變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測及限流裝置的應(yīng)用

張新杰

（黑龍江省鶴崗誠基水電熱力有限責(zé)任公司，黑龍江 鶴崗 154100）

1 興安變2# 主變鐵芯接地故障的特點

興安變電所2# 主變壓器（SFSZ7—40000/110）2000年6月7日進(jìn)行預(yù)防性試驗時，發(fā)現(xiàn)鐵芯接地絕緣電阻為0MΩ。回顧從發(fā)現(xiàn)鐵芯接地到放油后打開6kV 側(cè)觀察孔檢查接地點以及用過油機(jī)沖洗的全過程，當(dāng)時的情況是放出一部分油后，鐵芯對地絕緣電阻恢復(fù)正常值，充油后鐵芯又接地，之后采用電容器放電沖擊法沖擊，使鐵芯對地絕緣電阻值恢復(fù)到5 000MΩ。通過前面的分析可以斷定，該變壓器鐵芯接地是動態(tài)的，導(dǎo)致接地的懸浮物一端是固定接死的，另一端懸浮，充油后由于油的浮力作用使懸浮的一端也被連上，造成鐵芯接地。 當(dāng)變壓器運行時，在油循環(huán)作用下，懸浮物有時似接非接，有時又?jǐn)嚅_，從而導(dǎo)致鐵芯對地絕緣電阻值不穩(wěn)定。 根據(jù)此變壓器的接地特點， 即使是吊罩處理，花上幾天的時間和大量的人力物力，也未必能找到接地點，而且吊裝檢查存在很大的風(fēng)險。 因此，采用新技術(shù)來解決該變壓器多年存在的接地問題是非常必要的。

2 針對興安變2# 主變鐵芯接地故障采取的措施及弊病

目前采取的措施：（1）每年的預(yù)防性試驗中測量一次鐵芯對地絕緣電阻；（2）變電所值班人員每兩小時使用鉗形電流表測量一次鐵芯接地電流。

存在的弊病：（1）只靠變電所值班人員用鉗形電流表測量鐵芯接地電流和定期預(yù)防性試驗，達(dá)不到實時監(jiān)測，不能及時反映變壓器的接地故障。（2）即使測量出接地電流超出規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)防性試驗不合格，也只能是停運，沒有更好的辦法。（3）由于鉗形電流表的量程較大、精度低，值班員可能使用不當(dāng)，很難測出標(biāo)準(zhǔn)要求的0.1A 的電流。

就目前采取的措施和存在的弊病，如果該接地發(fā)展成為死接地，而我們又沒有及時發(fā)現(xiàn)和采取有效措施，將威脅變壓器的安全運行，給礦區(qū)電力系統(tǒng)的安全運行埋下隱患。

3 變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測及限流裝置的應(yīng)用

變壓器的鐵芯正常運行中只允許有一點可靠接地，不允許出現(xiàn)多點接地。但變壓器在生產(chǎn)及運行過程中，在變壓器油中會有懸浮金屬雜質(zhì)等，當(dāng)懸浮物隨油流卡在某一位置時，就有可能造成第二接地點。變壓器鐵芯多點接地在電力系統(tǒng)，特別是供電系統(tǒng)中是一個長期存在的問題， 甚至某些變壓器剛一投入運行就發(fā)現(xiàn)多點接地，威脅系統(tǒng)的安全運行。 因此，能夠及時地檢測出變壓器鐵芯是否存在多點接地和采取一定的補(bǔ)救措施以等待進(jìn)一步的處理具有十分重要的現(xiàn)實意義。

運行經(jīng)驗以及理論分析表明，鐵芯一點接地時，流過變壓器鐵芯接地極的電流的有效值僅為幾十毫安， 但鐵芯兩點接地時，流過鐵芯接地線中的電流急劇增加，其數(shù)值可達(dá)幾十安培。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，運行中鐵芯接地電流一般不大于0.1A。雖然鐵芯多點接地時流過鐵芯的電流可達(dá)幾十安培， 但相關(guān)理論分析表明當(dāng)變壓器鐵芯出現(xiàn)多點接地時， 其接地回路中感應(yīng)出的電動勢一般在150V 以內(nèi)。因此，當(dāng)系統(tǒng)檢測到鐵芯接地電流超標(biāo)后，我們可以及時在接地回路中串入合適阻值的大功率電阻， 將接地電流限制在0.1A 以內(nèi)，這就是變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測及限流裝置的設(shè)計原理。 之后我們等待合適的機(jī)會，如變壓器停運或大修時，進(jìn)行油流沖洗，大電流沖擊或吊芯檢查，最終排除變壓器的多點接地故障。

從興安變電所2# 主變的接地故障的特點可知該接地不是死接地， 至今未徹底消除鐵芯接地故障， 威脅變壓器的安全運行。 變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測及限流裝置已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了一定的應(yīng)用，而且其產(chǎn)生的作用也很明顯。 變壓器鐵芯在線監(jiān)測及限流裝置能夠在線監(jiān)測變壓器鐵芯接地電流的變化，實時顯示監(jiān)測的電流數(shù)據(jù)和波形，當(dāng)接地電流超過規(guī)定值時，能實現(xiàn)限流電阻的自動投切、歷史數(shù)據(jù)的自動記錄、報警功能，結(jié)合主機(jī)軟件實現(xiàn)較強(qiáng)的分析功能。 在監(jiān)控模式下可將監(jiān)測的電流信號及日期、時間、運行模式、限流電阻值等實時顯示，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 裝置可現(xiàn)場獨立運行，也可通過通信接口實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測或通過短信方式將報警數(shù)據(jù)發(fā)至運行人員手機(jī)中， 并可實現(xiàn)無線通信及計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)報警監(jiān)控。 如果在興安變2# 主變壓器安裝該裝置，就能實現(xiàn)實時監(jiān)測。 當(dāng)該變壓器發(fā)生接地故障時，接地電流超標(biāo)，裝置就會立即自動投入限流電阻，將鐵芯接地線中的電流限制在規(guī)程規(guī)定范圍之內(nèi)，并給出報警信號，通知現(xiàn)場人員采取進(jìn)一步措施。 這樣就能保證在變壓器鐵芯發(fā)生接地故障時也能讓變壓器繼續(xù)安全運行，保證正常供電。 再有如果監(jiān)測到接地電流低于25mA 時，裝置將退出一定阻值的限流電阻，從而保證變壓器鐵芯的良好可靠接地。

4 結(jié)語

興安變電所是目前礦區(qū)電力系統(tǒng)中供電能力最大的一座110kV 變電所，擔(dān)負(fù)著興安礦、峻德礦、富力礦、地方煤礦及周邊地區(qū)的供電任務(wù)，一級負(fù)荷約占80%，它的重要程度可想而知。若2# 主變發(fā)生鐵芯接地故障將直接影響變電所的安全供電，威脅礦井的安全生產(chǎn)。 變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測及限流裝置的應(yīng)用解決了變壓器鐵芯接地故障帶來的安全隱患， 因此該裝置的應(yīng)用是目前最有效的方法。