变压器铁芯接地电流
变压器铁芯接地电流在线监测及控制系统设计
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。
变压器铁芯接地电流计算公式
变压器铁芯接地电流计算公式变压器铁芯接地电流可以通过以下公式进行计算：
Ig = (Vg / Zg) (1 + K^2)。
其中，。
Ig = 变压器铁芯接地电流（安培）。
Vg = 接地电压（伏特）。
Zg = 接地电阻（欧姆）。
K = 变压器的变比。
在这个公式中，接地电流取决于接地电压和接地电阻，同时也受到变压器变比的影响。
变压器铁芯接地电流的计算需要考虑这些因素，以确保系统的安全运行。
需要注意的是，以上公式是一种简化的计算方法，实际情况中
可能还需要考虑其他因素，如接地系统的结构、接地电阻的分布等。
在实际工程中，可能需要进行更复杂的计算和分析，以确保变压器
铁芯接地电流在可控范围内，不会对设备和人员造成危害。
变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范
在线监测装置的接入不应改变主设备的电气联接方式、密封性能、绝缘性能及机械性能，接地引下线应保证可靠接地，满足相应的通流能力，不应影响现场设备的安全运行。
电流信号取样回路具有防止开路的保护功能，电压信号取样回路具有防止短路的保护功能。
4.3功能要求
变压器铁芯接地电流在线监测装置应满足的基本功能如下：
3
下列术语和定义适用于本标准。
3.1变压器铁芯接地电流在线监测装置
安装在高压设备附近，用于变压器铁芯接地电流特征量连续实时监测的装置。一般由传感器、数据采集和处理模块、通讯控制模块等组成。
4
4.1通用技术要求
变压器铁芯接地电流在线监测装置的基本功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求应满足《变电设备在线监测装置通用技术规范》。
目次
前
为规范输变电设备在线监测系统的规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，促进在线监测技术的应用，提高电网的运行可靠性，特制定本标准。
本标准由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。
本标准起草单位：广东电网公司电力科学研究院。
本标准主要起草人：
本标准由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。
(1)监测装置可以通过网络连接与主站或者安装了主站通信软件的便携式工作站进行信息交换，监测装置具有按预设程序实时采集并向上一级数据服务器报送被监测设备状态数据的功能；具有接收和执行设备主管部门对其进行远程对时、参数调阅和设置命令的功能；
(2)监测装置具有USB等即插即用型数据交换接口，允许利用便携式工作站等设备实现历史数据的就地查询、数据分析及数据导出；
本标准自XXXX年XX月XX日起实施。
高压变压器铁芯,夹件接地电流测试.doc
四川省电力公司电气试验运维一体化培训操作任务书
变电站主变压器（油浸式电抗器）铁芯、夹件接地电流测试
单位
姓名
年月日
四川省电力公司
电气试验运维一体化培训操作任务书
一、任务名称
变电站变压器铁芯、夹件接地电流测试
二、适用岗位
适用于电气试验运维一体化培训。
三、具体任务
填写标准化作业书(附件一、附件二、附件四、附件五)。
根据工作任务，结合现场实际情况，对变电站变压器铁芯、夹件接地电流测试。
四、工作规范及要求
1、试验前准备充分，做好现场查勘。
2、着装、工具、仪表、材料合理、齐全、合格，相关技术资料（包括原始记录，台账）齐全。
3、办理工作票开工手续必须符合安全工作规程，开工前做好现场安措，交待安全注意事项及对危险点的控制。
4、工作过程中严格按标准化作业书进行作业。
5、要求操作程序正确、动作规范。
若在操作过程中出现严重违规，立即终止任务，考核成绩记为0分。
五、时间要求
本模块操作时间为（30）分钟，时间到立即终止任务。
附件一：
现场查勘表
附件二：
现场作业措施书（含危险点分析）
附件三：
工器具和材料准备
附件四：
变压器铁芯、夹件接地电流测试标准化作业卡
附件五：
四川省电力公司变电运维一体化技能考核任务书
附件六：
四川省电力公司变电运维一体化技能考核评分细则。
变压器铁芯接地电流理论分析
变压器铁芯接地电流理论分析耿江海，律方成，刘云鹏，王平（华北电力大学电气工程学院，河北，保定，071003）摘要：本文以一台SFPS28-120000/220型变压器为例，通过分析其铁轭夹紧结构，提出一种计算铁芯碰夹件时多点接地电流的方法，并计算出了故障接地点位于不同位置时的多点接地电流，分析了其变化规律，为进一步铁芯多点接地故障的诊断分析提供了理论依据。
