变压器铁芯接地电流在线监测及控制系统设计
电力变压器铁芯接地电流在线监测系统研究
需要 的 ， 故要 进行 滤波 处理 。
３ ． ２ ． １抗 电磁干 扰 。 预处 理部分 一般 应安 排在数 据 采集之 前 ， 甚至 有 时它 与传感 器安 排在一 起 ， 即采用就地 处理 的方 式 ， 这样 可大大 削 弱信号 传输 过程 中受 到的 干扰影 响 。 将铁 芯 电流分 为 １ ０ ０ ｍＡ、 １ Ａ、 １ ０ Ａ－ －个 档 ， 分别 用三 个 长线 传送器 进 行传送 ， 这样 便可 大大 提高 测量 的准 确度 ３ ． ２ ． ２多路模 拟开 关。 考 虑到 铁芯 电流 数量 级的差 异性 ， 为 保证 所采 集信 号在 进行 数 据处 理时 的精 确性 ， 本设计 采 用多 路模 拟开 关进 行量 程 的 自动切
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电 力变 压 器 铁 芯 接 地 电流 在 线 监 测 系 统 研 究
刘树 珍
（ 胜 利油 田电力 管理 总 公司河 口供 电公司 ２ ５ ７ ２ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 电力变 压 器是 电力 系 统中最 重 要的 电气 设备 之 一 ， 其 是否安 全 稳定 运行 将影 响 到供 电可 靠性 和系 统 的正 常运 行 ， 因此， 对 电力 变压 器运 行状 态 进 行实 时在 线监测 具有 重要意 义 。 在 电力 变压 器运 行过程 中， 本文 设计 了一种 基于 Ｇ Ｓ Ｍ无线 传输 技术 的变压 器铁芯 接地 电流 在线监 测系 统 ， 能够 实现对 变压 器铁 芯 接地 电流 的实 时或定 时监 测和历 史数据 的 存储 ， 当监测 到接地 电流超 过 国家标 准后 发 出报警信 号 ， 并根 据 电流 的大 小实 现 限流 电阻的 自动投切 ， 最终 将接地 电流 限 制在规 程要 求的 范 围内 。 ［ 关键词］ 变压 器铁 芯 ； 接 地 电流 ； 在线 监 测 ， 无线 通信 中图 分类 号 ： ＴＭ４ ｌ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ ｌ ３ ） ３ ６ —０ ３ ４ ６ 一 Ｏ １
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统——说明报告(关於软件的使用)
电力变压器在线监测及故障诊断分析系统说明报告华中科技大学目录1. 概述 (3)1.1. 用途 (3)1.2. 使用环境 (3)1.3. 技术特点 (3)2. 主要技术参数 (4)2.1. 额定数据 (4)2.2. 通信方式 (4)2.3. 诊断方式 (4)2.4. 设定参数 (4)3. 诊断工作原理 (5)4. 通信软件使用说明 (7)4.1. 连接MIS系统 (7)4.2. 连接铁芯接地电流装置 (7)5. 客户端软件使用说明 (9)5.1. 主界面 (9)5.2. 用户管理 (10)5.3. 数据获取 (11)5.4. 系统查询 (13)5.5. 诊断分析 (14)5.6. 系统设置 (15)6. 运行与维护 (17)6.1. 一般检查 (17)6.2. 投运前装置的设置与检查． (17)6.3. 运行时检查 (17)6.4. 使用注意事项 (17)6.5. 常见故障处理指南 (17)1.概述1.1. 用途对主变压器进行在线监测，获取反映变压器绝缘状况的关键参数，包括铁芯接地电流、油中气体组分两部分在线获取数据，以及预防性试验、油化学试验、缺陷等历史数据，从多个角度实时全面反映运行变压器的绝缘状态，并对其绝缘状况做出分析、诊断。
