一种 变压器 铁芯接地电流无线监测系统的介绍

余 超、梁 健、王尤河、方 奇、林道英、李晓骏

中国南方电网超高压输电公司广州局，广东，广州， 510405

摘要：针对变压器铁芯接地电流的实时监测，并引入“物联网”概念，无线通信，变压器铁芯接地电流发生异常时实时告警。

关键词：变压器 铁芯 接地电流 告警

0 引 言

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国标规定该电流不能超过100mA。因此，准确、及时诊断变压器铁芯接地故障，并采取积极措施，这对系统的安全稳定运行意义重大^[1]。根据上述原理，应用监测铁心接地线中电流的方法设计了一套变压器铁芯接地电流无线监测系统。

1 变压器铁芯接地电流无线监测系统结构及逻辑

漏电流云监测系统由钳形电流互感器、电流表、DTU透传系统、本地供电系统、机箱、云端系统组成，其中本地供电系统选用可充电时式蓄电池，一次充电可续航1年左右，电池体积较小、拆卸、搬运方便，充电器为220V常规插座；机箱起到整合、保护电流表、DTU透传系统、本地供电系统等作用，安装拆卸方便；云端系统提供了云平台供客户使用，用于实现点对点、一对多、多对多设备的组网通讯；在网页平台或手机端微信监控数据及报警信息；钳形电流互感器主要作用为将测试得到电流信号传输给本地标准毫安表、DTU透传系统；标准毫安表用于本地测量得到的实际电流值与云端系统中显示的数据比对校正、纠偏。

2、报警功能

触发器提供监控数据的报警功能。通过设置触发规则来定义报警系统如何检查监控数据，并在监控数据满足触发条件时发送报警通知。对触发器设置报警规则后，便可在第一时间通过无线传输告警，得知变压器铁芯接地电流数据发生异常，迅速处理故障。

2.1 触发器

触发器功能的作用有两个：推送报警消息（微信、短信、语音、邮件）、转发数据控制设备。触发器功能依赖设备实时数据上报触发执行，也就是只有当设备发送数据到服务器的那一刻才会判断触发器条件，满足条件就会触发。从上到下依次包括四类设置：绑定设备及传感器、触发条件、报警联系人、联动及转发。

2.2告警的触发条件如下：

1. 数值高于100mA：判断变压器铁芯接地电流大于100mA；

2. 传感器未连接：传感器掉线时触发；

3. 传感器超过3分钟未连接：传感器掉线持续3分钟时触发；

4. 开关ON：针对开关型传感器，如果开关打开（或数值为1），则触发；

5. 开关OFF：针对开关型传感器，如果开关关闭（或数值为0），则触发。

2.3历史数据查询功能

点击“控制台”切换至设备控制中心，可查看设备运行的历史数据，选择需要查看的时间段便可显示历史数据曲线，当变压器铁芯发生内部故障，可监测接地电流的变化情况，形成多维度分析，为后续检修消缺提供数据支撑。

3. 试验验证

3.1试验内容

利用可调稳压源、交流电阻箱和变压器铁芯接地电流无线监测系统联构成回路，搭建一个测试实验平台，通过调节电阻来改变电流大小。云端系统实时监测的电流数值与本地标准毫安表示值比对，得出表1 实验数据，误差范围在千分之二以内。

表1 实验数据

3.2试验过程

1. 根据试验的原理流程图进行试验仪器设备的检查，确保各个试验仪器设备的均已正确连接，检查设备性能是否完好；

2. 接通电源、注册账号、登录云平台、绑定设备，设置触发器触发条件及报警联系人；

3. 按实验方案预设值调节电阻器改变电流，同时记录云平台及本地标准毫安表的数值；

4. 设置电流为触发器报警值，验证触发器的灵敏度，确保报警正确；

5. 切断电源，验证触发器断电报警触发条件的灵敏性，确保报警正确。

4 结语

本项目设计并开发的新型变压器铁芯接地电流在线监测装置在现场实际应用中，引入“物联网”概念，采用独立无线传输模块配合云平台进行数据传输，设计理念新颖。监测装置工作稳定可靠，测量精度高，方便维护更换。还具有数据存储、越限自动报警、报警阈值和通信参数可设置等功能。变压器高频电流智能传感器灵敏度、精度较高，满足变压器铁心接地电流的测量要求。

参考文献

[1]刘东方. 变压器铁心接地电流超标缺陷分析及处理. 电工技术，2010，10：16-17