关键词：电力变压器，铁芯，接地电流0引言目前，我国制造的大中型变压器，铁芯大都经一只套管引至油箱体外接地。
这是因为变压器铁芯在运行时，线圈的电场和磁场共同作用使铁芯的各部件（包括夹件等）具有不同的电位，若铁芯不可靠接地，则因电位不同而可能产生断续放电现象，损坏其绝缘；另一方面，如果变压器铁芯出现多点接地情况，则每两个接地点间通过铁芯自身和接地线路形成一个闭合回路，其中交链的磁通将在回路中感应出环流，使铁芯局部过热，严重时会造成局部烧损，这就是变压器铁芯多点接地故障。
在发生两点接地的事故中，主要有以下情况：a.上夹件碰油箱；b.夹件小托板碰铁芯；c.穿心螺杆钢座套碰铁芯；d.钢垫脚与铁芯之间的绝缘碰破或受潮；e.悬浮金属物的影响。
本文主要分析夹件碰铁芯这种事故类型：1变压器铁轭夹紧结构大型变压器通常在铁芯的上铁轭中插入接地片，接地片和上夹件连接，铁芯的上夹件和下夹件通过拉板连接，上夹件通过其上部的撑板连接，下夹件通过垫脚连接，然后将铁芯接地片通过套管从变压器油箱盖引出，在变压器油箱外部接地。
图1a.上铁轭夹紧结构1－接地片2－撑板3－上夹件4－上铁轭5－钢拉板6－铁轭拉带7－铁芯柱8－铁芯柱绑扎带9－上夹件图6.上铁轭上端碰夹件时多点接地电流变化图c)芯柱碰上夹件时多点接地电流假设芯柱碰到上夹件，绝大部分也只会碰到夹件的下端，那么这种情况与b)相似。
以故障接地点在部件7上第3级为例，回路交链的磁通为部件1、2、3、4、5、6、7中第3～31级通过的磁通矢量和的1/2再加上部件1中第1～3级通过的全部磁通，而回路阻抗为全部7个部件第31～3级各级阻抗的并联和。
浅析变压器铁芯接地电流超标原因及处理方法
浅析变压器铁芯接地电流超标原因及处理方法发布时间：2021-04-28T10:49:20.790Z 来源：《电力设备》2020年第33期作者：孙茂祥1 崔乐韵2[导读] 摘要：变压器铁芯问题占变压器总事故的第三位，准确、实时监测变压器铁芯及夹件的接地电流，及时发现变压器的铁芯故障，对变压器的安全运行具有重要意义。
（华能太仓电厂江苏太仓 215424）摘要：变压器铁芯问题占变压器总事故的第三位，准确、实时监测变压器铁芯及夹件的接地电流，及时发现变压器的铁芯故障，对变压器的安全运行具有重要意义。
本文设计了多通道、高精度的泄露电流采集系统，采用高精度传感器对泄露电流进行测量，同时采用通道复用技术解决了系统的成本问题，用线性光耦实现了系统的抗干扰设计，实验结果表明本系统具有较高的抗干扰能力和较高的精度。
关键词：变压器；接地电流；通道复用变压器是电力系统中最重要的元件之一，是电力系统安全、稳定、可靠、经济运行的重要保证。
统计资料表明因铁芯问题造成故障，占变压器总事故中的第三位。
正常运行时, 必须将铁芯和夹件可靠接地，使其在变压器运行中始终保持接地电位，避免铁芯因悬浮电位放电，其铁芯接地电流很小，约为几毫安到几十毫安。
如果变压器铁芯出现多点接地，将会在铁芯内形成短接回路，短接回路所包括面积中的磁通或漏磁通将会在回路内产生很大的环流，而且接点越多，短接回路越多，环流越大，从而会导致局部铁芯过热，引起铁芯局部过热导致绝缘油分解，还可能使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电,造成轻瓦斯动作甚至重瓦斯动作跳闸，甚至损坏变压器，造成主变重大事故。
1、变压器铁芯多点接地故障的类型和成因变压器铁芯多点接地故障按接地性质可分为两大类：不稳定接地和稳定接地。
1、不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多是由于异物在电磁场作用下形成导电小桥造成的接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。
2、稳定接地（也称死接地现象）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉等的绝缘破坏等。
变压器铁芯接地电流测试