系统实现自动运行及数据上网功能，对监测结果建立状态监测数据库，并进行数据管理、分析、统计、整合，为电力变压器状态检修提供辅助分析和决策依据。
1.2. 使用环境本系统服务器安装于变电站内。
为便于与“变压器铁心接地电流报警系统”进行RS485通信，需安装在该系统工控机附近；同时，系统需连接供电局局域网，以实现数据获取和上网功能。
1.3. 技术特点1)软件平台采用Visual C++6.0编写，使用操作系统为WindowsXP系统，数据库采用SQLServer2000 SP4。
2)实现与“变压器铁心接地电流报警系统”、“MIS生产管理数据整合与集中应用业务平台”、“在线油气色谱分析系统”通信，获取与变压器相关数据，并整合录入数据库。
主变压器在线监测装置配置分析
主变压器在线监测装置配置分析发表时间：2018-10-01T11:06:56.253Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：刘涛邱健[导读] 摘要：大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。
(国网长治供电公司山西长治 046000)摘要：大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。
主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。
关键词：主变压器；在线监测；分析1 概述1.1 目的和意义电力系统一直沿用定期检修和事后检修相结合的检修模式来检查、处理设备缺陷，在多年的实践中有效减少了设备的突发事故，基本保证了设备的良好运行。
随着我国经济的高速发展，电力需求不断增加，电网规模迅速发展，电网设备数量急剧增加，定期检修的工作量剧增，维护检修费用骤增，检修人员紧缺问题便日益突出。
这种运行习惯显然已不能满足电力系统发展的要求。
因此，为了解决电力系统面临的提高供电可靠性、有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等棘手问题，实现状态检修成为必然趋势。
在新建工程中，安装配置或预留一定数量的在线监测装置接口，有选择地对电气一次设备的运行状况进行在线监测，实时检测运行设备的各种参数，及时发现设备的潜在故障，防患于未然，避免恶性事故的发生，使运行维护由定期检修逐步转向状态检修，进一步提供安全、优质的电能。
编制说明- 《变压器用铁心接地电流在线监测装置通用技术要求》
湖南省地方标准《非晶合金铁心通用技术要求》（征求意见稿）编制说明2020年05月《变压器用铁心接地电流在线监测装置通用技术要求》（征求意见稿）编制说明一、工作简况（一）任务来源2020年2月，本项目由湖南省变压器技术标准化委员会委托特变电工衡阳变压器有限公司、湖南省变压器产品质量监督检验中心等单位，向湖南省市场监督管理局提出编制申请。
项目于2020年3月获得湖南省市场监督管理局批准立项。
（二）本标准起草单位和归口单位标准起草单位：特变电工衡阳变压器有限公司、湖南省变压器产品质量监督检验中心。
本标准归口单位：湖南省变压器技术标准化委员会。
（三）标准制订的背景及意义变压器是电力系统的核心部分,变压器铁心的故障发生率直接关系到变压器甚至整个电力系统能否安全可靠运行,为了降低铁芯多点接地故障的发生率,可对变压器铁芯接地电流进行实时监测。
变压器铁心接地电流在线监测装置,能够实现接地电流的实时监测、超出故障电流值时报警、历史电流数据查询以及历史电流最大值保存等功能。
