干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)在(zai)線監測(ce)系統研究(jiu)可行性報告(1)關(guan)鍵詞：電(dian)(dian)力(li)(li)干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)是電(dian)(dian)力(li)(li)系統中較重(zhong)要的(de)電(dian)(dian)氣設備(bei)，一(yi)(yi)旦運(yun)行失敗，將對電(dian)(dian)力(li)(li)系統造成(cheng)嚴重(zhong)后果。干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)正常運(yun)行時(shi)的(de)鐵(tie)(tie)(tie)芯(xin)有(you)一(yi)(yi)點接地(di)(di)(di)(di)(di)。如果兩個或兩個以上的(de)點同時(shi)接地(di)(di)(di)(di)(di)，鐵(tie)(tie)(tie)芯(xin)與大(da)地(di)(di)(di)(di)(di)之間會形成(cheng)一(yi)(yi)個電(dian)(dian)流回(hui)路，較大(da)電(dian)(dian)流可達幾(ji)十安培，會導致鐵(tie)(tie)(tie)芯(xin)過熱甚至燒壞。目前判斷干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)是否多點接地(di)(di)(di)(di)(di)的(de)方(fang)(fang)法(fa)主要有(you)三種：用鉗形電(dian)(dian)流表定期監測(ce)鐵(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)接地(di)(di)(di)(di)(di)電(dian)(dian)流的(de)電(dian)(dian)學方(fang)(fang)法(fa)、測(ce)量鐵(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)對地(di)(di)(di)(di)(di)絕緣(yuan)電(dian)(dian)阻的(de)方(fang)(fang)法(fa)、監測(ce)干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)絕緣(yuan)油特(te)征氣體的(de)氣相(xiang)色譜法(fa)。上述方(fang)(fang)法(fa)的(de)缺(que)點是不(bu)能(neng)及時(shi)發現鐵(tie)(tie)(tie)芯(xin)多點接地(di)(di)(di)(di)(di)故(gu)障，一(yi)(yi)旦發生(sheng)故(gu)障，不(bu)能(neng)及時(shi)采取相(xiang)應(ying)措施。因此，有(you)必(bi)要對干(gan)式(shi)(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)鐵(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)接地(di)(di)(di)(di)(di)電(dian)(dian)流進行實時(shi)在(zai)線監測(ce)。

目前，現場人員(yuan)經常(chang)使用鉗形電流(liu)(liu)表夾住(zhu)鐵(tie)芯(xin)的接地線(xian)來監(jian)(jian)測其電流(liu)(liu)，但(dan)由于干(gan)(gan)式變壓器強磁場的干(gan)(gan)擾，測量值非常(chang)不準(zhun)確，甚至(zhi)同一測量點的測量值相差很大幾(ji)次，因此測量的參考值值得懷疑；然而，內一些單位開發(fa)的自動監(jian)(jian)測裝(zhuang)置雖然能夠及時(shi)發(fa)現多(duo)點接地故障(zhang)，但(dan)缺乏故障(zhang)后的實時(shi)監(jian)(jian)測功能。為此，設計了(le)一種基于GSM通信(xin)的在(zai)線(xian)監(jian)(jian)測裝(zhuang)置，解決了(le)干(gan)(gan)式變壓器鐵(tie)心接地電流(liu)(liu)的在(zai)線(xian)監(jian)(jian)測問題。為了(le)解決正常(chang)狀態下接地電流(liu)(liu)很小，但(dan)磁場干(gan)(gan)擾嚴重的問題。

1.1目的

大(da)功率干(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)鐵心電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)變(bian)化可以直接反映干(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)故(gu)障狀態是否存在鐵心多點接地。過去，變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)值班員使用手持儀器(qi)(qi)(qi)定(ding)期(qi)檢測(ce)和記錄。這種(zhong)方法(fa)較大(da)的(de)(de)(de)缺(que)點是不能(neng)立(li)即(ji)對故(gu)障做出反應(ying)，存在嚴(yan)重隱患，進(jin)一步擴大(da)事故(gu)。隨著電(dian)(dian)力(li)自動化水(shui)平的(de)(de)(de)提高和無(wu)人值守變(bian)電(dian)(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)增(zeng)多，迫切需要(yao)一種(zhong)穩定(ding)、可靠、高精度、功能(neng)強大(da)的(de)(de)(de)大(da)功率干(gan)式(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)鐵心電(dian)(dian)流在線監測(ce)裝置。本文所述(shu)裝置就(jiu)是為此目(mu)的(de)(de)(de)而設計的(de)(de)(de)，具有很高的(de)(de)(de)應(ying)用價值。

