变压器铁芯接地在线监测

基于光纤通信的变压器接地电流在线监测及控制系统摘要：为了全天候实时监测变压器铁心接地情况并能及时进行故障处理，笔者分析了单点和多点接地时铁心接地回路中的电流和电压，采用监测接地线电流的方法设计了一种监测及限流装置，能够实现接地线电流的实时监测和限流电阻的自动投切，将电流限制在规程要求的范围之内，避免了铁心过热和烧毁事故。

本文详细地介绍了整个装置的设计思想以及硬件和软件的功能。

关键词：变压器铁心；多点接地；在线监测；限流电阻引言：变压器运行的时候,铁心周围存在着交变磁场,在磁场的作用下,铁心带电绕组受到寄生电容的耦合作用,对地产生悬浮电位。

悬浮电位过高会击穿变压器各组件之间的绝缘层,产生局部放电,对变压器造成损害,也会威胁现场人员的人身安全。

为消除悬浮电位的影响,一般将变压器铁心通过外壳工作接地,使其与大地等电位,但仅允许一点接地,变压器正常工作时,铁心泄漏电流的数值只有几毫安或十几毫安。

如果有两点或者两点以上同时接地的话,则铁心与大地之间将形成电流回路,产生环流,电流最大能达到几十安培,这样会造成铁心局部过热，严重时，轻瓦斯动作，甚至会造成重瓦斯动作而跳闸事故。

及早地发现和处理铁心接地现象对系统的安全运行有非常重要的意义。

变压器铁心接地故障的原因：变压器铁心接地的故障原因有很多，综合其特征可以概括的分为以下几种类型：（1）箱中存在异物：不慎落入的金属丝，如铜丝，焊条等；在变压器制造过程中，焊渣清理的不彻底，在变压器运行时在油流的作用下，杂志堆积在一起形成短路；潜油泵轴承磨损，金属粉末沉积箱底，受电磁力影响形成小桥，使铁轭与垫脚或箱底接通。

（2）心碰壳或夹件：铁心夹件的支板距离心柱太近，或者铁心下夹件与铁轭间的纸板脱落，造成垫脚与硅钢片相碰。

（3）底座纸板受潮：下夹件与铁轭阶梯间木垫受潮或表面附有大量水分使其绝缘破坏；或者铁心下夹件与铁轭间的纸板脱落，造成变压器进水，使纸板受潮，形成短路。

（4）安装或检修过程中的疏忽：安装完工后未将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉翻转或拆除。

变压器铁芯接地电流在线监测系统的研制发表时间：2019-01-04T14:46:02.143Z 来源：《科技研究》2018年10期作者：金海俊解延毅[导读] 变压器正常运行时，其铁芯应有且仅有一点可靠接地，以避免铁芯因悬浮电位放电。

（云南电网有限责任公司红河供电局云南红河 661100）摘要：变压器正常运行时，其铁芯应有且仅有一点可靠接地，以避免铁芯因悬浮电位放电。

通过对变压器铁芯接地电流不间断检测，间接的对变压器铁芯的运行状况进行反映，能及时发现变压器铁芯接地不良或多点接地的情况；故障时，运行中的变压器铁芯接地电流过大，监测系统可以自动通过短信及时告知值班人员，由值班人员进行现场检查，保证变压器铁芯接地电流过大时的处理时效性。

关键词：变压器；接地电流；铁芯引言变压器正常运行时，其铁芯应有且仅有一点可靠接地，以避免铁芯因悬浮电位放电。

当变压器发生铁芯两点或两点以上同时接地时，铁芯与大地之间将形成电流回路而产生涡流，铁芯接地电流将增大到几安培甚至数十安培，导致铁芯局部过热，铁芯过热又会使绝缘油分解而产生一些特定的故障气体，严重时烧毁铁芯，造成瓦斯保护动作，甚至损坏变压器。

目前铁芯多点接地故障检测主要使用钳形电流表进行铁芯接地电流检测，按照规定运行中的变压器铁芯接地电流不能大于0.1A[1]，而变压器铁芯接地电流的检测周期为每年进行一次。

