一种电力变压器铁芯接地监测装置及控制方法与流程

本发明属电气自动化变压器，涉及一种电力变压器铁芯接地监测装置。

背景技术：

1、变压器铁芯是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。电力变压器正常运行时，铁芯必须有一点可靠接地。若没有接地，则铁芯对地的悬浮电压，会造成铁芯对地断续性击穿放电，铁芯一点接地后消除了形成铁芯悬浮电位的可能。但当铁芯出现两点以上接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁芯多点接地发热故障。严重时，铁芯局部温升增加，轻瓦斯动作，甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障，使铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作，以至必须更换铁芯硅钢片加以修复。所以变压器不允许多点接地只能有且只有一点接地。三相芯式变压器是三相共用一个铁芯的变压器，其特点是各相磁路互相关联，它有三个铁心柱，供三相磁通分别通过。在三相电压平衡时，磁路也是对称的，这种情况下铁芯电流为零；当三相电压不平衡时，三相总磁通也不平衡，铁芯中会感应不平衡电流，三相不平衡情况越大铁芯接地电流越大，当发生两点接地时由于出现环流，也在铁芯接地回路中出现电流。基于上述原因变压器需要加装单独的磁通不平衡和铁芯接地电流保护(简称：铁磁保护)，当出现变压器三相电压不平衡、磁通不平衡或铁芯两点接地情况下、铁芯硅钢片间出现短路时铁芯接地电流都会不同程度增大，严重危害变压器的安全运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能够对电力变压器铁芯接地电流进行实时监测，并能自动进行限流及关断操作，实现数据故障分析。

2、一种电力变压器铁芯接地监测装置，包括电流互感器、处理器、限流单元、主回路开关单元；其特征在于，电流互感器套在铁芯接地线中，铁芯接地线接入限流单元输入端，限流单元输出端接地，主回路开关单元接入输入变压器的主电路；电流互感器、限流单元、主回路开关单元与处理器电连接，电流互感器感测接地电流值并输入给处理器，处理器根据电流值，判断当电流超标时，则通过处理器的i/o口来控制输出警示信号、接入限流电阻及控制关断主电路。

3、进一步地，电流互感器的输出经由信号预处理电路后输入处理器；

4、信号的预处理电路由隔离、和放大器构成；处理器连接放大器，根据电流信号的选择放大器的放大倍数。

5、进一步地，信号预处理电路中还包括a/d转换芯片，a/d转换芯片具有采样保持电路，完成周期信号采样后输入中断信号，在中断程序中处理器将存储数据读入。

6、进一步地，处理器的i/o口连接驱动芯片，输入驱动电平控制继电器闭合或继电器打开。

7、进一步地，限流单元中并联两条支路，直联支路中串联继电器j2，限流支路中串联限流电阻r1、继电器j1；变压器的主电路上串联主回路接触器，主回路接触器由继电器j3控制；

8、处理器的三个i/o口输出分别控制继电器j1、继电器j2、继电器j2。

9、进一步地，处理器的三个i/o口输出电路中还接有手动开关k1～k3，通过转换开关kz1～kz3完成对继电器j1、继电器j2、继电器j2的自动或手动控制切换。

10、还提供一种电力变压器铁芯接地监测装置的控制方法，其特征在于：

11、1)系统初始化，

12、系统上电，设置相关电流阈值参数、定时参数；

13、2)控制继电器关闭，变压器投运，

14、处理器输出i/o口电平信号，驱动继电器闭合，限流单元导通形成直联接地，主回路接触器闭合将高压电源接入变压器，变压器投入运行；

15、3)接地电流信号周期性采集，

16、根据设定采样周期启动ad开始采样，完成信号采样后引起中断，在中断程序读取多个采样数据进行处理；

17、4)电流监控及故障处理

18、处理器根据电流的值，判断当电流超标时，则通过处理器的i/o口来控制输出警示信号、接入限流电阻及控制关断主电路。

19、本发明的有益效果是：利用电流互感器实时采集变压器铁芯接地电流信号，准确判断接地电流是否超标，当电流超标时，改变接地回路阻值，使铁芯接地电流始终被限制在规定的范围之内，还可以进行误动作处理或及时关断保证电力变压器安全运行，可将数据保存，便于事后对进行故障分析。

技术特征：

1.一种电力变压器铁芯接地监测装置，包括电流互感器、处理器、限流单元、主回路开关单元；其特征在于，电流互感器套在铁芯接地线中，铁芯接地线接入限流单元输入端，限流单元输出端接地，主回路开关单元接入输入变压器的主电路；电流互感器、限流单元、主回路开关单元与处理器电连接，电流互感器感测接地电流值并输入给处理器，处理器根据电流值，判断当电流超标时，则通过处理器的i/o口来控制输出警示信号、接入限流电阻及控制关断主电路。

2.根据权利要求1所述电力变压器铁芯接地监测装置，其特征在于，电流互感器的输出经由信号预处理电路后输入处理器；

3.根据权利要求2所述电力变压器铁芯接地监测装置，其特征在于，信号预处理电路中还包括a/d转换芯片，a/d转换芯片具有采样保持电路，完成周期信号采样后输入中断信号，在中断程序中处理器将存储数据读入。

4.根据权利要求1所述电力变压器铁芯接地监测装置，其特征在于，处理器的i/o口连接驱动芯片，输入驱动电平控制继电器闭合或继电器打开。

5.根据权利要求4所述电力变压器铁芯接地监测装置，其特征在于，限流单元中并联两条支路，直联支路中串联继电器j2，限流支路中串联限流电阻r1、继电器j1；变压器的主电路上串联主回路接触器，主回路接触器由继电器j3控制；

6.根据权利要求5所述电力变压器铁芯接地监测装置，其特征在于，处理器的三个i/o口输出电路中还接有手动开关k1～k3，通过转换开关kz1～kz3完成对继电器j1、继电器j2、继电器j2的自动或手动控制切换。

7.一种基于权利要求1的电力变压器铁芯接地监测装置的控制方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述控制方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述控制方法，其特征在于，

10.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，还包括

技术总结
一种电力变压器铁芯接地监测装置，包括电流互感器、处理器、限流单元、主回路开关单元；电流互感器、限流单元、主回路开关单元与处理器电连接，电流互感器感测接地电流值并输入给处理器，处理器根据电流值，判断当电流超标时，则通过处理器的I/O口来控制输出警示信号、接入限流电阻及控制关断主电路；利用电流互感器实时采集变压器铁芯接地电流信号，准确判断接地电流是否超标，当电流超标时，改变接地回路阻值，使铁芯接地电流始终被限制在规定的范围之内，可以进行误动作处理或及时关断保证电力变压器安全运行，可将数据保存，便于事后对进行故障分析。

技术研发人员：刘德福
受保护的技术使用者：北方联合电力有限责任公司新能源分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6