变压器铁芯接地电流在线监测系统解决多点接地故障
变压器铁芯多点接地故障的诊断及其处理方法
变压器铁芯多点接地故障的诊断及其处理 方法
变压器铁芯多点接地 故障的诊 断及其处理方法
Ｄｉ ｇ ｏ ｔｃａ ｄ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ａ ｆ ｒ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｓｉ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｔ ｏ ｆ Ｔｒ ｎｓｏ ｍ ｒＣｏ ｅｗｉ ｈ Ｇｒ ｕｎ ｎ ｕｌ ｉ ｕｌｉ ｅＳｐｏ ｓ ｏ ｄｉ ｇ Ｆａ ｔ ｎ Ｍ ｔｐｌ ｔ
摘 要：分析云浮供 电局所属变压器铁芯故障的类型和原因作为例子 。说 明通过 气相色谱分析法￣ＩＡ ３ ： Ｉ Ｍ．型主变铁芯 Ｃ 多点接地故障监 视器 ，可以初步判断铁芯是否存在接地故障 ，再 用直 流或交流法准确的查找 出铁芯接地 的故障 点。针对 不 同的情况 ，用 电容放 电冲击或 ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂｙ ａ ａｙ ｉ ｈ ａ ｌ ｙ ｅ ｎ ａ ｓ ｄ ｒ ａ ｏ ｎ ｔａ ｓ ｏ ｍｅ ’ ｃ ｒ ．Ｍ ｕ ｔ ｌ ｐ ｔ ｒ ｕ ｄ ｎ ａ ｌ ａ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｔ ｅ ｆｕ ｔ ｔｐ ｓ ａ ｄ ｃ ｕ ｅ ｅ ｓ ｎ ｉ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｏ ｅ ｓ Ｓ ｌ ｐ ｅ ｓ ｏ ｓ ｇ ｏ ｎ ｉ ｇ ｆｕ ｔ ｃ ｎ ｂ ｉ ｓ
ａ ｃ ｒ ｔｌ ｙ ｕ ｉ ｇＤＣ ｏ ｙ Ｆ ｒ ｉ ｅ ｅ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ｔ ｅｇ ｏ ｄ ｎ ａ ｌ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ｃ ｅ ｒｕ ｙ ｔ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｒｄ ｓ ｈ ｇ ｃ ｕ ａｅ ｙ ｂ ｓｎ ｒ ＡＣ ｗａ ． ｏ ｆ ｒｎ ｎ ｉ ｏ ｒ ｕ ｉ ｇ ｆ ｕ ｔ ｃ ｎ ｂ ｆ ｃ ｉ ｌ ｌａ ｐ ｂ ａ ａ ｉ ｉｃ ａ ｅ ｄ ｃ ｉ ｈ ｎ ｓ ｖ ｈ ｏ ｒ ｃ ｒｅ ｔ ｕ ｒ ｎ ’ ｉ ｕ ｓｏ ｒ ｅｈ ａ ｙ ｃ ｒｅ ｔ ｕ ｓｏ ． Ｓ ｍｐ ｌｉｎ ｏ ｅ ｖ ｕ ｎ ’ ｉ ｈ ｔ Ｓ ｍｐ ｌｉｎ
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。
变压器铁芯多点接地故障的分析与处理
定数 值 ， 一 般为 ｍＡ级 ， 规 程要 求 ， 铁芯 接 地 电流应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
判断变压器铁芯是 否存在多点接地主要有 ３ 种方 小于 １ ０ ０ ｍＡ 。为便于在 运行 中检测 接地线 中是否 有 法， 即测量铁心对地绝缘 电阻 ｌ １ 】 、 油色谱分析圈 以及定期 环 流 ，对于大 中型变 压器应将 铁芯通 过小套 管 引出
荷的增加而增大 。 故 障变 压器 型 号为 Ｓ Ｚ ９ — １ ６ ０ ０ ０ ／ ３ ５ ，出厂 日期 为
２变 压 器 铁 芯 接 地 分 析
变压器各绕组之间以及与铁芯 、 夹件和外壳之 间都 ２ ０ ０ ０ 年 ７月 ， 具体 参数 见表 １ 。
Ｄ 电． 薹
力 髓
技曲
多点接地时 ， 接地点就会形成闭合 回路 ， 铁芯漏磁通将 在闭合回路中产生环流 ， 引起局部过热 ， 导致油分解 ， 严 重时 ， 甚至使铁芯烧损。 铁芯 一点接 地时 ， 对整个 导 电回路 来说 ， 回路 阻
【 关键 词 】 变压 器 ； 铁 芯； 多点接地 故 障 ；
１引言