变压器铁芯接地电流测试报告变压器名称测试值（mA）温度（℃）湿度（％）测试时间测试人员220kV随1#主变 1.4 20 60 2011.3.5 李芳徐永强220kV随2#主变 1.2 20 60 2011.3.5 李芳徐永强220kV永1#主变 1.6 21 60 2011.3.6 李芳徐永强220kV永2#主变 1.0 21 60 2011.3.6 李芳徐永强110kV蒋1#主变0.9 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV蒋2#主变 1.3 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV文1#主变0.9 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV文2#主变 1.1 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV神1#主变 1.2 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV神2#主变 1.5 20 60 2011.3.5 李芳徐永强110kV擂1#主变 1.3 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV擂2#主变 1.1 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV前1#主变 1.7 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV前3#主变 1.3 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV两1#主变 1.3 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV两2#主变 1.0 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV安1#主变 1.6 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV安2#主变 1.2 23 60 2011.3.7 李芳徐永强110kV殷1#主变 1.3 20 60 2011.3.8 李芳徐永强110kV殷2#主变 1.7 20 60 2011.3.8 李芳徐永强110kV小1#主变 1.0 20 60 2011.3.8 李芳徐永强110kV洪2#主变 1.1 20 60 2011.3.9 李芳徐永强110kV唐1#主变 1.5 20 60 2011.3.9 李芳徐永强110kV唐2#主变 1.4 20 60 2011.3.9 李芳徐永强工作负责人：李芳工作人员：徐永强审核：李廷建批准：魏富建。
浅析油浸式变压器铁芯与夹件接地电流超标故障处理与分析
浅析油浸式变压器铁芯与夹件接地电流超标故障处理与分析摘要：某抽水蓄能电站在月度定期工作中，发现该电站3号变压器铁芯电流为12.97A、夹件接地电流12.93A，超出《DL/T 596电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A。
通过对变压器绝缘油取样、试验数据分析、变压器排油内窥，确定变压器铁芯上轭尾级硅钢片上窜，与夹件上梁加强筋接触，导致铁芯与夹件上梁导通。
本文介绍了变压器内检及吊罩检修现场实例，浅析了变压器铁芯硅钢片上窜原因，分享了解决硅钢片上窜导致铁芯与变压器夹件接触放电的实用经验。
关键词：铁芯硅钢片；变压器接地放电；吊罩检修；油浸式变压器一、引言2018年08月22日 16：43，某抽水蓄能电站在月度定期工作中，发现该电站3号变压器铁芯电流为12.97A、夹件接地电流12.93A（2018年7月13日进行月度定期工作中测的3号变压器铁芯电流为5.1mA，夹件接地电流16.4mA），超出《DL/T 596-2005 电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A。
2018年08月22日 20：19 3号变压器由“运行”转“检修”后，立即对3号变压器的铁芯、夹件进行绝缘摇测，铁芯-夹件的绝缘值为0MΩ、铁芯-地的绝缘值为4.33 GΩ、夹件-地的绝缘值5.09 GΩ。
2018年08月22日 23：58 完成3号变压器绝缘油取样。
2018年08月22日 23：58 变压器油色谱在线分析装置对3号变压器绝缘油进行取样分析。
色谱分析结果显示氢气为218.3 ppm、乙炔1.6 ppm、总烃含量616 ppm，均超出注意值，与2018年6月20日数据相比CO、CO2无明显变化，但烃类气体变化较大。
8月23日完成了3号变压器油化验，结果显示总烃超标，乙炔有1.6ppm。
与2018年6月20日数据相比CO、CO2含量也一致，烃类气体变化同样较大。