应用本装置可告别以往人为定期巡检的故障排查模式,在很大程度上节省人力物力,提高铁芯接地电流测量的精度,降低变压器铁芯的故障发生率,从而提高电力系统的供电效率，对提高变压器运行的安全可靠性具有十分重要的意义。
行业内铁心接地电流在线监测装置生产的产品性能、尺寸各部相同，无法满足变压器行业对于铁心接地电流在线监测装置的标准化统一技术要求，安装要求及采购要求，编写行业规范，制定统一标准进行规范化，技术指标统一化，使变压器行业组配件更好的发展。
因此，我省迫切需要制定变压器铁心接地电流在线监测装置技术规程，指导省内变压器生产、应用企业，提升技术水平，提高市场竞争力，促进我省变压器技术的发展。
二、工作情况2019年9月，湖南省变压器技术标准委员会通过讨论确定了编写计划，并向湖南省市场监督管理局申请审批同意，2020年2月，参考相关文献资料，遵循国家标准GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则，经项目组多次讨论修改，于2020年4月上旬前形成标准初稿。
变压器铁芯接地电流在线监测及控制系统设计
会 出现 同一 测 量 点 几 次 测 量 值 差 别迥 异 的 和 处理 ， 提高采集、 运 算精 度 。
情 况， 而 且不 能 保 证 在 第 一 时 间 发 现 铁 芯
２ 位定 点 高性 能 低功 耗Ｔ ＭＳ ３ ２ Ｏ Ｆ ２ ８ ｌ ２ 处 上 可 以 打 印 告 警 信 息 （ 告警内容 、 类型、 时 两 点接 地 ， 检 测 精 度 和 时 效 性 都 存 在 一 定 的３ ； （ ４ ） 可 设 定接 地 电流 报警 限 值 及 限流 电 的 问题 ， 从 而 不 能 对 变 压 器 的 健 康 状 况做 理 器， 主频最高 ｌ ５ ０ ＭＨＺ 。 该 芯 片采 用 了 四 间） 出全 面 、 精 确 的判 断 。 通 过 研 制 变压 器 接 地 级 流水 线 操 作 ， 指 令执 行 速 度 快 ； 内部 模 块 阻 的 投 切 方 式 ； （ ５ ） 对 采 集 到 的 各 类 数据 进 具 有Ｓ Ｐ Ｉ ， Ｓ Ｃ Ｉ ， Ｃ ＡＮ模 块 ） ； 外部Ｉ ／ Ｏ 行 统计 ， 用 曲线 和柱 状 图表 示 。 电流在线 监测及控制 装置， 将 泄 漏 电 流 传 丰 富（ 感器夹装在铁芯接 地线上 ， 精 确 地 采集 接 地 电流 ， 采用 先 进 数 字 信号 处 理 、 分 析 和 计 口多。 可满 足本 系统 的精 度和 实时 性要 求 。 （ ３ ） 时钟 日 历 芯片、 Ｅ Ｅ Ｐ Ｒ ＯＭ ： 实时 时 钟 ３ 样 机 调试 日 历芯 片提 供 给主 机 当前 的准 确 时 间， 每 隔 电流 互 感 器首先 进 行 零 偏 校 正 ， 然 后
况 并 做 了详细 说 明 。 现 场 实验 结 果表 明 该 装 置可 以实现 对钦 芯接 地 电流 实时在 线 监 测 ， 能够 判 断 出铁 芯接 地 电流 的变化 ， 在 发 生 变 压 器铁 芯 多
浅谈电力一次设备在线监测系统
浅谈电力一次设备在线监测系统摘要：智能变电站的在线监测系统可以对变电站进行综合监测和故障诊断,并提供整体解决方案。
安装在高压设备上的在线监测系统可以分析、诊断、预测正在或即将发生的故障,也可以区分故障性质、故障类型、故障程度及其原因,并根据该分析结果给出故障控制和解除措施,从而保障设备安全稳定运行。
本文分析了一次设备运行信息的分类和收集方法。
根据一次设备在线监测的原则和方法,提出智能变电站中在线监测的配置原则。
关键词：智能变电站一次设备在线监测配置原则1在线监测系统结构按照国家电网公司所发布的智能化和在线监测规范要求,目前智能变电站在线监测系统层次结构示意图如图1所示。
