变压器铁芯接地在线监测
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一、装置简介
本装置是在对变压
器铁心多点接地故障深
入研究基础上开发的， 该装置集信号采集、 实时显示、数据传输、
上图为：公司经理张正平和华 北电力大学专家广泛调研变压 器铁心接地故障的有关信息
计算、分析、存储、过电流限流于一体，
它的成功开发和应用，对提高变压器运行
的可靠性和对在线监测技术的应用起到了
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项目研究水平和技术发展趋势
变压器铁心多点接地在线监测的研究是近几年发展 起来的，虽然国内外已有不少公司投入人力、物力开发 出了一系列该产品，但总体上功能还比较单一,出现多点 接地时不能及时进行故障处理。为解决上述问题，提高 铁心绝缘的在线监测技术水平，早日在供电部门实现状 态检修，以发挥其经济效益和社会效益。保定市精艺电 子仪器有限公司和华北电力大学故障诊断研究室于2005 年5月立项，开发出了一套具有独立知识产权的实用化在 线监测与诊断系统，无论从理论上和实际工程应用效果 上均达到国内领先水平。
通信规约，适用于数字化变电站通信网络和系统。
标准
监测参数
测量范围
国家电网公司企业标准
铁心接地电流 1mA ～10A
企 业
BTJZ型变压器铁心（夹件） 接地在线监测装置
铁心接地电流
1mA ～30A
标 准
BTJZ型变压器铁心（夹件） 接地在线监测及限流装置
铁心接地电流
1mA ～30A
允许误差 ±2.5% ± 2.5%
电力变压器安全运行的保护神
----变压器铁心接地在线监测 (及限流)装置
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
项目成果对状态检修技术发展的作用
电力变压器是电力系统中的枢纽设备，其运行的可靠性 将直接关系到电力系统的安全稳定运行。对变压器的事故统 计分析表明，铁心事故在变压器总事故中已占到了第三位， 而铁心的故障的产生，大部分是由于铁心多点接地引起的。 变压器铁心接地故障不同于其它故障，有其特殊性。大家都 知道，铁心接地故障如果处理得当，将影响变压器正常运行。 例如，有一台日本生产的变压器从80年代运行至今，一直存 在铁心悬浮多点接地故障，因为处理得当，30年左右未退出 运行。但如果处理不当，又极易发生事故。近年来，天津、 山西等地都发生过因铁心接地故障造成轻瓦斯保护动作。因 而使500KV变压器停电的事故，其损失惨重。
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六、技术关键和可靠性
● 建立了变压器铁心单点和多点接地的电路模型，并进行了理论定量分析，得到 了电压、电流参数，为监测装置的设计奠定了理论基础。 ● 采用了特制的电流传感器，抗干扰能力强，具有高精度和宽量程的特点，满足 铁心电流变化范围较大的特点。 ● 限流装置在铁心接地回路中串入了多档限流电阻，该系统不仅起到监测作用， 当出现电流异常时能立即投入合适的电阻，将接地电流限制在正常范围之内，保 证变压器安全运行。 ● 对限流装置设计了合理的限流电阻网络结构，保证档位之间稳定过渡，最大程 度上保证了装置工作的可靠性。 ● 限流装置系统具有开路自诊断功能，若开路，则采取闭锁确保铁心可靠接地。 ● 通过了严格的电磁兼容认证试验，抗干扰能力强。 ● 应用全封闭且具有良好电磁屏蔽的不锈钢机箱，机箱内部设置了温控器，保证 装置在各种环境温度下正常工作。 ● 监测系统现场独立运行，也可通过有线通信或无线通信实现远程监测，并能实 现计算机局域网报警监控。 ● 可同时监测多个设备，能实现站端单一监测和局端汇总监测功能，可对实时监 测数据进行浏览或对设备进行设置，具备数据、曲线等分析功能。 ● 对变压器铁心接地常年实时监测，下位机可存储3年以上监测记录，发生断电 时，数据不丢失。装置对多点接地发生周期加以分析，为检修提供充分依据。
±2.5%
分辨率 1mA 1mA
1mA
检测时间 小于2h 实时
实时
功能
监测
监测， 超标报警
超标报警 并限流
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五、装置的工作原理
系统的模拟量检测信号为铁 心接地线中的电流，数字量检测 信号为自动/手动开关的高低电 平。在单片机的控制下，采集系 统对经过信号预处理环节的电流 信号进行模数转换，并计算该电 流的有效值，当检测到电流超过 0.1A后，在自动状态下就可以投 入限流电阻，以将流过铁心接地 线中的电流限制在0.1A之内，并 给出报警信号，通知现场人员采 取进一步的措施。
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四、装置符合国家电网公司关于标准
符合国家电网公司企业标准： Q/GDW 534-2010 变电设备在线监测系统技术导则 Q/GDW 535-2010 变电设备在线监测装置通用技术规范 Q/GDW 540.1-2010 变电设备在线监测装置检验规范 第1部分：通用检验规范