该方法最大的缺点是发现故障不及时，存在故障进一步发展、扩大的风险。

若在检测空白期内发生故障，将无法及时检测，有可能造成故障扩大。

1 变压器铁芯接地电流在线监测的原理若要实现变压器铁芯接地电流的在线监测，首先应确保采集到的信号具有较高的真实性，并且采集器的安装不能对运行的变压器产生任何影响。

而变压器在正常运行时，其铁芯接地电流较小，当发生故障时，接地电流可能变化至数十倍甚至上百倍[2]，因此需要采集器既要满足较高精度，又要具有较宽量程。

为了实现在线实时监测，就必须对采集的信号进行传输，大部分变压器本身运行在室外，其运行环境复杂，因此必须要保证信号传输的可靠性。

变压器如何在线监测变压器常见问题解决方法变压器是电力系统中紧要的也是昂贵的关键设备，它承当着电压变换，电能调配和转移的重任，变压器的正常运行是电力系统安全、牢靠地经济运行和供用电的紧要保证，因此，必需最大限度地防止和削减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开的。

引发变压器故障和事故的原因繁多，如外部的破坏和影响，不可抗拒的自然祸害，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，已成为故障发生的紧要因素。

变压器状态监测系统构架正由于变压器故障的不可完全避开，对故障的正确诊断和及早推想，就具有更迫切的应用性和紧要性，紧要用电单位对变压器的状态进行实时监测正在渐渐推广普及。

变压器监测装置变压器紧要监测参数如下表所示：变压器油中溶解气体组分和水分感知新型无载气免维护型油中溶解气体在线感知装置新型变压器油色谱在线感知系统可实现自动定量循环清洗、进油、油气分别、样品分析，数据处理，实时报警；快速地在线感知变压器等油浸式电力高压设备的油中溶解故障气体的含量及其增长率，并通过故障诊断专家系统早期预报设备故障隐患信息，避开设备事故，减少重点损失，提高设备运行的牢靠性。

变压器铁芯接地泄漏电流感知主变压器加装铁芯接地泄漏电流监测装置，该装置接受嵌入式结构、就地测量、数字传输，针对变压器铁芯接地和变压器油温实施在线感知及诊断，能适时发觉内部绝缘受潮或受损、铁芯多点接地、箱体内异物、油箱油泥沉积等故障。

当变压器铁芯泄漏电流达到报警限值时，自动发出报警信号，对事故做到早防备早处理，为此类设备的状态检修供应牢靠技术依据。

变压器振动与噪声感知变压器综合振动监测装置采集主机电力变压器绕组、铁芯及附件诸如油泵、风机的振动引起了整体的振动。

当绕组的压紧力下降时，变压器整体的振动特性也将发生变化。

因此可以从箱体的整体振动信号的分析得出变压器整体振动及绕组紧固情况。

国内外变压器铁芯多点接地电流在线监测技术研究现状发表时间：2019-08-27T14:40:55.137Z 来源：《当代电力文化》2019年第7期作者：汪晟达吴裕锋吴俊锋[导读] 介绍了现今工作当中一些常用的变压器铁芯接地电流检测技术，包括钳形电流表法、绝缘电阻法、色谱分析法等，并对现今国内外的一些接地点电流在线监测方法和理念进行了介绍。

无锡供电公司江苏省无锡市214000主要介绍了现今工作当中一些常用的变压器铁芯接地电流检测技术，包括钳形电流表法、绝缘电阻法、色谱分析法等，并对现今国内外的一些接地点电流在线监测方法和理念进行了介绍。

1.2.1变压器铁芯接地电流检测技术1.2.1.1钳形电流表法利用电气仪表，如钳形电流表定期监测变压器铁芯的接地电流。

在变压器铁芯外引接地线上测量引线中电流的大小，根据电流的大小来确定变压器铁芯是不是存在多点接地现象。

当主变带电运行时，电流回路不会在铁芯内形成，故接地电流非常之小，一般在数十mA之内；当多点接地时，铁芯主磁通周围相当于有短路匝的情况存在，接地线上电流会明显增大，而流过的环流大小决定于故障发生点与正常接地点的相对位置，即短路匝中包括含磁通的多少，一般可达几十A[13]。