变压器运行中铁芯接地线中有环流的情况时有 发 抗 是绕组间 电容容抗值 ，如果 三相 电压完全 对称 且 生， 据统计 ， 铁芯接地故障在变压器故障中排在第三位 ， 各 绕 组 间 电容 相 等 ，则 三 相 电 流 叠 加 后 理 论 上 应 为 占变压器总故障的 ３ ０ ％以上 。因此 ， 在最新版的国家电 零 ，但 实际上 变压器三 相 电压完 全对 称且各 绕组 间 网公司十八项反措 中提出变压器运行中应注意环流的 电容 相等是不 可能的 ，故 实测 铁芯 电流 总会呈现 一 异常变化情况。
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一起隐蔽性变压器铁芯多点接地故障的处理方法
店 景 守
ＧＵＡＮＧ ＸＩ ＡＮ ＹＥ ＤＩ
交流与探讨
一
起隐蔽性变压器铁芯多点接地故障的处理方法
陈伟 雄
（ 广西苍梧县水 利电业有 限公 司 ， 广西 苍梧 ５３０ ４ １０）
电力变压器正常运行时 ， 是不允许铁芯多点接地 的 ， 因为
故障。 根据现 场情 况分析 ，该螺母为变压器 制造时遗落在 夹缝
里，该夹缝大约 ２ｍ ， １ ｍ 开始时螺母边线 螺母边与边之间宽 １ｍ 夹缝平衡， ９ ｍＩ １ 日 并不跨在铁芯与外壳间， 在运行时受电磁
力的作用使其运动， 形成螺母两角 鲧母两角之间宽 ２． ｍ● １ｍ ５
２ 故 障原 因分析
３派四个人站在变压器 四个角旁位置监视变压器 ； ． ４用 电焊机焊钳上 的焊条碰触变压器外壳并迅速拉开 ； ． ５ 一次用 焊机 焊条碰 触变 压器外 壳时 发现 在变 压器 ．第
１ｋ ０ Ｖ引 出线对下底座处有火花 ；
引起局 部过热 ， 油分解 ， 导致 绝缘性能 下降 ， 严重时 ， 会使铁芯
分 析认 为该 台变 压器 内部存 在 多点 金属 性铁 芯接地 故 障。 不及时处理 不仅会伤及变压 器绝缘 ， 如 也会烧毁变压器 。
跨 在铁芯与外壳 间形成铁芯 接壳故 障。
３２ 排 除 障 碍 方 法 ．
因为夹缝较小且转弯不能下手 ， 经过 多人 用铁线勾不起 。 后来采 用油泵用变压器油 冲、用小玻璃 镜片反射再用铁 线慢 慢把螺母拨到变压器底缝再取出。
固 ２７ 总 ８ ） ０． 第３ ０（ 期 ２
维普资讯
彦 景 它
ＧＵＡＮＧ ＸＩＤＩ ＡＮ ＹＥ
交流与探讨
因此我们采用高ห้องสมุดไป่ตู้门控制转速过临界区。 了保证过 临界 区时 为
变压器铁芯故障的测试及处理方法
变压器铁芯故障的测试及处理方法1.变压器铁芯故障的测试方法变压器铁芯故障的一般测试方法如下：（1）钳型电流表法（在线测量）。
对铁芯外引的变压器用钳型电流表法，能精确地、不停电测试铁芯多点接地故障。
每年定期测量接地引线电流，般电流应在100毫安以下，若大于此值，应加强监视。
变压器投运后连续测量几次接地线电阻，作为初始值，若初始值本身就大，说明是变压器本身漏磁大所引起，以后所测数值相差不大即可认为无故障接地点。
若接地线电流大于1安，且与初始值相比增加较多，则可能是低阻接地或金属接地故障，这种状况应准时处理。
（2）色谱分析法（带电取油）。
抽样进行色谱分析，若总烃明显增加，且气体中的甲烷、乙烯占主要成分，而一氧化碳和二氧化碳气体与以往相比变化不大或基本不变，可推断为裸金属过热，可能是铁芯多点接地或铁芯硅钢片间维缘损坏需进一步检查。
若上述总烃中消失乙炔，很可能是时隐时现的不稳定型铁芯多点接地。
（3）绝缘电阻法（停电测试）。
用2500伏摇表摇测铁心与外壳之间电阻，绝缘电阻在200兆欧及以上，说明铁芯绝缘良好。
若摇表指示铁芯与外壳相通，可换用欧姆表测量铁芯与外壳之间的电阻，若测量值为200~400欧时，说明铁芯有高阻接地点，需对变压器进行铁芯多点接地故障处理；若测量值为1000欧以上时，流过地线的电流较小，且难以将故障排解，可不处理，连续运行，定期进行在线监测，如钳型电流表法（有铁芯外引线者）、油色谱分析法，发觉特别后再处理；若测量值为1-2欧，则推断铁芯有金属接地点，必需对变压器进行处理。
2.变压器铁芯产生多点接地的处理方法铁芯产生多点接地时的几种常用的处理方法。
（1）对于铁心有外引接地线的，可在铁心接地回路上串接电阻，以限制铁心接地电流，此方法只能作为应急措施采纳。
