变压器铁芯多点接地故障监测

随着国民经济的不断发展和电力系统的不断完善，电力系统的安全运行及供电的可靠性已显得越来越重要，变压器是电力系统中重要的设备之一，而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。在正常情况下，大、中型变压器铁芯的外引接地线，是经小套管引出至变压器本体外一点可靠接地的，即通过铁芯单点接地来避免悬浮电位，铁芯接地电流小于0.1A。但在运行中，由于种种原因，诸如油中的铁质沉淀物、铁磁振动、变压器的结构等原因，会造成变压器铁芯在其它点的接地。当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点就会形成闭合回路。当主磁通穿过这一回路，就会产生感应电流，在闭合回路中形成环流，接地电流会达到几十安培。该电流会引起变压器局部过热，导致油分解，绝缘性能下降，严重时，还会使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，使变压器不能继续运行，甚至损坏变压器，造成变压器重大事故。

    目前国内外对电力变压器铁芯接地电流的监测方法，归纳起来主要有以下3种：

    1、运行维护的巡视人员定期或不定期地用钳形电流表测量铁芯接地回路中的电流，若发现电流超标，才采取进一步的措施，或临时在铁芯接地回路中手动串接限流电阻，该方法存在故障发现和处理的滞后性，为进行故障排查，有时甚至需让变压器退出运行。

    2、在变压器铁芯接地回路中装设电流表，用于监测接地电流。该方法的缺点是不能准确测量铁芯接地电流，因为变压器一旦出现多点接地，其接地回路中的电流可达到几十安，因此要求该电流表的量程需足够大，否则会因电流过大而损坏电流表，导致接地回路开路。而正常情况下的变压器，其铁芯接地回路中的电流不会超过100mA，该电流在大量程的电流表上几乎是没有读数的，从而失去装设电流表的意义。

    3、铁芯接地回路中的电流信号经电流传感器及预处理后进入智能化组件，由智能化组件对信号进行分析处理。该方法只能对接地电流进行在线监测和超标报警，电流超标后的故障处理仍需人工完成而不能自动进行，且不能有效的进行数据保存与故障分析，存在功能比较单一、故障处理不及时的问题。

    统计资料及运行经验表明，铁芯接地故障已经成为变压器频发性故障之一，它在变压器总事故中占到 30%~50%，排在变压器总事故率中的第三位。目前对于这类故障，国内还没有很好的监测与处理手段，常常是由于铁芯过热引起轻瓦动作或油中气体成分的变化而被迫停电检查，但故障查找和处理都有一定的难度，常规的方法是吊罩检查，若直观上找不到故障点，还需用直流法或交流法进行再查找，不但工作量大、费用高、停电时间长给用户用电造成影响，而且大型变压器吊罩存在很大的风险。常由于目标不明确而几次找不到故障造成很大的经济损失，而且也会由于出现瓦斯的不及时或色谱分析的周期决定，不能及时发现问题，而导致事故的扩大。

    为保证电力系统的安全运行及供电的可靠性，日新电气参考的变压器智能化改造技术并结合国内的具体情况，以微处理技术为核心，采用行业的明电通变压器安全防护技术，将传感器、数据采集硬件、通信系统和软件分析处理功能组成一体，专业研发制造并成功商业运行，利用智能化组件对变压器铁芯实现实时、在线和连续的安全评估和分析处理。

   明电通研发制造的MDT-IGuard系列自动跟踪补偿铁芯保护成套装置（以下简称装置）技术成熟，监测效果良好，能准确、及时地诊断、分析和处理变压器铁芯多点接地故障，及时捕捉早期故障的先兆信息，并进行自动跟踪补偿保护，不仅防止了变压器故障向更严重的程度发展，还能够为设备检修工作提供依据，从而大大减少了变压器用户运行维护的工作量，提高了供电可靠性，在保证电网的安全、稳定运行方面具有非常重要的意义。

    MDT-IGuard系列自动跟踪补偿铁芯保护成套装置主要应用于750kV及以下的变电站、变电所、发电厂，对运行中的变压器铁芯进行在线监测及自动跟踪补偿保护。

二、性能特点

◇  在线监测及手动/自动跟踪补偿

◇  诊断算法可靠的专家系统

◇  高精度、宽量程的电流传感器

◇  响应速度快，过载能力强

◇  高可靠性电力电子元件，免维护

◇  通过严格的电磁兼容认证试验，抗干扰能力强

◇  电磁屏蔽的全封闭不锈钢外箱，适用各种环境条件

◇  配套铁芯故障放电冲击快速处理装置（可选件）

◇  智能化组件，易于安装、使用及维护

◇  对运行中的变压器不造成任何安全隐患