所以通过判断接地引线中电流的大小可以快速、准确地判断出铁芯有无发生多点接地故障，这是一种直接、迅速、灵敏的电气测量方法。

采用这种方法一般都要在铁芯接地端装设电流检测设备，通过运维人员的定期巡视来发现问题，这样便会带来一系列新问题，比如人力物力的浪费，无人值守变电站的安全隐患问题，无法在线监测以及容易受现场强电磁环境干扰的问题，因此电流表法在测量精度及时效方面有待进一步提升。

[5] 1.2.1.2绝缘电阻法测量铁芯对地的绝缘电阻是变压器例行试验中的一项基本项目，主要是断开铁芯的接地线，使用摇表（2500V）摇测铁芯对地绝缘，如果对地绝缘电阻很小甚至接近0Ω，说明铁芯存在多点接地故障。

这种方法对发现铁芯多点接地故障非常有效，在现场也广泛采用，但是缺点便是使用的局限性较大，由于要解开铁芯接地线，只能在变压器大修的时候采用。

变压器在线监测技术在三友氯碱的应用 摘要：唐山三友氯碱有限责任公司的10kV动力变压器运行时间长，内部绝缘可能出现问题，且每天按时巡检不仅工作量大，而且存在盲区，故增加变压器在线监测技术势在必然。

关键词：油温 油位 铁芯接地 在线监测 0 引言 随着国家智能化、数字化的重视程度，电气自动化发展是大趋势，提升自动化水平，提高操作安全性，减少人工费用，提高安全管理水平，对公司发展十分重要。

变压器在供电系统中是重要的供电设备，是电力供应的枢纽装置，如果发生故障，不仅危及生产安全，严重时会造成集团电网的波动，也会造成所带负荷全部断电，影响生产安全、设备安全、人员安全，故变压器的安全稳定运行显得十分重要。

唐山三友氯碱有限责任公司（以下简称“三友氯碱”）2005年建厂，10kV变压器最长的使用年限为18年，设备存在绝缘、老化等隐患。预防变压器故障，需要加强巡检，目前靠人工进行巡检，存在盲点多、时间固定、局限性大的缺点，故需要增加变压器综合在线监测，以便保障可持续的、预防性的、对比性的监测，预知隐患，排除隐患在萌芽状态，且可以及时消除已发生的事故，防止事故扩大。.

1 动力变压器的油温、油位、铁芯接地的重要性和现状 1.1动力变压器的油温 变压器的油温反应变压器的运行状况是否良好，是观察变压器运行状态的一个关键指标。若变压器在同等负荷和同等冷却条件下，变压器油温异常升高，而且持续升高，说明变压器存在异常状况，单靠运行人员2小时巡检，只能记录和观测当时在现场巡检时的运行状况，而大部分的变压器运行状况无法观测，存在巡检之外温度异常升高而不能及时发现的风险，且现有温度测量技术，只是传输了数据，并没有形成报警系统和预报警系统功能，更无法保存数据，靠着人为观测和管理规定进行监视，当人员较少和事务较繁忙时，易错过温度高的最佳处置时间。

1.2动力变压器的油位 变压器的油位反应是否存在渗油、漏油的情况，较少的渗漏油对变压器运行不会造成太大的影响，但要注意观察运行状况，若短时间内，变压器大量的渗漏油，会造成变压器缺油。变压器的油起到绝缘、降温散热、隔绝空气等作用，变压器严重缺油会导致变压器绝缘损坏、温度升高、绕组氧化等严重后果，影响运行安全。目前，油位存在油位低报警，但和油温一样，监视后台也没有特殊提醒，只能靠人工观察和巡检，当人员较少和事务较繁忙时，易错过油位低的最佳处置时间。