本产品（系列）监测系统具有网络扩展功能，遵循IEC 61850 标准（等同DL/T 860变电站通信网络和系统）的
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三、装置的设计依据
根据运行经验以及理论分析表明，铁心一点接地时，流过 变压器铁心接地线电流的有效值仅为几十毫安；但铁心出现多点 接地时，流过铁心接地线中的电流急剧增加，根据原电力部《电 力设备预防性试验规程》规定，流过变压器铁心的电流不能超过 0.1A，当电流超过0.1A后，即认为铁心可能存在多点接地故障， 须采取一定措施，但变压器是电力系统中的枢纽设备，若马上停 电检修将会带来巨大的经济损失。虽然多点接地时流过铁心的电 流可达几十安培，但理论分析表明当变压器铁心出现多点接地时 其接地回路中感应出的电动势一般在210V以内，因此我们的设计 思路是当系统监测到铁心地线电流超标后及时在接地回路中串入 合适阻值的大功率电阻即可将电流限制在0.1A以内，然后等待合 适机会，如变压器停运或大修时，再采用油流冲洗、大电流冲击 或吊芯检查，最终排除其多点接地故障。
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项目研究水平和技术发展趋势
BTJZ型变压器铁心接地在线监测及限流装置 2007年通过河北省科技厅组织的产品鉴定， 鉴定该项目为国际先进水平。2008年获得国 家实用新型专利。2009年获河北省科技进步 三等奖。2010年获国家发明专利。
目前，公司生产出的变压器铁心接地在 线监测产品已形成系列化，可根据用户需求 不同，提供不同类型、不同通讯形式的在线 监测产品，下面，我向大家逐一介绍：
良好的促进作用。
5
二、铁心多点接地在线监测的必要性及意义
目前，我国制造的大中型变压器，铁心大都经一只套管 引至油箱体外接地。这是因为变压器铁心在运行时，线圈的 电场和磁场共同作用使铁心的各部件（包括夹件等）具有不 同的电位，若铁心不可靠接地，则因电位不同而可能产生断 续局部放电现象，损坏其绝缘；另一方面，如果变压器铁心 出现多点接地情况，则每两个接地点间通过铁心自身和接地 线路形成一个闭合回路，其中 交链的磁通将在回路中感应出 环流，使铁心局部过热，严重 时会造成局部烧损，这就是变 压器铁心多点接地故障。有关 资料表明，因铁心多点接地造 成的事故，占变压器总事故的 第三位，因此正常运行的变压 器必须且只能一点接地。
一、装置简介
本装置是在对变压
器铁心多点接地故障深
入研究基础上开发的， 该装置集信号采集、 实时显示、数据传输、
上图为：公司经理张正平和华 北电力大学专家广泛调研变压 器铁心接地故障的有关信息
计算、分析、存储、过电流限流于一体，
它的成功开发和应用，对提高变压器运行
的可靠性和对在线监测技术的应用起到了
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项目研究水平和技术发展趋势
变压器铁心多点接地在线监测的研究是近几年发展 起来的，虽然国内外已有不少公司投入人力、物力开发 出了一系列该产品，但总体上功能还比较单一,出现多点 接地时不能及时进行故障处理。为解决上述问题，提高 铁心绝缘的在线监测技术水平，早日在供电部门实现状 态检修，以发挥其经济效益和社会效益。保定市精艺电 子仪器有限公司和华北电力大学故障诊断研究室于2005 年5月立项，开发出了一套具有独立知识产权的实用化在 线监测与诊断系统，无论从理论上和实际工程应用效果 上均达到国内领先水平。
通信规约，适用于数字化变电站通信网络和系统。
标准
监测参数
测量范围
国家电网公司企业标准
铁心接地电流 1mA ～10A
企 业
BTJZ型变压器铁心（夹件） 接地在线监测装置
铁心接地电流
1mA ～30A
标 准
BTJZ型变压器铁心（夹件） 接地在线监测及限流装置
铁心接地电流
1mA ～30A
允许误差 ±2.5% ± 2.5%
电力变压器安全运行的保护神
----变压器铁心接地在线监测 (及限流)装置
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
项目成果对状态检修技术发展的作用
电力变压器是电力系统中的枢纽设备，其运行的可靠性 将直接关系到电力系统的安全稳定运行。对变压器的事故统 计分析表明，铁心事故在变压器总事故中已占到了第三位， 而铁心的故障的产生，大部分是由于铁心多点接地引起的。 变压器铁心接地故障不同于其它故障，有其特殊性。大家都 知道，铁心接地故障如果处理得当，将影响变压器正常运行。 例如，有一台日本生产的变压器从80年代运行至今，一直存 在铁心悬浮多点接地故障，因为处理得当，30年左右未退出 运行。但如果处理不当，又极易发生事故。近年来，天津、 山西等地都发生过因铁心接地故障造成轻瓦斯保护动作。因 而使500KV变压器停电的事故，其损失惨重。
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六、技术关键和可靠性