1.2未(wei)來發展

目前，我正在發(fa)展智能(neng)電(dian)(dian)(dian)網，干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)鐵(tie)(tie)心在線(xian)(xian)監(jian)測系統(tong)是(shi)智能(neng)電(dian)(dian)(dian)網的(de)重(zhong)要(yao)組成部分。外早在20世紀80年代就開始(shi)研(yan)究干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)鐵(tie)(tie)心在線(xian)(xian)監(jian)測系統(tong)，實現無人值守變(bian)(bian)(bian)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)，可以節省(sheng)大量(liang)人力(li)物(wu)力(li)，及(ji)時(shi)有效地(di)找出(chu)干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)鐵(tie)(tie)心的(de)接(jie)地(di)位置，通(tong)過(guo)一系列數據(ju)分析(xi)干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)是(shi)否存在多點(dian)接(jie)地(di)的(de)危險，從(cong)而更好(hao)地(di)保證(zheng)干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)設(she)備(bei)的(de)正常運行。目前，我在安全法(fa)規中提(ti)出(chu)了干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)鐵(tie)(tie)芯在線(xian)(xian)監(jian)測的(de)要(yao)求，未來五年內將全面部署干(gan)(gan)式(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)鐵(tie)(tie)芯在線(xian)(xian)監(jian)測。外的(de)科技(ji)(ji)人員和相關(guan)部門(men)早就認識(shi)到這種定期(qi)維護和預防(fang)性(xing)試(shi)驗的(de)不(bu)足(zu)，并致力(li)于(yu)電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)在線(xian)(xian)監(jian)測和狀態(tai)檢修(xiu)。其優點(dian)在于(yu)能(neng)及(ji)時(shi)發(fa)現早期(qi)故障癥狀，使運行維護人員在故障處(chu)于(yu)萌芽(ya)狀態(tai)時(shi)，通(tong)過(guo)檢測手(shou)段盡早消除隱患，從(cong)而避(bi)免惡性(xing)事故的(de)發(fa)生(sheng)，提(ti)高(gao)維護質量(liang)和效率。隨著傳感器(qi)(qi)技(ji)(ji)術、信號處(chu)理技(ji)(ji)術和計算機技(ji)(ji)術的(de)發(fa)展和應用，作為(wei)(wei)狀態(tai)檢修(xiu)基礎(chu)的(de)電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設(she)備(bei)在線(xian)(xian)監(jian)測技(ji)(ji)術發(fa)展迅速，已(yi)成為(wei)(wei)絕緣檢測的(de)重(zhong)要(yao)組成部分，它將彌補單純依(yi)靠(kao)定期(qi)預防(fang)性(xing)維護帶來的(de)不(bu)足(zu) #p#分頁標題#e#

1.3成果的應用和推廣(guang)

1.3.1解決停(ting)電(dian)檢修(xiu)使得電(dian)力(li)部(bu)門付出巨大(da)的人力(li)物力(li)成本，不僅給電(dian)力(li)用(yong)戶(hu)帶來不便，還(huan)存在檢修(xiu)過度的問題(ti)。

1.3.2解決了兩次預防性試驗間隔時間長、絕(jue)緣突(tu)發(fa)故障難以發(fa)現、維護(hu)不足(zu)的(de)問題。

1.3.3解決了試驗閾(yu)值(zhi)與運(yun)行(xing)閾(yu)值(zhi)的(de)差異，部分離(li)線試驗不(bu)能完全反(fan)映運(yun)行(xing)閾(yu)值(zhi)下設備的(de)絕緣情況。

