探析电力变压器接地电流在线监测技术与应用
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GSM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
1 前言
1.1 电力变压器在线监测的目的
电力变压器是电力系统最主要、最昂贵的设备之一，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。但电力变压器的故障率较高，这不仅会极大的影响电力系统的安全运行，同时也会给电力企业和电力用户造成很大的经济损失。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。在线监测技术将在电力生产中起到非常重要的作用。其优点是显而易见的，可以更加有效地使用设备，提高设备的利用率；能够降低备件的库存量以及更换部件与维修所产生的费用；有目标的进行维修，可提高维修质量，使设备运行更安全、可靠；可更加系统准确地对设备制造单位反馈设备的质量信息，以提高产品的可靠性等。
1.2 研究内容
电力变压器发生故障时，会有很多特征量表现出来，本文主要是针对接地电流进行专项研究。（1）对引起接地电流变化的原因进行分析；（2）如何实时而不失真的采集电流信号；（3）如何保证信号在传输、处理的过程中的真实可靠性；（4）信号传输方式、量程切换等处理。
2 变压器铁芯接地电流在线监测理论
2.1 铁芯接地。大中型变压器的铁芯都经过一只套管引至油箱体外部接地。这是因为电力变压器在正常运行时，绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于该电场中，且场强各异，若铁芯不可靠接地，就会产生充放电现象，损坏其固体和油绝缘。因此铁芯必须有一点可靠接地。如果铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地时，形成闭合回路，则正常接地的引线上就会出现环流，这就是人们常说的铁芯多点接地故障。
2.2 在线监测系统。在变压器所处的恶劣的电磁环境中，设备要能够稳定可
小电流接地系统接地的原因分析及对策 小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中质量不易保证，运行中发生接地故障的几率很高。为了便于电网值班人员准确判断接地类别，及时处理故障，保证电网的安全可靠运行，提高用户电能质量。本文通过对兴义市地方电网的运行实践，从小接地系统绝缘监察装置的构成及动作原理，历年接地故障情况的统计、接地原因、故障判别及预防接地的措施等几个方面进行分析，对运行值班人员和工程技术人员有一定的借鉴作用。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo 反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa+ùb+ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：
第六章电力变压器 第6.0.1条电力变压器的试验项目，应包括下列内容：一、测量绕组连同套管的直流电阻；二、检查所有分接头的变压比；三、检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性；四、测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；五、测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tgδ；六、测量绕组连同套管的直流泄漏电流；七、绕组连同套管的交流耐压试验；八、绕组连同套管的局部放电试验；九、测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻；十、非纯瓷套管的试验；十一、绝缘油试验；十二、有载调压切换装置的检查和试验；十三、额定电压下的冲击合闸试验；十四、检查相位；十五、测量噪音。注：①1600kVA以上油浸式电力变压器的试验，应按本条全部项目的规定进行。②1600kVA及以下油浸式电力变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十、十一、十二、十四款的规定进行。③干式变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十二、十三、十四款的规定进行。④变流、整流变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十一、十二、十三、十四款的规定进行。⑤电炉变压器的试验，可按本条的第一、二、三、四、七、九、十、十一、十二、十三、十四款的规定进行。 ⑥电压等级在35kV及以上的变压器，在交接时，应提交变压器及非纯瓷套管的出厂试验记录。 第6.0.2条测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定：一、测量应在各分接头的所有位置上进行；二、1600kVA及以下三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kV A以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%；线间测得值的相互差值应小于平均值的 1%；三、变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于2%；四、由于变压器结构等原因，差值超过本条第二款时，可只按本条第三款进行比较。