220kV 主变铁芯接地电流在线监测在普渡河流域水电站应用探讨摘要：变压器是水电站系统的核心部分,在变压器运行过程中，铁芯接地故障时有发生，变压器铁芯的故障发生率对水电站安全生产起着至关重要的作用,通过在线监测变压器铁芯接地电流，运用统计分析手段，对监测数据进行分析研究，可实现对铁芯多点接地故障的有效预判,进而避免变压器故障发生，保障设备安全运行。

本文以该技术措施在普渡河流域水电站的应用为实例，对相关技术应用进行了论述及总结。

关键词：水电站变压器铁芯接地电流在线监测应用一、概述水电站设备运行故障中，变压器铁芯接地故障占据了一定比列，而变压器作为水电站的主设备，一旦发生故障将对电站经营、电网保供等造成重大影响和损失。

结合设备可靠性分析数据来看，在变压器各类设备故障中，铁芯多点接地故障在变压器各类故障中占到了第三位。

针对这个问题，目前水电站通常使用的是年度停电预防性试验、变压器绝缘油气体色谱分析、钳形电流表测量等方式判断并发现变压器可能存在的问题及隐患，确保变压器安全稳定运行。

然而，随着科技手段的发展和故障预判要求不断提高，这些监测手段一定程度上造成了资源浪费，同时无法满足对铁芯接地电流的连续性监测和实时掌握数据趋势变化的要求。

近些年来，随着自动化、信息化技术的应用发展，变压器铁芯接地电流在线监测技术在不断推广应用的基础上，得到了进一步发展。

电力企业通常采用在变压器铁芯接地下引线上安装接地电流在线监测装置，达到对铁芯接地电流的持续监测和数据的实时获取。

结合信号处理技术的应用，实现监测电流到达限值时自动告警。

进而做到及时发现和预判铁芯多点接地故障，科学、高效监测接地电流值，实现变压器健康状态的实时监控。

二、传统的变压器铁芯接地电流监测方式的不足（一）年度预防性试验、绝缘油气体色谱分析的不足主要存在两方面：一是不能及时发现设备安全隐患；二是通常在年度全停检修时开展，需要设备停电，当发现存在重大安全隐患时，会造成检修工期延长，扩大经济损失。

无线传输的主变铁芯接地电流在线监测装置的应用研究为了保证电力变压器在电力系统中安全运行，分析了变压器铁芯接地故障原理，介绍了系统的设计思想以及硬件和软件的功能，本文主要对主变铁芯接地电流在线监测的原理介绍，对铁芯接地电流在线监测装置的应用进行分析。

【关键字】变压器铁芯接地电流夹件接地电流一、前言：变压器铁芯正常时接地的原因变压器铁芯、夹件接地电流是表征主变铁芯接地状态的重要特征量。

在变压器正常运行中，带电绕组及引线与油箱间构成的电场为不均匀电场，铁芯和其它金属构件就处于该电场中。

变压器铁芯不接地时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，带电绕组将通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。

由于铁芯及其它金属构件所处的位置不同，具有的悬浮电位也不同，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，放电后两点电位相同，但放电立即停止，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损坏，导致事故发生。

为避免上述情况发生，国标规定，变压器铁芯和较大金属零件均应通过油箱可靠接地，20000kV A及以上的变压器，其铁芯应通过套管从油箱上部引出并可靠接地。

具体做法是将变压器铁芯与变电站的接地系统可靠连接。

这样，铁芯与大地之间的寄生电容被短接，使铁芯处于零电位，这时在地线中流过的只是带电绕组对铁芯的寄生电容电流。

对三相变压器来说，由于三相结构基本对称，三相电压对称，所以三相绕组对铁芯的电容电流之和几乎等于0。

铁芯两点接地时，铁芯在额定激磁电压下，测量铁芯两端片间电压时，发现两端片间有电位差存在。

这个电位差是由于铁芯、电压表及导线所构成的回路与铁芯内磁通相交链而产生的。

因为交链的磁通量相当于总磁通的1/2，所以这个电压的数值大体相当于匝间电压的1/2。

显然，当铁芯或其它金属构件有两点或两点以上接地时，则接地点间就会形成闭合回路，造成环流，有时高达数10A。

换流变铁芯接地电流在线监测数据异常原因及对策解析摘要:随着我国电力行业的发展与人们生活质量的提升，对于电力运行的质量具有了更要的要求，电力行业为了适应时代发展的步伐，在各个项目的运行中进行了深入的研究，换流变铁芯接地电流在线监测就是电力人士多年来研究的重要课题之一。