（2）由于金属异物造成的铁心接地故障，一般状况下进行吊罩检查，都可以发觉问题。
（3）对于由铁心毛刺，金属粉末积累引起的接地故障，用以下方法处理效果较明显。
变压器铁芯多点接地故障的检测与处理
５ 气相色谱分析法 ． ２ ５ ． 从故障产气速率看 ， ．１ ２ 气体 上升速度很快 ， 中乙烯的 其 产气速率是急剧上升趋势 ，总烃 的相对产气速率大于 １％ ０
６ 变压器铁芯 多点接地故障的查找 ６１ 变压器不 吊罩 （ ． 或不吊芯 ） 查找方法 通过 变压器空载试 验可检测 出铁芯 内表面 的故 障 ， 当 铁芯内表面发生多点接地故障时空载损耗将增加 １％． ０ ６ 变压器吊罩（ 吊芯 ） ． ２ 或 查找方法
定数值 的电流 ， 会使铁芯发热甚至熔化 ， 致使变压器烧毁 ． ３ 铁 芯多 点接地使铁芯局部过热 ， ． ２ 使铁芯损耗增加 ， 进而 使 变压 器烧 坏．过热 造成 温升 ， 将使变压器 油分解 ， 生气 产 体 向油中扩散 ， 将引起绝缘油性能下降 ． ３ 油中气体不断增加 ，可能导致 瓦斯 继电器动作使变压 ． ３ 器两侧开关跳闸 ， 造成变压器停电 ．
４２ 下夹件木垫块受潮或表面附有大量 的油泥促使其绝缘 ． 电阻降低或为零 ． ４３ 铁 芯下夹件垫脚 的钢托板上的纸板 脱落 、破损或者箱 ．
底沉积油泥及水分 ． ４ 铁芯夹件两端方铁距心柱太近 ，硅钢片翘起触及夹件 ． ４
方铁 ．
６ ． 直流法． ．１ ２ 将铁芯与夹件的连接 片打开 ， 在铁轭 的两侧 的硅钢片上通人 ６ Ｖ直 流， 然后用直流 电压表依次测量各级 硅钢片 问电压 ，当电压表指示 为零 时 ，此接地点就在此片
送电， 把事故所造成 的各种损失减轻到最低 ， 就需要采 取合
５１１ 有铁芯外引接地引线的变压器停 电时 ，用 ２ ０ Ｖ兆 ． ． ５０
整流变压器铁芯多点接地的原因分析及处理
整流变压器铁芯多点接地的原因分析及处理摘要：本文详细论述了变压器铁芯多点接地的故障类型、原因、处理方法及注意事项。
关键词：铁芯多点接地油样色谱分析三比值法罗杰斯比值计算1、变压器铁芯多点接地故障的危害变压器正常运行时，是不允许铁芯多点接地的。
因为变压器正常运行中，绕组周围存在着交变的磁场，由于电磁感应的作用，高压绕组与低压绕组之间，低压绕组与铁芯之间，铁芯与外壳之间都存在着寄生电容，带电绕组将通过寄生电容的耦合作用，使铁芯对地产生悬浮电位，由于铁芯及其它金属构件与绕组的距离不相等，使各构件之间存在着电位差，当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花放电。
这种放电是断续的，长期下去，对变压器油和固体绝缘都有不良影响。
为了消除这种现象，把铁芯与外壳可靠地连接起来，使它与外壳等电位。
但当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点就会形成闭合回路，造成环流，引起局部过热，导致变压器油分解，绝缘性能下降。
严重时，会使铁芯硅钢片烧坏，造成主变重大事故，所以变压器铁芯只能一点接地。
2、某铝厂整流变压器调变侧铁芯多点接地的处理过程2.1故障分析该变压器自1991年投运后，每季度对其取油样色谱分析均正常。
2003年春节前对其取油样进行了色谱分析，油色谱分析结果显示甲烷和乙烯含量较高。
色谱试验数据列下表1：表1色谱试验分析数据分析：从2003年1月20日到2003年6月18日的八次油样分析中（甲烷+乙烯）/总烃的比值均为100%。
这充分说明了它是低温过热引起的油过热现象。
2003年7月30日的比值不是100%而是93.95%，而且氢气比值也较高，相对于甲烷和乙烯的量乙烷几乎没有。
2003年9月23日和29日取样分析，通过对试验结果的分析甲烷和乙烯的成分还是占主要的，根据《变压器油中溶解气体的分析和判断》充分说明它还是低温过热引起的油过热现象。
用罗杰斯比值计算法对气体结果进行判断：表2 根据罗杰斯比值法计算气体比值表3 罗杰斯比值法诊断标准表2与表3对比，得出结论：1.0≤甲烷/氢气＜3、乙烷/甲烷＜1.0、乙烯/乙烷≥3、乙炔/乙烯＜0.5 故障类型为：铁芯和箱壳有环流或接头过负荷。
铁芯接地电流在线监测系统