分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。 1.前言 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。 2.变压器油色谱在线监测 变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。 该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。 3.变压器光纤测温在线监测 变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个
大电流接地系统与小电流接地系统（不接地系统）发生故障的区别，对系统设备运行的影响，处理原则和注意事项。 中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统.一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。 中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统 1 中性点不接地电网的接地保护 中性点不接地系统的接地保护、接地选线装置 (1) 系统接地绝缘监视装置：（陡电6.0KV厂用电系统） 绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。 将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。 当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。 该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。要想判断故障线路，必须经拉线路试验。且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。 装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。 该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。 (3) 零序功率保护： 零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。如传统的零序功率方向继电器，无人值守综自所应用的如南瑞DSA113、119系列零序功率方向保护。 零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。 (4) 小电流接地选线综合装置：
Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 中国南方电网有限责任公司发布
Q/ CSG XXXXX.X-2013 目次 前言...................................................................................................................................................................... II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求 (1) 5 试验项目及要求 (2) 6 检验规则 (3) 7 标志、包装、运输、储存 (4) I
Q/ CSG XXXXX.X-2013 II 前言 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。 本标准自XXXX年XX月XX日起实施。 执行中的问题和意见，请及时反馈给南方电网公司生产技术部。
Q/ CSG XXXXX.X-2013 变压器铁芯接地电流在线监测装置技术规范 1范围 本标准规定了变压器铁芯接地电流在线监测装置的范围、术语、使用条件、技术要求、试验、备品备件、标志、包装、运输、贮存要求等，可作为产品的研制、生产、检验和现场测试的依据。 本标准适用于110kV及以上电压等级的变压器铁芯接地电流在线监测装置的生产、检测、使用和维修。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 191 包装储运图示标志 GB/T 2423 电工电子产品环境试验 GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求 GB/T 16927.2 高电压试验技术第二部分：测量系统 GB/T 17626.1 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论 DL 393-2010 输变电设备状态检修试验规程 Q/CSG XXXX 变电设备在线监测系统通用技术规范 3术语和定义 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技术要求 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》。 4.2接入安全性要求 1