经三比值法分析，判定故障放电类型为“0，2，2”，高温过热，能量较小，且与绝缘关系不大；结合试验数据分析，初步判断为铁芯与夹件导通，形成多点接地，局部过热。
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变压器铁芯接地电流
变压器铁芯接地电流
铁芯多点接地故障处理探讨
（一）临时应急处理。
运行中发现变压器铁芯多点接地故障后，为保证设备的安全，均需停电进行吊罩检查和处理。
但对于系统暂不允许停役检查的，可采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施，以限制铁芯接地回路的环流，防止故障的进一步恶化。
如上面讲到的莆美变220KV#1主变，由于当时系统用电紧张，暂不具备停役吊罩处理的条件，我们就采用了串接电阻的临时措施。
在串接电阻前，分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行了测量，分别为7.2A和25.5V，为使环流限制在500mA以下，串接了750Ω的电阻。
串接电阻后，测得的色谱数据列于表2。
对表2数据进行观察，自20XX年11月15日串接电阻后，直至12月16日，总烃含量有所上升，这是由于故障点气体还未完全扩散所致。
随着时间的推移，总烃数据就开始下降。
对20XX 年5月7日的数据进行热点温度估算为746℃左右，发热点温度已有所下降。
可知，串接电阻后，故障已得到有效控制。
（二）吊罩检查。
吊开钟罩，对变压器铁芯可能接地的部位进行重点检查，是
目前国内用得较为普遍的处理方法。
为了减少变压器器身在空气中的暴露时间，使检查工作有的放矢，一般在解开铁芯与夹件等连接片后，进行如下检查试验：
a.测量空心螺杆对铁芯的绝缘；
b.检查各间隙、槽部有无螺帽、硅钢片废料等金属物；
c.对铁芯底部看不到的地方用铁丝进行清理；
d.对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。
对于杂物引起的接地故障，一般进行上述检查后，均能发现故障点，并消除接地故障。
20XX年5月18日，在对莆美变220KV#1主变大修时，用直接检查法查找铁芯多点接地故障处。
钟罩吊开之后，先用1000V兆欧表测量铁芯绝缘电阻，其阻值仍为零。
由于铁芯夹件绝缘电阻良好，说明故障点就在下节油箱与铁芯之间。
因为该台变压器为槽式油箱结构，在现场不可能把铁芯从油箱中吊出，所以只能沿油箱长、短轴各个方向仔细查找故障点。
由于油箱与夹件过小，只好采用小镜片反光照射及手措、拉刮等方法来查找故障点。
经过反复查找，在变压器下节油箱中的隐蔽处发现有一金属小钢线挂在铁芯与下节油箱之间，金属小钢线有烧焦的痕迹。
取出该金属小钢线后，再摇绝缘，铁芯对地绝缘电阻达到7500ΜΩ,可见，接地故障已削除。
（三）电容放电冲击排除法。
对于那些由铁芯毛刺、铁锈和焊渣的积聚引起的接地故障，吊罩直接检查处理往往无法取得明显效果，因要消除故障需要烧
掉毛刺，这时，可用电容放电冲击法，其方法是：备一50μF左右的电容，用输出电压大约为600-1000V的直流电压发生器对电容充电，等电容器完全充电后，利用电容器对变压器故障点放电，此时变压器四周要有专人颁布在各个可疑点处，仔细倾听异常响声和是否有异物冒烟。
当电容器对铁芯接地引线放电时，若有听到响声，并发现青烟逸出，这就证明该处为变压器铁芯多点接地故障处。
如此反复进行几次，再用1000V兆欧表测量铁芯绝缘电阻，当放电后测得的绝缘电阻值明显合格时，即证明该变压器的多点接地故障已处理好。
采用上述方法处理铁芯多点接地，应当注意加电压的仪表、设备及人身的安全。
（四）五、几点体会
（一）变压器铁芯的接地故障，会造成铁芯的局部过热。
此时，从变压器油色谱分析判断，为“高于700高温范围的过热性故障”，并同时具有铁芯对地电阻为零或很低及铁芯接地回路有环流等特征。
（二）在变压器铁芯接地回路串接限流电阻作为应急措施是可行的。
但应注
变压器铁芯接地电流
意所串电阻不宜太大，以保持铁芯基本处于接地电位；也不宜过小，以能将环流限制在0.5A以下。
同时还需注意所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。
（三）对由铁芯毛刺引起的接地故障，在吊罩检查处理无效
的情况下，可采用电容放电法来烧掉毛刺，但由于铁芯对地绝缘垫片较薄，帮冲击电压不宜加得过高。
（四）具有动态性质的、在铁芯底部由金属异物引起的接地故障，且变压器吊心检查有一定困难时，不妨利用本文介绍的处理办法试一下，也许能收到较好的效果。
（五）从变压器运行中铁芯接地故障来看，大多为箱底不清洁所致，作为动物检修部门应严把投运前的吊心检查关。