ES-2010变压器铁芯接地电流在线监测系统使用说明书福州亿森电力设备有限公司ES-2010变压器铁芯接地电流在线监测系统(固定安装型)使用说明书1 概述变压器运行时，经常出现因铁芯绝缘不良造成的故障，铁芯绝缘不良或多点接地时，形成金属性短路接地，会产生较大的放电脉冲，可由高频信号局放监测发现。
有时也会出现不稳定短路接地，但绝缘两点接地故障时，便形成工频短路电流。
因此利用检测接地电流工频分量来判断铁芯绝缘是否正常相当有效。
注：DL/T 596-1996《电力设备预防性试验导则》中规定：铁芯绝缘正常时，接地电流不大于0.1A。
上述情况也可用在线监测铁芯接地电流量的方法，来判断其内部绝缘的劣化，可起到故障早期预报的作用。
ES-2010变压器铁芯接地电流在线测量系统就是采用此原理，采用电测法，在不改变原设备接线的情况下，将信号取样点选择在变压器铁芯接地引出线处，使用特制的线圈制作的高灵敏度传感器。
直接测量，并显示变压器运行状态下，接地电流值。
该产品应用本公司专利技术：高压电流传感器专利号：ES224991111892 主要技术指标2.1 测量内容：运行变压器铁芯或夹件接地电流值（A）。
2.2 仪器组成：信号采集器、智能集中器（铁芯和夹件采集数据显示，历史数据查询、通讯（RS232）数据上传、光示信号节点控制）。
2.3 测量范围：0～1.999A、精度1级。
2.4 使用条件①户内、户外、在线测量②环境温度-20～60℃③环境湿度< 80%2.5 测量传感器内窗：700×152.6 稳定工作时间3分钟2.7 工作电源：220V AC；50Hz；功耗：10W2.8 外型：见机箱图；重量1.9 Kg ；2.9 安装：见安装图3 箱内面板布置说明：（1）RS232插座。
（2）电源开关。
（3）液晶显示。
（4）触摸键盘。
4以上接线端子定义见7.2集中器接线说明：箱体内面板5 采集器机箱外形图6 安装说明 6.1 采集器安装：6.1.1打开互感器另外半只，穿铁芯接地线或夹件接地线，用螺栓将所带附件固定在机箱互感器安装架上。
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变压器铁芯接地电流在线监测系统解决多点接地故障
变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件，保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。
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,变压器铁芯需要有一点接地,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，当变压器发生铁芯多点接地故障时，会产生涡流，其铁芯接地电流将增大到几安培甚至几十安培，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。
通过测量变压器铁芯接地电流可直接反映出变压器的故障状态——是否存在铁芯多点接地。
我国在《电力设备预防性试验规程》(Q/CSG10007-2004)中5.1“油浸式电力变压器”关于“铁芯及夹件绝缘电阻”的要求：“运行中铁芯接地电流一般不应大于0.1A”。
因此，准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证变压器的安全运行具有重要意义。
一、变压器铁芯正确接地方式
在变压器正常运行中，带电的绕组及引线与油箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和其他金属构件就处于该电场中。
高压绕组与低压绕组之间、低压绕组与铁芯之间、铁芯与大地(变压器油箱)之间都存在着寄生电容，带电绕组将过寄生电容的耦合作用使铁芯对地产生一定的电位，通常称为悬浮电位。
由于铁芯及其他金属构件所处的位置不同，具有悬浮电位也不同，当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时，便产生火花放电。
这种放电是断续的，放电两点电位相同，但放电立刻停止，然后再产生电位差，再放电。
断续放电的结果使变压器油分解，长期下去，逐渐使变压器固体绝缘。