《變壓器鐵芯接地電流監(jiān)測系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、變壓器鐵芯接地電流監(jiān)測系統(tǒng)(國網(wǎng)江蘇省電力公司常熟市供電公司江蘇常熟215500)變壓器鐵芯問題占變壓器總事故的第三位，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測變壓器鐵芯及夾件的接地電流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的鐵芯故障，對變壓器的安全運(yùn)行具有重要意義。木文設(shè)計(jì)了多通道、高精度的泄露電流采集系統(tǒng)，采用高精度傳感器對泄露電流進(jìn)行測量，同時(shí)采用通道復(fù)用技術(shù)解決了系統(tǒng)的成木問題，用線性光耦實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明木系統(tǒng)具有較高的抗干擾能力和較高的精度。關(guān)鍵詞：變壓器接地電流通道復(fù)用線性光耦0引言變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的元件之一，是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)

2、行的重要保證。統(tǒng)計(jì)資料表明因鐵芯問題造成故障，占變壓器總事故中的第三位。正常運(yùn)行時(shí)，必須將鐵芯和夾件可靠接地，使其在變壓器運(yùn)行中始終保持接地電位，避免鐵芯因懸浮電位放電，其鐵芯接地電流很小，約為幾毫安到幾十毫安。如果變壓器鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地，將會(huì)在鐵芯內(nèi)形成短接回路，短接回路所包括面積中的磁通或漏磁通將會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生很大的環(huán)流，而且接點(diǎn)越多，短接回路越多，環(huán)流越大，從而會(huì)導(dǎo)致局部鐵芯過熱，引起鐵芯局部過熱導(dǎo)致絕緣油分解，還可能使接地片熔斷或燒壞鐵芯，導(dǎo)致鐵芯電位懸浮，產(chǎn)生放電，造成輕瓦斯動(dòng)作甚至重瓦斯動(dòng)作跳間，甚至損壞變壓器，造成主變重大

3、事故。我國在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(Q/CSG10007-2004)中5.1“油浸式電力變壓器”關(guān)于“鐵芯及夾件絕緣電阻”的要求：“運(yùn)行中鐵芯接地電流一般不應(yīng)大于0.1A”。因此，準(zhǔn)確、及時(shí)地診斷與處理變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，對保證變壓器的安全運(yùn)行只有重要意義。對于鐵芯接地故障，電力部門通常采用鉗形電流表測量變壓器鐵芯接地下引線的電流。這樣不僅測量誤差大還浪費(fèi)了大量的人力物力，而且對一些電壓等級低的電站不能完全檢測，為變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行留下了安全隱患。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的對變壓器鐵芯接地電流的監(jiān)測是行業(yè)發(fā)展的趨勢。本文設(shè)計(jì)了一種多通道、低

4、成本的變壓器鐵芯接地電流監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采用通道復(fù)用技術(shù)將監(jiān)測通道擴(kuò)展至32路，采用隔離設(shè)計(jì)，極大的提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，同吋采用開啟式、高精度的零磁通傳感器，減少了外部磁場對泄漏電流采集精度的影響的同吋還減少了系統(tǒng)安裝的難度。整個(gè)系統(tǒng)己經(jīng)通過中國電科院的全部測試，結(jié)果表明本系統(tǒng)完全符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。1系統(tǒng)恕構(gòu)多通道鐵芯接地電流采集系統(tǒng)采用通道復(fù)用技術(shù)，每一路傳感器都設(shè)計(jì)有對應(yīng)的信號調(diào)理電路，模擬開關(guān)根據(jù)系統(tǒng)需要采集不同傳感器的數(shù)據(jù)，隔離10控制用于CPU設(shè)置不同的通道，隔離放人器用于信號調(diào)理電路和采集系統(tǒng)的隔離，AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化

5、成數(shù)字信號，MCU用于數(shù)據(jù)采集，分析和邏輯控制等，如圖1所示。2采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1高精度泄露電流傳感器泄漏電流傳感器采用夾緊銅牌的固定方式不破壞原系統(tǒng)任何結(jié)構(gòu)，金屬模具的采用大大減少了外部磁場對泄漏電流采集精度的影響。泄漏電流傳感器采用有源零磁通設(shè)計(jì)原理，不僅能夠滿足mA級電流信號的采集，而且具奮很強(qiáng)的抗干擾能力并能抑制溫飄。其參數(shù)指標(biāo)如表1所示。2.2信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)前置放大電路設(shè)計(jì)吋需要考慮到濾波、放大倍數(shù)、電路保護(hù)等因素，基于這些因素設(shè)計(jì)的前置放大電路如圖2所示。本文設(shè)計(jì)中冇二十四路該標(biāo)準(zhǔn)信號調(diào)理電路，二十四路信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)

6、相同，在此分析其中一路。圖2中，R625為輸入電流信號采樣電阻，大小為150歐姆。經(jīng)過采樣電阻R625后,輸入的4?20mA電流信號將變?yōu)?.6?3V的電壓信號。D18為GBLC05，是一種低電容瞬態(tài)抑制二極管，當(dāng)輸入信號出現(xiàn)較人的瞬態(tài)電流吋，瞬態(tài)抑制二極管將導(dǎo)通接地，以保護(hù)放大電路以及后續(xù)信號調(diào)理電路。D608為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值為3V,當(dāng)輸入信號電流大于20mA吋，穩(wěn)壓二極管D608將被反向擊穿,達(dá)到保護(hù)信號調(diào)理電路的S的。C608為濾波電容，與R625共同構(gòu)成低通濾波器，濾除高頻信號，其截止頻率計(jì)算公式為：⑴將C608電容值以及R

7、625電阻值代入上式可得，其截止頻率為:10.6kHz。放大器U605A采用LM358雙電源供電模式，能夠減少共模干擾、溫度飄移的影響，保證信號放大后的線性度。電阻R626—端接在U605A的輸出引腳，一端接在其負(fù)輸入引腳，與LM358構(gòu)成電壓跟隨器。電壓跟隨器輸出電壓近似輸入電壓幅度，并對前級電路呈高阻狀態(tài)，對后級電路呈低阻狀態(tài)，因而對前后級電路起到“隔離”作用，提高信號調(diào)理電路抗干擾能力。2.3信號復(fù)選電路設(shè)計(jì)本文研制的裝置硬件平臺(tái)針對4?20mA設(shè)計(jì)了32路信號調(diào)理電路，但主控MCU采用的是ARMLPC2292,受到Jt?內(nèi)部A/

8、D數(shù)量限制，需要對信號采取復(fù)選的方式進(jìn)行采樣。由于該類傳感器所監(jiān)測變壓器狀態(tài)參量均為變化頻率非常低的量，對實(shí)時(shí)性要求并非非常高，因此這種設(shè)計(jì)方式既節(jié)省了資源提高了系統(tǒng)工作效率和靈活性，又保證了智能電子裝置性