智能变压器状态监测系统技术方案 一、智能变压器状态监测系统 智能变压器作为智能变电站的核心组成部分，其建设获得了越来越多的关注。根据现行的标准，智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站互动的变电站。智能变压器在线监测系统是保证变压器正常工作并预估设备的损耗以建立合理的检修计划，智能变压器在线监测系统是实现智能变电站的基础设备之一。 变压器是电力系统中重要的也是昂贵的关键设备，它承担着电压变换，电能分配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、可靠地经济运行和供用电的重要保证，因此，必须最大限度地防止和减少变压嚣故障或事故的发生。但由于变压器在长期运行中，故障和事故是不可能完全避免的。引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中留下的设备缺陷等事故隐患，特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化等等，已成为故障发生的主要因素。同时，客观上存在的部分工作人员素质不高、技术水平不够或违章作业等，也会造成变压器损坏而造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。 正因为变压器故障的不可完全避免，对故障的正确诊断和及早预测，就具有更迫切的实用性和重要性。但是，变压器的故障诊断是个非常复杂的问题，许多因素如变压器容量、电压等级、绝缘性能、工作环境、运行历史甚至不同厂家的产品等等均会对诊断结果产生影响。 智能变压器状态监测系统构架如图1-1所示：
铁心接地电流监测装置 说 明 书 哈尔滨国力电气有限公司
1.产品简介 正常运行的变压器铁心一点接地，铁心接地电流在0-100mA之内，如果有两点或者两点以上同时接地，则铁心与大地之间将形成电流回路，最大电流可达到几十安培，将会造成铁心局部过热甚至烧毁，造成一定的经济损失。引发变压器故障的原因有多种，并且变压器的故障类型也有多种，据有关统计资料表明，因铁心绝缘问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位。 我们公司根据各种铁心接地故障，借鉴国外先进监测技术，结合国内具体情况，有针对性的研究开发了ECM-701系列产品。 ECM-701型产品采用穿心式电流变送器，在不断开接地铜排的条件下，在线监测铁心接地电流，既可以就地显示接地电流数据，也可以通过RS485、61850等通讯规约实现数据远传。 2.产品特点 （1）安装方便，无需打断铜排安装； （2）既可以就地显示监测数据，又可以通过RS485和61850通讯规约与远方通讯：（3）可带报警功能，报警值可根据用户要求设定； （4）对外可输出4-20mA模拟量信号，供仪表及其他监测单元使用。 3.系统组成及工作原理 ECM-701铁心接地电流监测装置主要由传感器、信号传输电缆及监测处理单元三部分组成。 工作原理：铁心传感器（电流变送器）将监测的电流以4-20mA信号形式通过传输电缆传到监测单元，监测单元对信号进行处理、显示，并可以通过RS485和61850规约与远方进行数据通讯。
工作环境温度：-25℃-50℃ 供电要求：AC220V 50HZ 通讯要求：RS485或61850通 讯规约 量程：0-1A 分辨率：1mA 传感器电源：DC24V （监测单元提供） 5. 安装说明 铁心接地电流在线监测装置安装方便，只需要在铁心接地铜排合适位置预留安装支架即可。 现场安装时，从铜排连接处，将传感器固定在安装支架上，并保证铜排从中穿过而无接触。 6.注意事项 在调试、运行过程中发现异常问题，请及时联系厂家。
电力变压器的试验项目，应包括下列内容: 2 测量绕组连同套管的直流电阻: 3 检查所有分接头的电压比; 4 检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性; 5测量与铁芯绝缘的各紧固件(连接片可拆开者)及铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻; 7 有载调压切换装置的检查和试验; S测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数; 12 绕组连同套管的交流耐压试验; 14额定电压下的冲击合闸试验; 15检查相位; 设备检验及安装验收 3. 1 设备检验 3.1.1 干式电力变压器到达现场后应进行下列内容检验:
