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电力变压器接地电流在线监管系统探究

1绪论

1.1电力变压器在线监测的目的及意义

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。为了提高电力

系统运行的可靠性，减少由故障及事故引起的经济损失，应根据电力设备

预防性试验规程的规定，定期对变压器进行绝缘预防性试验、维护和检修

。目前，我国己经建立了完整的预防性维修体系，并沿用了40余年。以电

力变压器为例，油中溶解气体色谱分析可视变压器的电压、容量每3(6或1

2)个月进行一次，绕组的绝缘电阻和吸收比测试1-

3年进行一次，绕组连同套管的泄露电流测试也是3年进行一次。主变压器

在投入运行后的第5年和以后每隔5-

10年大修一次，在此时间范围内按照试验结果确定大修时间，既使预试不

超标，到了期限也要进行大修。这一体系在防止设备事故发生，保证供电

安全可靠性方面，起到了很好的作用。但长期的工作经验证明，这样的维

修体系有一定的局限性。从经济角度看，定期试验和大修都需要停电，这

样不仅会造成很大的直接和间接的经济损失，还增加了工作安排的难度;

从技术角度分析，离线的定期预防性试验有两个方面的局限性:首先，它

们的试验条件与设备运行条件不同，多数项目是在低电压下进行检查。其

次，预试是定期进行的，通常不能及时准确的发现故障，有可能造成漏报

、早报或误报川。在这种情况下，在线监测这一概念被适时的提出来。

对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测，能够及时反映绝

缘的劣化程度，以便采取相应的预防措施，避免停电事故的发生。在线监

测技术的发展与广泛应用是电力系统状态检修的基础，必将在电力生产中

起到非常重要的作用。其优点是显而易见的，例如，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在线监测技术的国内外发展概况与趋势

在线监测的重要特征是监测系统凡乎不用预防性试验的相关仪器，

而是采用高灵敏度的传感器对反映电气设备绝缘在运行中劣化的信息(特

征量)进行采集，信息的辨识和处理依赖于具有先进软件支持的计算机网

络。由于它能够迅速、准确的监测运行中设备的绝缘状态，为电力系统的

安全运行提供可靠的保证，因此越来越受到国内外的普遍重视。这一技术

要求对运行中电气设备的主要绝缘状态及时和连续掌握，即要研究开发能

对实际运行中电气设备的主要性能参数进行实时在线和连续测量的监测技

术和相应的监测设备。由于主变绝缘在线监测反映的运行电压下的电气异

常信号非常微弱，变化幅度大，又易受现场电磁干扰等原因，使得信息的

采集、传输、处理和诊断等要比电力系统运行参量的监控复杂得多。因此

，电气设备运行状态在线监测及诊断技术比电力系统自动化技术发展得缓

慢。直到最近几年，伴随着计算机、光纤、传感器、信息处理等新技术的

飞速发展，在线监测及诊断技术才变成了可能和现实。目前，国内外都相

继研究成功了各种单一特征量在线监测装置，并投入了现场运行。

早在1951年，美国西屋公司的JohnS.Johnson针对运行中发电机阴槽

放电的加剧导致电机失效，研究出了在运行条件下监测槽放电的装置。这

大概是最早提出的在线监测思想。美国从60年代起开始发展在线监测技术

，日本从70年代开始。经过几十年的发展研究，国外已经成功的研制了不

少在线监测装置。80年代以来，我国的在线监测技术也有了快速的发展，

特别是各省电力部门都研制了电容性设备的监测装置，主要监测电容值、

介质损耗、三相不平衡电流。

2变压器铁心接地电流在线监测理论分析

2.1铁心接地

目前，我国制造的大中型变压器的铁心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

心和夹件等金属构件处于该电场中，且场强各异，若铁心不可靠接地，就

会产生充放电现象，损坏其固体和油绝缘。因此铁心必须有一点可靠接地

。如果铁心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心多点接地故障。

变压器的铁心多点接地后，一方面会造成铁心局部短路过热，严重时，甚

至会造成铁心局部烧损，酿成需更换铁心硅钢片的重大故障。另一方面，

由于铁心的正常接地线产生环流，引起变压器局部过