换流变铁芯接地电流在线监测中获得的数据经常会出现一些异常的现象，笔者针对这一异常现象产生的原因进行分析，并给出了有效的改进策略，以期为国家电网变压器铁芯接地电流在线监测装置性能检测方案提出改进意见。

关键词：换流变；铁心接地电流；检测数据异常；原因及对策在传统的变压器接地电流的巡查中，多采用人工巡查的方式，而人工巡查不但工作效率难以提高，巡查获得的信息准确率不高，不能够及时、准确地发现变压器多点接地的情况，降低了整个电力系统的运行质量。

通过换流变铁芯接地电流在线监测在变压器铁芯、夹件电流检测中的应用，有效地避免了传统变压电流检测中的诸多不足，但是我国在该项目的研究中仍存在一定的不足，实际监测得到的数据存在异常现象，对此相关设计人员需要提高重视度，逐步完善设计方案，提高性能检测方案的科学合理性。

1问题分析高岭换流站24台单相换流变在停电检修期间，安装了铁芯及夹件接地电流在线监测装置，共48台。

装置安装投运后，站内运行人员在使用钳形电流表对换流变铁芯和夹件接地电流进行检测时，发现部分检测数据与在线监测数据存在较大差异。

见表1和表2。

从表1和表2可以看出，部分换流变铁芯和夹件接地电流检测数据与在线监测数据相差较小，考虑到两种测量方法受到仪器性能、测量位置和电磁环境等因素的影响，属于合理范围内。

但010B，011B，020B，021B，030B，040B组换流变铁芯接地电流在线监测数据，010B组换流变A相，041B组换流变A相的铁芯接地电流在线监测数据，041B组换流变B相和C相夹件接地电流在线监测数据均与钳形电流表检测数据相差较大，最大已达10余倍。

变压器铁芯在线监测系统的应用保证变压器的安全运
行
电力变压器是电力系统中最重要的电气设备，运行中一旦出现故障，将会对电力系统造成严重的后果。

正常运行的变压器铁芯一点接地，如果有两点或者两点以上同时接地，刚铁芯与大地之间将形成电流回路，最大电流可以达到几十安培，将会造成铁芯过热，甚至烧毁。

目前判断变压器铁芯是否存在多点接地，主要有三种方法：钳形电流表定期监铁芯接地电流的电气方法，测量铁芯对地绝缘电阻法，监测变压器绝缘油特征气体的气相色谱分析法。

以上方法存在的不足是不能及时发现铁芯多点接地故障，一旦发生故障，也不能及时采取相应措施。

因此，对变压器铁芯接地电流的实时在线监测是十分必要的。

 目前，现场人员多采用钳形电流表夹住铁芯接地线来监测其电流，但由于变压器强磁场的干扰，测量值很不精确，甚至出现同一测量点几次测量值差别迥异的情况，这样测量的参考价值值得怀疑;而国内有些单位研制的自动监测装置虽能及时发现多点接地故障，但缺乏故障后的实时监测功能。

为此，设计了一种基于GSM通讯的在线监测装置，较好地解决了变压器铁芯接地电流在线监测的问题。

为了解决正常状态下接地电流很小，受到的现场干扰却比较严重的问题。

 一、目的
 大型电力变压器铁芯电流的变化可直接反映出变压器的故障状态——是否存在铁芯多点接地。

以往的监测方式是由变电站值班人员使用手持仪器定期进行检测和记录，该方式的最大缺点是不能立即对故障做出反应，存在使事故进一步扩大的严重隐患。

随着电力自动化水平的提高和无人值守变电站的。