1 包装及防潮设施完好，无雨水浸人痕迹; 2 产品的铭牌参数、外形尺寸、外形结构、重量、引线方向等，符合合同要求和国家现行有关标准的规定; 3 产品说明书、检验合格证、出厂试验报告、装箱清单等随机文件齐全; 4 附件和备品的规格、数量与装箱清单相符。 3.1.2 干式电力变压器安装时，经检查应符合下列要求: 1 所有紧固件紧固，绝缘件完好; 2 金属部件无锈蚀、无损伤，铁芯无多点接地; 3 绕组完好，无变形、无位移、无损伤，内部无杂物，表面光滑无裂纹; 4引线、连接导体间和对地的距离符合国家现行有关标准的 规定或合同要求，裸导体表面无损伤、毛刺和尖角，焊接良好。 5 规定接地的部位有明显的标志，并配有符合标准的螺帽、 螺栓(就位后即行接地，器身水平固定牢固)。 3.1.3 无励磁分接开关安装时，经检查应符合下列要求: 1无励磁分接开关完好无损，安装正确，操作灵活，分接位置 指示与绕组分接头位置对应正确;
2 操作部件完好，绝缘良好，无损伤和受潮，固定良好; 3无励磁分接开关在操作三个循环后，每个分接位置测量触 头接触电阻值不大于SOD}S}; 4无励磁分接开关调换使用接线柱和连接导体者，接线柱所 标示分接位置与绕组分接头位置对应正确; .6. 5 无励磁分接开关的接线柱和连接导体，表面清洁、无裂纹、 无损伤、螺纹完好;片形连接导体表面光滑、无气孔、无砂眼、无夹渣，以及无其它影响载流和机械强度等缺陷。 3.1.4有载分接开关安装时，经检查应符合下列要求: 1 有载分接开关装置符合设计要求; 2 手动、电动操作均应灵活，无卡滞，逐级控制正常，限位和 重负荷保护正确可靠; 3 干式电力变压器未带电时，有载分接开关在操作十个循环 后，切换动作正常，位置指示正确; 4 触头完好无损，接触良好，每对触头的接触电阻值不大于SOO}en; 5 过渡电阻和连线完好，电阻值与铭牌数值相差不大于土 10 0};
变压器的铁芯为什么要接地
变压器的铁芯为什么要接地？ 电力变压器正常运行时，铁芯必须有一点可靠接地。若没有接地，则铁芯对地的悬浮电压，会造成铁芯对地断续性击穿放电，铁芯一点接地后消除了形成铁芯悬浮电位的可能。但当铁芯出现两点以上接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁芯多点接地发热故障。变压器的铁芯接地故障会造成铁芯局部过热，严重时，铁芯局部温升增加，轻瓦斯动作，甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障，使铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作，以至必须更换铁芯硅钢片加以修复。所以变压器不允许多点接地只能有且只有一点接地。 瓦斯保护的保护范围是什么？ 范围包括： 1）变压器内部的多相短路。 2）匝间短路，绕组与铁芯或外壳短路。 3）铁芯故障。 4）油面下将或漏油。 5）分接开关接触不良或导线焊接不牢固 主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别？ 1、主变差动保护是按循环电流原理设计制造的，而瓦斯保护是根据变压器内部故障时会产生或分解出气体这一特点设计制造的。 2、差动保护为变压器的主保护，瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。 3、保护范围不同： A差动保护：1）主变引出线及变压器线圈发生多相短路。 2）单相严重的匝间短路。 3）在大电流接地系统中保护线圈及引出线上的接地故障。 B瓦斯保护：1）变压器内部多相短路。 2）匝间短路，匝间与铁芯或外及短路。 3）铁芯故障（发热烧损）。 4）油面下将或漏油。 5）分接开关接触不良或导线焊接不良。 主变冷却器故障如何处理？ 1、当冷却器I、II段工作电源失去时，发出“#1、#2电源故障“信号，主变冷却器全停跳闸回路接通，应立即汇报调度，停用该套保护 2、运行中发生I、II段工作电源切换失败时，“冷却器全停”亮，这时主变冷却器全停跳闸回路接通，应立即汇报调度停用该套保护，并迅速进行手动切换，如是KM1、KM2故障，不能强励磁。 3、当冷却器回路其中任何一路故障，将故障一路冷却器回路隔离 不符合并列运行条件的变压器并列运行会产生什么后果？
电力变压器试验项目及标准说明 1 绝缘油试验或SF6气体试验; 2 测量绕组连同套管的直流电阻; 3 检查所有分接头的电压比; 4 检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性; 5 测量与铁心绝缘的各紧固件(连接片可拆开者)及铁心(有外引接地线的)绝缘电阻; 6 非纯瓷套管的试验; 7 有载调压切换装置的检查和试验; 8 测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数; 9 测量绕组连同套管的介质损耗角正切值 tanδ ; 10 测量绕组连同套管的直流泄漏电流; 11 变压器绕组变形试验; 12 绕组连同套管的交流耐压试验; 13 绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电试验; 14 额定电压下的冲击合闸试验; 15 检查相位; 16 测量噪音。 注：除条文内规定的原因外，各类变压器试验项目应按下列规定进行： 1 容量为1600kVA 及以下油浸式电力变压器的试验，可按本条的第1、2、3、4、5、6、7、8、12、14、15款的规定进行; 2 干式变压器的试验，可按本条的第2、3、4、5、7、8、12、14、15款的规定进行; 3 变流、整流变压器的试验，可按本条的第1、2、3、4、5、7、8、12、14、15款的规定进行; 4 电炉变压器的试验，可按本条的第1、2、3、4、5、6、7、8、12、14、15款的规定进行;
