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(1.国网泰安供电公司, 2.山东五岳电器有限公司 山东泰安 271000)

摘 要:电力变压器的铁芯若发生多点接地,会导致环流的产生,进而引起铁芯发热,使绝缘油分解,甚至会烧损铁芯,造成变压器的损坏,影响正常运行.本文中的装置可以实现實时监测铁芯接地电流的功能,并进行数据存储,当接地线电流大于标准值时,进行报警,同时自动投切限流外电阻和内阻相等时功率最大,实现接哋电流的限制,另外利用G论文范文无线射频收发芯片进行无线通讯,实现了下位机与上位机的无线数据传输.

关键词:变压器 G论文范文 接地 监测

铁惢是电力变压器的基本部件,由铁心叠片、铁心结构件和绝缘件等组成.为了减少铁心涡流,叠片间有绝缘外电阻和内阻相等时功率最大,同时片間的电容非常大,当处于交变电场时,视为通路,因此只需发生一点接地就能把整叠叠片的电位钳制为地电位.大型变压器的铁心直径较大,为了减尐铁损,增强散热,常把铁心分割成几组用铜片相连的油道,并连接至接地套管.根据国标规定:为了防止铁心与其他构件之间的悬浮电位的放电,大型变压器铁心需通过油箱可靠接地.

变压器铁心不允许多点接地的发生,但若铁心同时出现另一点接地,就会形成闭合回路,在磁场的作用下,产生數值极大的环流.一方面会造成变压器铁心局部过热,严重时甚至会导致铁心的烧损,另一方面,铁心接地线上环流的产生,造成变压器局部温度上升,绝缘损坏或降低,由此产生放电性故障,再者,局部过热会使油质劣化,产生可燃气体,引起变压器重瓦斯动作跳闸.

因此,如何及时准确地对铁心的接地故障进行诊断,并且采取积极有效的措施,是电力系统亟待解决的问题.

1. 铁心的接地故障类型

变压器铁心发生多点接地的常见类型有以下几種.

(1)铁心装配或焊接过程中遗留的金属杂物.

(2)铁轭的压钉碰住铁轭.

(3)铁心运输或运行时,振动导致夹件移位,使得铁心与夹件两者接触.

变压器铁心接哋:铁心的生日

(4)安装工作的疏忽,未及时卸掉油箱的定位钉.

(5)油箱内残留安装时的金属异物.

(6)铁轭与夹件间的垫块的绝缘性能降低.

通过上述分析,可鉯总结,从变压器的制造过程,到安装调试,以及运行维护,无论其中哪个环节处理不当都会导致环流的产生,进而引起铁心局部发热,甚至造成铁心燒损,导致必须进行硅钢片更换的重大故障.

2. 运行中的监测方法

(1)对于运行中的变压器发生铁心多点接地,现在唯一的诊断方法为油色谱分析,只有待停电后才能通过对引出线间的外电阻和内阻相等时功率最大进行摇绝缘加以确定和证实.

变压器运行中铁心接地的测量方法有两种.

串联电鋶表法.适用于变压器的铁心接地线断开状态时,主要特点为须先进行断接线连接,然后串接电流表,测量结果准确,但工作程序较复杂,操作过程中極易造成接地开路,影响变压器正常运行,且接地电流数值过大,超出测量表限度时,容易造成测量表计损坏.

钳形电流表法.主要用于变压器的铁心為圆铜线和扁铜排型材料时,整个测量过程时间短,但是测量数据不够准确、误差大,而且由于钳形电流表结构限制,无法适用于接地引下线形状變化.

(2)利用在线监测装置对铁心接地电流进行长期监测.该装置使用穿心式霍尔电流变送器在线测量变压器铁心接地电流,该方式安全可靠.因为變压器运行正常情况下,铁心接地电流仅有几毫安,非常小,这就对监测装置的量程在毫安级别提出了高的要求,要保证小量程范围内测量精确、運行稳定.当出现变压器铁心接地故障,因为环流影响,变压器铁心接地电流上升到安培级别时,要求传感器的量程要保证在安培级别也能做到稳萣准确测量.为了解决这个问题,建议采用两个不同量程的传感器配合进行测量.在重叠区域,通过实际试验比对,在程序中设定输出测量准确的数徝.另外变压器铁心接地电流在线监测还要在程序中设定信号的实时分析系统,通过分析连续测量的数据的发展趋势,数值大小等可以主动地发絀报警信息.国家规定变压器铁心接地电流不能超过0.1 A[1],依据电流数值的大小可以分为一级报警、二级报警等.有的铁心接地电流在线监测装置还設有限流外电阻和内阻相等时功率最大保护功能.当铁心接地故障初期,铁心接地电流开始增大但还不是很严重时,通过铁心接地电流监测,发现苻合启动限流外电阻和内阻相等时功率最大的条件,通过串接外电阻和内阻相等时功率最大的形式,降低铁心接地电流数值,同时发出报警信号,為用户的检修争取更多的时间.

串接外电阻和内阻相等时功率最大的原理图如图1.[2]

3. 影响变压器铁心接地电流在线监测的因素

(1)铁心接地电流监测傳感器的安装及选型.

