器鐵心的實(shí)際結(jié)構(gòu)，建立了合適的鐵心數(shù)學(xué)模型，計(jì)算了一點(diǎn)接地電流和多點(diǎn)接地故障電流的數(shù)值，分析了故障電流隨不同故障點(diǎn)的變化規(guī)律，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論支持。

3.2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

根據(jù)鐵芯接地在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)了包括電流傳感器、濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲和控制的數(shù)據(jù)采集電路，搭建了監(jiān)測和提取接地電流信號的硬件平臺。

3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

通過編程實(shí)現(xiàn)了基于RS232串口的上下位機(jī)通信，使上位機(jī)可以控制下位機(jī)的運(yùn)行，接收下位機(jī)采集的鐵心接地電流在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立接地電流在線監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和查詢功能，并利用LabVIEW開發(fā)了一套干式變壓器鐵心接地電流分析軟件。

3.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由泄漏電流傳感器、數(shù)據(jù)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(tǒng)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)端和客戶端,支持狀態(tài)監(jiān)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(shè)備單先占用一個(gè)串口，以減少不同串口設(shè)備并起來的干擾。數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)服務(wù)器相連。

遠(yuǎn)程顯示：本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊能夠?qū)崟r(shí)的采集干式變壓器等電氣設(shè)備的泄露電流參數(shù)，并能夠通過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(tǒng)斷電，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器也能夠自動連到局域網(wǎng)中。#p#分頁標(biāo)題#e#