如图1所示,系统按照装置(IED)分为4层,包括站端监测单元、主IED、子IED和传感器(或监测装置)。
站端监测单元是全站的后台,负责变电站的监视和管理;主IED按监测设备类型配置,子IED负责部分监测数据的采集及转发;传感器,或与传感器一体的监测装置,直接与被监测一次设备连接。
2设备信息收集和分类2.1设备信息的分类智能电网中,与电气设备相关的所有信息包括波形、声音,图像应该是以数据的形式提供。
为了便于收集和处理,一次设备的数据被分为五种:基础数据、操作数据、测试数据、在线监测数据、缺陷数据和事故数据。
基本数据是静态的,这是一次设备的基本参数,其他数据是动态的。
反映设备的操作条件的数据包括:电压、电流、断路器动作次数等。
测试的数据包括:充电测试数据、常规测试数据和诊断试验数据,这些事由专业仪器获得的数据。
2.2设备信息的收集一次设备的信息是由通过监控设备的手动输入和自动采集收集的。
基本数据和测试数据由人工输入收集。
目前,基本数据由制造商的说明书提供,并输入由操作者提供到操作和管理系统。
测试数据是由维修人员,通过测试部门提供的测试报告输入。
设备的运行数据由通过监控设备的手动输入和自动采集收集。
目前,大部分的操作数据是通过人工输入,以及部分数据由监控系统中的变电站收集诸如电压、电压、电流、开关设备的位置的信号,和变压器油的温度等。
电力变压器运行状态智能化监测技术分析
发展 也具 有重要意义。 本文结合 作者实际工程 经验 ， 就 我国电力变 压器 服务器实时显示监测 数据。 后台管理 软件 接收记 录所有数据 ， 并且提 供报警 ， 历史数据 查询 ， 的智 能化诊断系统相关 问题进行 了探讨。 趋势分析 ， 报表打 印等 多种功能 。 ２ ． 电 力变压器 的 智能 化 监测 技术 该项 目运行一段 时间之后， 通过 趋势 分析， 可 以看出变压器铁 芯接 ２ ． １智能配变监测系统 发现一 些潜在 的设备故障 情况 ， 为 电气设备维 护人员提 供 检修 智能 配变 监测 系统 是由安装在 变压器的智 能终端 和后台管理 系统 地状 况， 依据 。 组合而 成， 可实现 对变压器参数的智 能化 在线监 测功能。 智能 公变终 端安 装在 配电变压 器计 量箱 内， 通 过无 线公 网在 智能 ２ ． ５油色谱在线监测系统 近年来 ， 国内部分 供电局开展了变 压器油 色谱在 线监测系统 的开发 配变 监测 系统中实时在 线监 测变 压器运 行状态 。 智 能配变 监测 系统的 对其运行状态实现 了在 线实时监控 ， 这一举措将 变压 建成 ， 可全 面掌 握 配网公变 的实 时数 据 资源 ， 能 掌握 配 网系统每 一丝 及 现场应用工作 ，
变压器铁芯及夹件接地电流在线监测装置的设计和应用
变压器铁芯及夹件接地电流在线监测装置的设计和应用摘要：针对当前变压器铁芯及夹件接地电流需要运行人员定时人员测量，存在时效差及缺乏系统数据记录的问题，研制了一套能够实时在线监测变压器铁芯及夹件接地电流的装置。
该装置能够实时监测到变压器铁芯及接地电流数值，并实现就地显示和PC端、移动端实时查询数据的功能。
并且装置具有报警功能，当接地电流超过设定值后，能够通过短信、微信等方式实时进行告警，有助运行人员及时发现异常。
此外，装置还有具有数据存储功能，有助于历史数据的分析。
关键词：变压器；铁芯；夹件；接地电流；在线监测0 引言电力变压器是变电站的核心设备之一，为防止变压器正常运行时铁芯及夹件因对悬浮电压而造成对地断续性击穿放电，要求铁芯及夹件必须有一点可靠接地，消除形成铁芯及夹件悬浮电位的可能[1]。
但当铁芯及夹件出现两点以上接地时，导致的不均匀电位便会在接地点之间形成环流，进而造成变压器发热损坏的情况[2]。