5 穿芯式电流互感器、电容型套管应分别按本标准第9章互感器、第16章的试验项目进行试验。 6 分体运输、现场组装的变压器应由订货方见证所有出厂试验项目，现场试验按本标准执行。 7.0.2油浸式变压器中绝缘油及SF6气体绝缘变压器中SF6气体的试验，应符合下列规定： 1 绝缘油的试验类别应符合本标准中表20.0. 2 的规定;试验项目及标准应符合本标准中表20.0.1 的规定。 2 油中溶解气体的色谱分析，应符合下述规定：电压等级在66kV 及以上的变压器，应在注油静置后、耐压和局部放电试验24h后、冲击合闸及额定电压下运行24h后，各进行一次变压器器身内绝缘油的油中溶解气体的色谱分析。试验应按《变压器油中溶解气体分析和判断导则》GB/T 7252进行。各次测得的氢、乙炔、总烃含量，应无明显差别。新装变压器油中H2 与烃类气体含量(μL/L)任一项不宜超过下列数值： 总烃：20， H2：10， C2H2：0， 3 油中微量水分的测量，应符合下述规定：变压器油中的微量水分含量，对电压等级为 110kV 的，不应大于 20mg/L;220kV 的，不应大于 15mg/L ;330～500kV 的，不应大于 10mg/L 。 4 油中含气量的测量，应符合下述规定：电压等级为330 ～500kV 的变压器，按照规定时间静置后取样测量油中的含气量，其值不应大于1%(体积分数)。 5 对SF6气体绝缘的变压器应进行SF6气体含水量检验及检漏：SF6气体含水量(20℃的体积分数)一般不大于250μL/L。变压器应无明显泄漏点。 7.0.3测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定： 1 测量应在各分接头的所有位置上进行; 2 1600kVA 及以下电压等级三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的 4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%;1600kVA 以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的 2%;线间测得值的相互差值应小于平均值的1%; 3 变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于 2%;不同温度下电阻值按照式7.0.3换算： R2=R1(T+t2)/( T+t1) (7.0.3) 式中 R1、R2——分别为温度在t1、t2时的电阻值; T——计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。 4 由于变压器结构等原因，差值超过本条第2款时，可只按本条第3款进行比较。但应说明原因。
小电阻小电流接地糸统的区别 1、应用不同场合： 电力接地系统按接地处理方式可分为大电流接地系统和小电流接地系统，大电流接地系统包括直接接地、电抗接地、和低阻接地，小电流接地系统包括不接地、经高阻接地、经消弧线圈接地、和经配电变压器接地。 在以架空线为主体的配电网中，外力或雷电造成的瞬时单相接地故障占很大比例，因此，在这类配电网中采用中性点经消弧线圈接地方式的优越性是明显的；在城市中心区，配电网以电缆线路为主，为解决经消弧线圈接地方式出现的诸多问题，配电系统中性点采用小电阻接地方式。 一般对于郊区变电站10kV侧带出线的变电站采用的是消弧线圈接地方式，对于核心城区变电站采用的是小电阻的接地方式，小电阻接地方式在某些方面弥补了消弧线圈运行方式带来的不足。 我国3～66kV中低压配电网大多数采用中性点非有效接地运行方式，接地系统的单相接地故障是常见的故障形式，占全网故障的80%以上。 2、运行的各自优缺点 随着我国城市电网的发展，城市居民的增多，10kV出线中电缆所占的比重越来越大，中性点经消弧线圈接地运行方式的缺点日渐暴露，主要原因为： （1）消弧线圈各分接头的标称电流和实际电流误差较大，有些甚
至可达15%，运行中就发生过由于实际电流值与铭牌数据差别而导致谐振的现象。 （2）计算电容电流和实际电容电流误差较大，对于电缆和架空线混合的出线，单位长度的电容电流也不尽相同，消弧线圈补偿的正确性难以保证。 （3）出线电缆的单相接地故障多为永久性故障。由于中性点经消弧线圈接地的系统为小电流接地系统，发生单相接地永久性故障后，在接地故障点的检出过程中，这对城市中人口密集的现状而言，事故的后果会非常严重。 （4）中性点经消弧线圈接地系统仅能降低弧光接地过电压发生的概率，并不能降低弧光接地过电压的幅值，将使系统设备长时间承受过电压作用，对设备绝缘造成威胁。 然而在中性点接入消弧线圈接地后，发生单相接地时，非故障线路电容电流的大小和方向与中性点不接地系统是一样的。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压的大小和相位不变（依然对称），不影响对用户的连续供电，所以不需要立即切除故障，系统可运行1~2小时，这也是小电流接地系统的最大优点。若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。