1.3.4解決檢(jian)修和(he)停電試(shi)驗時因人為原因造成的(de)新設備故(gu)障也(ye)時有發生的(de)問題。

2個目標

為了(le)(le)滿(man)(man)足電力系(xi)(xi)統(tong)干式變(bian)壓(ya)器鐵(tie)心狀態檢修(xiu)的(de)需(xu)要，提(ti)出了(le)(le)干式變(bian)壓(ya)器鐵(tie)心多點接(jie)地在線監(jian)(jian)(jian)(jian)測系(xi)(xi)統(tong)的(de)設計方案。監(jian)(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)應滿(man)(man)足以下(xia)功(gong)能：2.1監(jian)(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)的(de)輸(shu)入和(he)使用不會改變(bian)，不會影(ying)響干式變(bian)壓(ya)器的(de)正常運(yun)行；2.2能夠持(chi)續監(jian)(jian)(jian)(jian)控、記錄和(he)處(chu)理(li)數據(ju)，及時報警(jing)和(he)診斷(duan)故障；2.3具有良好的(de)抗干擾(rao)能力和(he)合(he)理(li)的(de)監(jian)(jian)(jian)(jian)測靈敏度；2.4系(xi)(xi)統(tong)本身可靠性高(gao)，易于維護，適合(he)長期運(yun)行；2.5能有效管理(li)數據(ju)，有良好的(de)人機(ji)界面。

3內容

基于以上考慮(lv)，有必(bi)要(yao)完(wan)成以下研究(jiu)和工作：

3.1鐵芯接地電(dian)流的(de)理論分析

根據干式變壓器鐵心的實際結構，建立(li)了(le)合適的鐵心數學模型，計算了(le)一點接(jie)地(di)電流和(he)多點接(jie)地(di)故障電流的數值，分析了(le)故障電流隨不(bu)同故障點的變化規律(lv)，為系統(tong)設(she)計提供了(le)理論(lun)支持。

3.2系統硬件電路設計

根據鐵芯接地(di)在線監測系(xi)統(tong)的要求(qiu)，設計了包括電(dian)流傳感器、濾波、放大、A/D轉換、數據存儲和控制的數據采集電(dian)路，搭建了監測和提取接地(di)電(dian)流信號(hao)的硬件平(ping)臺。

3.3系(xi)統軟件設計

 通(tong)過編程實(shi)現了基(ji)于(yu)RS232串(chuan)口(kou)的(de)上(shang)下位(wei)(wei)機通(tong)信，使上(shang)位(wei)(wei)機可以(yi)控制下位(wei)(wei)機的(de)運行，接收下位(wei)(wei)機采集的(de)鐵(tie)心(xin)接地(di)電流在線監測數(shu)據(ju)，建(jian)立接地(di)電流在線監測數(shu)據(ju)庫，實(shi)現數(shu)據(ju)存儲和查詢(xun)功能，并利用(yong)LabVIEW開(kai)發了一套干式變壓器鐵(tie)心(xin)接地(di)電流分析軟件。

3.4系(xi)統結構

該系(xi)(xi)統(tong)由泄漏電流傳感器(qi)、數據采集柜、本(ben)地顯示儀表、串口聯網服務(wu)器(qi)、路由器(qi)和系(xi)(xi)統(tong)服務(wu)器(qi)組成。

串(chuan)行(xing)網(wang)絡服務器提(ti)供TC

P/UDP socket工作模式，包括服務端和客戶端,支持狀態監測和Web發布。每臺串口聯網服務器有4個RS-485口，可以使每臺串口設備單先占用一個串口，以減少不同串口設備并起來的干擾。數據采集柜可采集干式變壓器或者電抗器的鐵芯和夾件泄漏電流并通過串口與聯網服務器相連。

遠程顯示：本系(xi)統的數(shu)據采集(ji)(ji)模塊能夠(gou)實(shi)時的采集(ji)(ji)干(gan)式變(bian)壓器(qi)(qi)(qi)等電(dian)氣(qi)設備的泄露電(dian)流參(can)數(shu)，并能夠(gou)通(tong)過(guo)RS-485傳送到(dao)串口(kou)聯網服務(wu)器(qi)(qi)(qi)，再傳送到(dao)電(dian)力局(ju)域網，串口(kou)聯網服務(wu)器(qi)(qi)(qi)具有自連(lian)接(jie)功能，即便系(xi)統斷(duan)電(dian)，當(dang)電(dian)源恢復時串口(kou)聯網服務(wu)器(qi)(qi)(qi)也能夠(gou)自動連(lian)到(dao)局(ju)域網中。#p#分頁標(biao)題#e#