按照相关电力规程的要求，变压器铁心夹件的接地电流应小于100mA[3]。
当前对铁芯及夹件接地电流的测量手段是运行人员在一定的时间周期内，借助钳形电流表对变压器的铁芯及夹件的接地下引线电流进行测量，存在着数据的精确度和时效性问题，无法对变压器的状态做出一个准确有效的判断。
并且，当变压器发生故障时，运行人员进行测量工作也存在着发生人身伤亡的可能性。
因些，亟需研制一种能够实时地对变压器铁芯及夹件接地电流进行监测的装置，不仅能够就地采集显示数值，同时还能将数据上传到网络端并在PC端或者移动端实时读取到数据，并且在电流超过某个设定数值时，能够提醒告警，确保及时发生变压器的异常情况。
1 在线监测装置设计铁芯及夹件接地电流在线监测装置首先应确保装置采集数据具有较高的精确度，运行人员不仅可就地读取到接地电流的数值，而且还可通过移动、PC端随时随地读取电流数值，并且通过装置的告警功能及时发现设备的异常。
针对以上设计的功能要求，装置整体结构图如图1所示。
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变压器铁芯接地电流在线监测及控制系统设计摘要：针对目前变压器铁芯接地电流检测精度、时效差的问题，研制了一种功能完善的监测及控制装置。
该文阐述了该装置的硬、软件设计情况并做了详细说明。
现场实验结果表明该装置可以实现对铁芯接地电流实时在线监测，能够判断出铁芯接地电流的变化，在发生变压器铁芯多点接地故障时，迅速做出处理，防止事故扩大。
目前，该装置已投入使用，运行情况良好。
关键词：变压器铁芯接地电流在线监测限流电阻光纤目前，现场人员惯用的检测手段是采用钳形电流表测铁芯外引接地套管的接地下引线电流，这种方法易受强电磁环境干扰，会出现同一测量点几次测量值差别迥异的情况，而且不能保证在第一时间发现铁芯两点接地，检测精度和时效性都存在一定的问题，从而不能对变压器的健康状况做出全面、精确的判断。
通过研制变压器接地电流在线监测及控制装置，将泄漏电流传感器夹装在铁芯接地线上，精确地采集接地电流，采用先进数字信号处理、分析和计算，实现铁芯接地电流实时监测，接地故障自动录波、分析判断、故障报警、趋势预测等功能。
对变压器状态进行在线评估、预警和风险分析，从而达到防患于未然的目的。
当泄漏电流超过300mA时，发出报警信号，根据泄漏电流的大小分析投入多大的串联电阻，将变压器泄漏电流降低到规定值以内，确保变压器不会在两点接地时长时间运行。
1 工作原理
整个装置由上位机和下位机组成。
下位机安装在现场，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，下位机将最新数据自动保存到存储器中或通过通信线路上传给上位机，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，上位机和下位机之间通过现有强大的光纤进行数据交换。
监控装置由信号采集和处理单元、A/D 转换单元、DSP、开关量输出、限流电阻单元、显示单元、通信接口等组成。
直流电流互感器完成对泄漏电流模拟量的采集，经A/D转换后，通过SPI接口传到DSP；由DSP发出控制命令，实现对模拟开关的控制；设置通信接口模块，通过该模块可完成软件系统的调试、维护及程序的在线更新。
(1)信号采集、处理：该监测系统在采集监测信号时不改变设备的运行状态。
铁芯电流正常和故障时的数值差别较大，通过测量回路中串入量程不同的两个电流互感器，分别精确监测正常运行情况下的弱接地电流（微安级）和铁芯发生多点接地后出现的大接地电流（可达几十安），保证测量精度。
通过屏蔽电缆传输采集到的电流量，采用傅里叶算法，DSP将经变换后离散的采样值计算出电流基波幅值，进行各种分析和处理，提高采集、运算精度。