JBTA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。JBTA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：ZL02224998.2 2 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：700×15 2.6 稳定工作时间3分钟 2.7 工作电源：220V AC；50Hz；功耗：10W 2.8 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： 主视图 箱体内面板
电力变压器试验标准与 操作规程 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
变压器试验标准与操作规程1．设备最高电压、变压器绕组的额定耐受电压 KV 2．标志缩写含义 SI：Switching impulse,操作冲击耐受电压； LI：Lighning impulse,雷电全波冲击耐受电压； LIC：Chopped Lighting impulse,雷电截波冲击耐受电压； ACLD：Long duration AC,长时AC，局部放电；（Partial discharge）；ACSD：Short duration AC,短时AC，感应耐压； AC：Separate source AC,外施AC，工频耐压； .：Height Voltage 高压； .：Low Voltage 低压； .：Middle Voltage 中压； AC：Alternating current 交流电；
U ：Highest Voltage for eguipment 设备最高电压。 m 3．直流电阻不平衡率 4．变压器油箱密封试验标准 5．变压器油箱机械强度试验标准 6．绝缘试验
变压器绝缘电阻限值参数值单位：MΩ ①绝缘试验是反映变压器绝缘结构和绝缘材料是否存在缺陷，绝缘缺陷按其分 布特点可分集中性缺陷和分布性缺陷。其中集中性缺陷是指绝缘中局部性能不良，例如绕组局部受潮。绕组局部表面绝缘纸损坏或老化等，它又分为贯穿性缺陷和非贯穿性缺陷；而分布性缺陷是指绝缘整体性能下降，例如变压器整体受潮，老化等。 ②为了能反映出绝缘缺陷，必须需要用不同的试验手段，按试验过程是否对绝 缘产生破坏性作用可分为非破坏性试验和破坏性试。在较低电压（低于或接近额定电压）下进行的绝缘试验称为非破坏性试验。主要指绝缘电阻、泄漏电流和介损等试验项目。由于这类试验称为破坏性试验，如各种耐压试验。 这类试验对变压器的考验是严格的。由于试验电压高，更容易发现绝缘缺陷，但在试验过程中却有可能损伤变压器的绝缘。 ③绝缘试验是有一定顺序的，应首先进行非破坏性试验在没有发现有明显缺陷 的情况下，再进行破坏性试验，这样可以避免将缺陷扩大化。例如在进行非破坏性试验后发现变压器已受潮，应当进行干燥处理，然后再考虑进行破坏性试验，这样可以避免变压器在进行破坏性试验过程中发生击穿。 ④绝缘电阻和吸收比或极化指数，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高的灵 敏度，能有效地检查出变压器绝缘整体受潮或老化，部件表面受潮或脏污的及贯穿性的集中缺陷。产生吸收比不合格的原因有：器身出炉后在空气中暴
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2000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2001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。2001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
小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统内的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性 ，在相电压作用下，点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C 每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向大地，每相对地电压就等于相电压。
图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = -U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC= U A’jwC0，I BC= U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相差600。 图2中性点不接地电力系统发生C相接地故障电路图与矢量图由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压U A’和U B’由原来的相电压升高到线电压，即值升高到原来的倍，相位由原来的相差1200变为相差600。此时，从接地点流回的电流I C应为A、B两相的对地电容电流之和，即I C = I AC + I BC。