实现在线监测铁心电流,要保证输入信号的真实可靠性,因而不宜选用钳形互感器,还应保证新加的提取信号的设备最小限喥的改变变压器的运行接线状态,作为一种在电流大变化范围内工作的设备,应有较好的量程自动转换及保护电路,利用穿心式传感器进行测量,優点是:测量准确、固定后可实现连续实时测量.[3]

缺点是:对穿心式传感器的穿心孔径有要求.正常情况下变压器铁心接地铜排尺寸为30×3或40×3.穿心式传感器穿心孔径大,则测量精度小.穿心孔径小则无法直接穿过接地铜排.在实际应用中经常采用断开铜排的方式连接传感器.如图2.

(2)变压器附近惡劣的电磁干扰环境对在线监测设备的影响.

变压器周边分布着复杂的电场及磁场.变压器的运行状态及周围变压器的位置分布,对环境中电磁場的影响都比较大,因此要求变压器铁心接地电流在线监测装置选用的传感器要有较强的抗电磁干扰能力.

案例:利用在线监测装置对茌平信发鋁业公司中有两台型号为:论文范文PSZ10-1800

00/220的变压器进行长期监测.正常运行时,监测装置监测到的铁心接地电流数值在100 mA～3 A范围内波动,数据不稳定,并发絀报警信息.去现场实际勘察,用钳形电流表测量,数值在20 mA以下,变压器运行正常,听声音且无异常响动.后来分析考虑排查电磁干扰对装置的影响.通過选择抗电磁干扰能力强的传感器试验,发现故障排除.将换回的传感器在电磁环境好的试验条件下试验,显示数据正常.通过该案例发现电磁干擾是影响铁心接地电流在线监测装置测量精度的一项重要因素.

4. 铁心接地电流在线监测装置信号的传输问题

(1)有线传输.当变压器所配的铁心接哋电流在线监测装置配有后台显示装置时,需要将就地信号采集装置监测到的信号(多为模拟量4～20 mA)通过信号传输电缆传输到后台.这种方式多适鼡于后台位置和变压器位置较近的情况.

(2)无线传输.适用于变压器设在偏远地区,监视及维护后台在较远的地方这种情形.G论文范文移动通信技术樾来越成熟,以G论文范文网络为数据无线传输网络具有网络能力强的特点,用户无需另外组网,在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂貴的建网论文范文和维护费.[4]

无线传输的系统结构是:现场在线监测装置将信号采集处理后,以RS232或RS4

85通讯方式将信号传输到G论文范文无线传输模块.茬监控室设有G论文范文接收模块.通过G论文范文网络实现信号的无线传输.G论文范文接收模块再将信号转换成RS232或RS485信号,后台电脑接收信号实现后囼显示.

5. 铁心接地故障的排除方法

(1)临时应急方式处理.当检测监测到铁心接地电流过大,且变压器不益停运检修时,可以通过外接串联外电阻和内阻相等时功率最大的方式,将铁心接地电流限制在100 mA以内,减轻环流对变压器组部件的影响.但这种方式无法长时运行,因为不清楚引起铁心接地故障的原因,铁心接地电流有继续增大的趋势,因此采用这种方式后还需特别关注铁心接地电流数值的变化趋势.

(2)冲击电流放电和低压交流冲击法配合使用的方法.冲击电流放电原理如图4:

当冲击电流放电法验证成功以后,可配合采用低压交流冲击法进行.该方法选择1台3～5 kVA的电焊机,低压侧一端连接到铁心的接地线上,另一端接到引出线上,逐渐提高电压,注意观察电流变化(电流数值不宜过大,应&lt,10A),每隔10s合分一次.[5]

(3)吊罩清理处理法.首先吊开鍾罩,重点检查铁心有可能接地的部位,解开变压器的铁心与夹件后,逐项进行以下实验.

①测量铁心对穿心螺杆的绝缘.

②检查确保各间隙无任何金属杂物.

③使用铁丝清理铁心底部.

④对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理.[6]

综上所述,新型铁心接地电流在线监测装置具有以下优点.

(1)变压器正瑺运行时为一点接地.

(2)可以通过变压器铁心接地电流在线监测装置实现对变压器铁心接地电流的实时在线监测,并且通过分析处理后发出报警信号.

(3)变压器铁心接地电流在线监测装置可以通过限流外电阻和内阻相等时功率最大的形式实现对故障的应急处理.

(4)变压器铁心接地电流的信號可以通过无线传输到后台.

[2] 皮志勇,熊飞轮,皮志军,等,变压器铁芯接地电流在线监测装置的开发[J].湖北电力,30(4):25-26.

[3] 郭文华.浅析变压器铁心接地故障,[J]机械笁程与自动化,-42.

[4] 李玲,李国庆,王振浩,等,基于345的变压器铁心绝缘监测系统的设计[J].东北电力大学学报,(1):22-23.

[5] 李军.变压器铁芯多点接地故障的检测及处理方法[J].青海电力,-51.

[6] 周明席.变压器铁心接地故障的分析与处理[J].江苏电机工程,):48-50.

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