(2)DSP芯片：CPU选用了TI公司推出的32位定点高性能低功耗TMS320F2812处理器，主频最高150MHz。
该芯片采用了四级流
水线操作，指令执行速度快；内部模块丰富(具有SPI，SCI，CAN模块)；外部I/O口多。
可满足本系统的精度和实时性要求。
(3)时钟日历芯片、EEPROM：实时时钟日历芯片提供给主机当前的准确时间，每隔60秒系统将采集到的电流幅值存入以当前日期命名的文件，并记录采集电流的时间。
每24小时记录一个文件,可用按时间来查阅的电流趋势图。
EEPROM存储芯片存储所有电流互感器的信息，包括电流互感器的编号、是否故障、变压器编号、变压器是否投入以及系统参数和故障日志等。
(4)液晶显示：液晶显示采用WEINVIEW MT500系列的7.7 英寸屏，RISC嵌入式CPU。
将复杂的人机接口操作任务交给人机，这样人机与主机之间的通讯量将大大缩小，最多几百个字节。
(5)报警功能：装置设有报警继电器，通过设定不同的定值来发出不同的信号。
当主机判断多点接地存在时，采样值稳定且超过300mA后，发出告警信号，提示工作人员变压器发生铁芯接地，应尽快处理；采样值稳定且超过100mA后，发出提示信号，提醒工作人员应进行预防性跟踪试验，尽快找出接地电流变大的原因。
在发信号时，报出变压器的编号、相别。
硬件抗干扰设计
设计包括以下部分：（1）高、低压数值系统采用光耦隔离设计；数字电路、模拟电路及功率电路分开布置。
（2）在电源入口适当位置增加去耦电容，减少电源地线的公共阻抗。
采用不同的电源分别对数
字电路、模拟电路单独供电，避免通过地线形成回路，同时保证系统一点接地。
（3）采用屏蔽双绞线电缆传输弱电信号，并且屏蔽层单端接地。
（4）设置看门狗(WDT)，在软件运行出错或死循环时使自动使系统复位。
2 系统功能
(1)可以查阅同一设备的不同时间数据查阅、同类设备的数据和历史告警数据进行波形查阅、表格查阅、曲线查阅；(1)实时显示被监测设备的工作状态和运行参数；(3)实时监测设备状态，被监测设备出现异常自动发出报警信号，运行人员在上位机上可以打印告警信息（告警内容、类型、时间）；(4)可设定接地电流报警限值及限流电阻的投切方式；(5)对采集到的各类数据进行统计，用曲线和柱状图表示。
3 样机调试
电流互感器首先进行零偏校正，然后进行满量程输出幅度调整。
利用可调稳压源、交流电阻箱和标准交流毫安表串联构成回路，搭建一个实验平台，通过调节电阻来改变电流大小，用设计完成后的装置，进行测试。
实验使用高精度钳形电流表作为测量和校准的标准表，其采样速率2次/s，分辨率10uA，测量精度70%RH以下。
利用升流器升流检测系统报警情况，在100mA时，装置即发出报警信号，在300mA时，限流电阻自动投入，将电流降到要求以下，满足在线监
测的实时性要求，并且能够有效地避免变压器在铁芯接地电流超标的情况下长期运行。
4 结语
调试成功后，该装置于2012年8月安装在500kV沂蒙变电站试运行，装置运行情况稳定。
由于该系统具有完备的组网功能，检修公司计划将来推广运用后进行组网，将有关监测信息实时上传，为试验人员提供数据支持，为判断和处理故障提供科学依据，作为状态检修的重要依据。
参考文献
[1] Brett Warneke,Matt Last,Kristofer,municating with a Cubic Millimeter Computer．IEEE,2001,34(1):44-45
[2] 董其国．电力变压器故障与诊断[M].北京:中国电力出版社,2001．
[3] 高宁，高文胜．变压器局放在线监测中的现场干扰分析[J].变压器，2002(9).。