● 建立了变压器铁心单点和多点接地的电路模型，并进行了理论定量分析，得到 了电压、电流参数，为监测装置的设计奠定了理论基础。 ● 采用了特制的电流传感器，抗干扰能力强，具有高精度和宽量程的特点，满足 铁心电流变化范围较大的特点。 ● 限流装置在铁心接地回路中串入了多档限流电阻，该系统不仅起到监测作用， 当出现电流异常时能立即投入合适的电阻，将接地电流限制在正常范围之内，保 证变压器安全运行。 ● 对限流装置设计了合理的限流电阻网络结构，保证档位之间稳定过渡，最大程 度上保证了装置工作的可靠性。 ● 限流装置系统具有开路自诊断功能，若开路，则采取闭锁确保铁心可靠接地。 ● 通过了严格的电磁兼容认证试验，抗干扰能力强。 ● 应用全封闭且具有良好电磁屏蔽的不锈钢机箱，机箱内部设置了温控器，保证 装置在各种环境温度下正常工作。 ● 监测系统现场独立运行，也可通过有线通信或无线通信实现远程监测，并能实 现计算机局域网报警监控。 ● 可同时监测多个设备，能实现站端单一监测和局端汇总监测功能，可对实时监 测数据进行浏览或对设备进行设置，具备数据、曲线等分析功能。 ● 对变压器铁心接地常年实时监测，下位机可存储3年以上监测记录，发生断电 时，数据不丢失。装置对多点接地发生周期加以分析，为检修提供充分依据。
±2.5%
分辨率 1mA 1mA
1mA
检测时间 小于2h 实时
实时
功能
监测
监测， 超标报警
超标报警 并限流
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五、装置的工作原理
系统的模拟量检测信号为铁 心接地线中的电流，数字量检测 信号为自动/手动开关的高低电 平。在单片机的控制下，采集系 统对经过信号预处理环节的电流 信号进行模数转换，并计算该电 流的有效值，当检测到电流超过 0.1A后，在自动状态下就可以投 入限流电阻，以将流过铁心接地 线中的电流限制在0.1A之内，并 给出报警信号，通知现场人员采 取进一步的措施。
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四、装置符合国家电网公司关于标准
符合国家电网公司企业标准： Q/GDW 534-2010 变电设备在线监测系统技术导则 Q/GDW 535-2010 变电设备在线监测装置通用技术规范 Q/GDW 540.1-2010 变电设备在线监测装置检验规范 第1部分：通用检验规范
本产品（系列）监测系统具有网络扩展功能，遵循IEC 61850 标准（等同DL/T 860变电站通信网络和系统）的
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三、装置的设计依据
根据运行经验以及理论分析表明，铁心一点接地时，流过 变压器铁心接地线电流的有效值仅为几十毫安；但铁心出现多点 接地时，流过铁心接地线中的电流急剧增加，根据原电力部《电 力设备预防性试验规程》规定，流过变压器铁心的电流不能超过 0.1A，当电流超过0.1A后，即认为铁心可能存在多点接地故障， 须采取一定措施，但变压器是电力系统中的枢纽设备，若马上停 电检修将会带来巨大的经济损失。虽然多点接地时流过铁心的电 流可达几十安培，但理论分析表明当变压器铁心出现多点接地时 其接地回路中感应出的电动势一般在210V以内，因此我们的设计 思路是当系统监测到铁心地线电流超标后及时在接地回路中串入 合适阻值的大功率电阻即可将电流限制在0.1A以内，然后等待合 适机会，如变压器停运或大修时，再采用油流冲洗、大电流冲击 或吊芯检查，最终排除其多点接地故障。
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项目研究水平和技术发展趋势
BTJZ型变压器铁心接地在线监测及限流装置 2007年通过河北省科技厅组织的产品鉴定， 鉴定该项目为国际先进水平。2008年获得国 家实用新型专利。2009年获河北省科技进步 三等奖。2010年获国家发明专利。
目前，公司生产出的变压器铁心接地在 线监测产品已形成系列化，可根据用户需求 不同，提供不同类型、不同通讯形式的在线 监测产品，下面，我向大家逐一介绍：
良好的促进作用。
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二、铁心多点接地在线监测的必要性及意义
目前，我国制造的大中型变压器，铁心大都经一只套管 引至油箱体外接地。这是因为变压器铁心在运行时，线圈的 电场和磁场共同作用使铁心的各部件（包括夹件等）具有不 同的电位，若铁心不可靠接地，则因电位不同而可能产生断 续局部放电现象，损坏其绝缘；另一方面，如果变压器铁心 出现多点接地情况，则每两个接地点间通过铁心自身和接地 线路形成一个闭合回路，其中 交链的磁通将在回路中感应出 环流，使铁心局部过热，严重 时会造成局部烧损，这就是变 压器铁心多点接地故障。有关 资料表明，因铁心多点接地造 成的事故，占变压器总事故的 第三位，因此正常运行的变压 器必须且只能一点接地。