电力变压器试验记录
试验单位：试验人：审核：
电力变压器、消弧线圈和油浸电抗器试验规程 第1条电力变压器、消弧线圈和油浸式电抗器的试验项目如下： 一、测量线圈连同套管一起的直流电阻； 二、检查所有分接头的变压比； 三、检查三相变压器的结线组别和单相变压器引出线的极性； 四、测量线圈连同套管一起的绝缘电阻和吸收比； 五、测量线圈连同套管一起的介质损失角正切值ｔｇδ； 六、测量线圈连同套管一起的直流泄漏电流； 七、线圈连同套管一起的交流耐压试验； 八、测量穿芯螺栓(可接触到的)、轭铁夹件、绑扎钢带对铁轭、铁芯、油箱及线圈压环的绝缘电阻(不作器身检查的设备不进行)； 九、非纯瓷套管试验； 十、油箱中绝缘油试验； 十一、有载调压切换装置的检查和试验； 十二、额定电压下的冲击合闸试验； 十三、检查相位。 注： (1)1250千伏安以下变压器的试验项目，按本条中一、二、三、四、七、八、十、十三项进行； (2)干式变压器的试验项目，按本条中一、二、三、四、七、八、十三项进行； (3)油浸式电抗器的试验项目，按本条中一、四、五、六、七、八、九、十项进行； (4)消弧线圈的试验项目，按本条中一、四、五、七、八、十项进行； (5)除以上项目外，尚应在交接时提交变压器的空载电流、空载损耗、短路阻抗(%) 和短路损耗的出厂试验记录。 第2条测量线圈连同套管一起的直流电阻。 一、测量应在各分接头的所有位置上进行；
二、1600千伏安以上的变压器，各相线圈的直流电阻，相互间差别均应不大于三相平均的值2%；无中点性引出时的线间差别应不大于三相平均值的1%；三、1600千伏安及以下的变压器相间差别应不大于三相平均值的4%，线间差别应不大于三相平均值的2%； 四、三相变压器的直流电阻，由于结构等原因超过相应标准规定时，可与产品出三厂实测数值比较，相应变化也应不大于2%。 第3条检查所有分接头的变压比。 变压比与制造厂铭牌数据相比，应无显著差别，且应符合变压比的规律。 第4条检查三相变压器的结线组别和单相变压器引出线的极性。 必须与变压器的标志(铭牌及顶盖上的符号)相符。 第5条测量线圈连同套管一起的绝缘电阻和吸收比。 一、绝缘电阻应不低于产品出厂试验数值的70%，或不低于表1—1的允许值； 油浸式电力变压器绝缘电阻的允许值(兆欧) 表1—1 二、当测量温度与产品出厂试验时温度不符合时，可按表1—2换算到同一温度时的数值进行比较； 油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数表1—2
电力变压器绝缘在线监测研究状况 【摘要】在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器是不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是故障多发设备。这就要求研制出可靠的智能的变压器在线检测装置。目前，变压器油中溶解气体分析是诊断变压器故障的重要方法之一，而离线的变压器油中溶解气体分析（DGA），由于操作复杂、试验周期长、人为影响的误差大，所以无法做到实时地了解变压器的内部绝缘状况。而在线监测可以克服传统方法的不足，实现真正的在线检测、分析和诊断一体化。由于变压器发生故障时，其油中含有气体的成分及含量与变压器的故障类型和严重程度密切相关，因此在线监测变压器油中气体变化及其发展趋势，是在线发现变压器故障的最常用方法。 【关键词】电力变压器；在线监测；油中气体分析 1 绪论 1.1变压器绝缘在线诊断技术的目的和意义 目前全国跨区联网日益紧密，局部故障有可能引发大范围的电网事故，变压器、断路器等电气主设备的故障将会严重影响到电力系统的安全运行。对变压器故障的在线监测，可以及时地掌握变压器设备内部绝缘的真实状况，尽早地发现变压器内部存在的故障隐患，将故障消灭于萌芽状态。 1.2国内外变压器在线监测技术研究状况 1.2.1 变压器在线监测技术的发展阶段 变压器在线监测技术的发展，大体经历了以下三个阶段： （1）带电测量阶段。这一阶段起始于二十世纪70 年代左右，当时人们仅仅是为了不停电而对设备的某些绝缘参数如变压器泄露电流、介损等进行直接测量，所采用的仪器多为机械式和模拟式的设备。 （2）80 年代至90 年代初，出现了各种专用的测试仪器，使在线监测技术开始从传统的模拟式设备转变为微机式的数字测量仪器，自动化程度有所提高。 （3）从90 年代开始，随着传感器技术、电子计算机技术、数字信号处理以及光纤技术的发展，在线监测、分析和诊断一体化的在线监测技术也得到了迅速地提高。 2 油浸式变压器在线监测方法 2.1 电力变压器的故障类型
什么是小电流接地系统？什么又是大电流接地系统？ 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，让瓦斯继电器发出告警信号（轻瓦斯保护），短路严重的时候，气温很高，会让油面上升，冲到瓦斯继电器的动作位置，发生跳闸信号（重瓦斯保护）。由于瓦斯保护可以保护到差动保护所保护不到的位置——铁心。所以瓦斯和差动一起构成变压器的主保护。 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，