一种检测变压器铁芯接地电流的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备接地电流的检测方法，特别涉及一种检测变压器铁芯接地电流的方法，属于电力设备检测领域。
【背景技术】
[0002]随着用户对供电可靠性的要求越来越高，电网的安全稳定运行也越来越重要。电力变压器是电网的“心脏”。确保变压器的正常运行，及早发现事故征兆，从而进行针对性的抢修，把事故所造成的各种损失控制到最低限度，关系到电网企业的社会综合效益和经济效益。目前国家正在大力发展智能化电网，而变压器铁芯的在线监测系统是构成智能化电网中比较重要的组成部分，通过对铁芯接地电流的在线监测，能够准确判断铁芯的工作状况，从而有的放矢在铁芯出现故障前及时进行维护，不仅有效的提高了供电的可靠性，还尽可能的降低了电力系统的运行费用，对保障电力变压器的安全运行具有十分重要的意义。因此，我们应加强变压器铁芯多点接地故障检测。努力做到及时发现，及时处理，以确保变压器的安全可靠运行，最大限度地预防变压器铁芯故障的发生。
[0003]电力变压器正常运行时，绕组周围会产生电场，而铁心和夹件等金属处于电场中，若铁心没有可靠接地，上面就会不断积累电荷，达到一定程度时，就会产生放电现象，损坏绝缘。因此，变压器的铁心必须有一点可靠接地，如果由于某些原因或者故障，产生了多于一个的接地点，则会在铁心内形成短接的闭合回路，接地引线上就会产生环流。一方面，会造成铁心局部短路发热，接地片熔断，甚至烧坏铁心，绝缘油分解;另一方面，造成变压器局部过热，可能产生放电性故障。在运行过程中，为了判断铁心是否存在多点接地故障，可以通过测量铁心外接地线中的电流来判断。目前，采用统一的大口径钳形电流表，定期赶到现场进行人工测量。这样的测量方式有以下缺点:第一，需要人工现场测量，费力费时，当遇到故障时，会耽误一定的抢修时间。第二，测量过程中，安全距离小的变压器测量铁心电流不方便，而且同一测量点有时会出现几次测量数据不同的情况。第三，钳形电流表的不能适应铁心接地引下线的形状变化(目前接地引下线有扁铜排和圆形)，所以会造成数据不准确和不稳定。另外，现有的监测电流装置在实际使用中还面临着各种外部的干扰因素，而且安装维护也不方便。
【发明内容】
[0004]本发明检测变压器铁芯接地电流的方法公开了新的方案，采用穿心式电流互感器采集泄漏电流信号，采用设置在全封闭防电磁干扰壳体内的监测装置本体与壳体外电流互感器分离设置的方案，提高了测量数据的精度和准确性，采用无线通信接口传递数据，改善了现场检测带来的困难，解决了现有检测方法检测数据受环境因素干扰而不准确以及检测操作难度大的问题。
[0005]本发明检测变压器铁芯接地电流的方法包括步骤:⑴将设有封闭合金外壳的穿心式电流互感器固定套设在变压器铁心接地线上形成可接通检测信号状态;⑵采用双屏蔽电缆将步骤⑴中穿心式电流互感器检测到的电流信号传送给设在全封闭防电磁干扰壳体内的PCB板的信号采集与处理模块;⑶信号采集与处理模块将接收到的信号经过内部的信号转换电路、滤波电路和信号放大电路处理后传送给数模转换电路;⑷数模转换电路将接收到的信号进行数模转换后传送给微处理器单元;(5)微处理器单元将接收到的信号进行数字滤波与运算后得到变压器铁芯接地电流实时数值信号;(6)微处理器单元将得到的变压器铁芯接地电流实时数值信号传送给通信模块和/或显示接口模块;(7)通信模块将接收到的信号经过处理后传送给外部后台监控端，显示接口模块将接收到的信号经过处理后传送给设在步骤⑵中全封闭防电磁干扰壳体外部表面上的液晶显示屏和/或装置状态指示灯示出。
[0006]本发明检测变压器铁芯接地电流的方法采用穿心式电流互感器采集变压器铁芯接地线泄漏电流信号，采用全封闭抗干扰检测装置本体与电流互感器分体设计的方案，采用无线通信接口传递数据，具有检测数据准确可靠，测量操作简单方便的特点。
【附图说明】
[0007]图1是本发明方法电流数据采集加工存储显示流程示意图。
[0008]图2是本发明方法检测信息通信流程示意图。
【具体实施方式】
[0009]以下对本发明作进一步说明。
[0010]本发明检测变压器铁芯接地电流的方法包括步骤:
[0011]⑴将设有封闭合金外壳的穿心式电流互感器固定套设在变压器铁心接地线上形成可接通检测信号状态。本方案采用的穿心式泄漏电流传感器测量精度高，而且自身的抗干扰能力也很强。为了提高穿心式电流互感器本身的安全性能，本方案的穿心式电流互感器设在封闭的合金外壳内，屏蔽外部电磁干扰，穿心式电流互感器输出端设有过压保护器，保证输出端的稳态电压，穿心式电流互感器输出端通过双屏蔽电缆与监测装置本体电连接，抑制差模干扰。为了进一步提高测量数据的准确性，本方案还采取了以下措施，即①通过釆用金属屏蔽线，可靠实现有效接地;②提高传感器的输出电压和信噪比。
[0012]⑵采用双屏蔽电缆将步骤⑴中穿心式电流互感器检测到的电流信号传送给设在全封闭防电磁干扰壳体内的PCB板的信号采集与处理模块。本方案采用的全封闭防电磁干扰壳体，具有良好的防腐、防风、防尘和防电磁干扰的功能，能够给内部的电气设备提供良好的运行环境，避免其受到外部恶劣环境的影响。本方案采用的监测装置本体(PCB板)与电流互感器分体设计模型，这种设计方式有效改善了各电气设备独立运行的环境，同时使得监测装置本体可以根据现场情况灵活选取合适的安装位置。上述方案述及的安全防护方案提高了测量数据的精度和准确度，在实际应用中产生了良好的效果。
[0013]在现实环境中，变压器运行的电磁环境是十分恶劣的，铁芯接地电流信号很容易被淹没在强大的电磁干扰中，监测系统性能往往因此而达不到满足实用化的要求。电磁干扰可以通过各种线路入侵系统，也可以通过电磁场的形式直接从外部干扰系统。为此，需要提高抗干扰能力。同时为了承受电力系统频繁操作所带来的过电压冲击，装置还设计了可靠的浪涌保护电路，对电流信号采集测量电路和电源电路等接口进行了过电压保护电路的设计，有效的提高了监测装置抗浪涌的保护能力。具体如下。
[0014]①PCB设计部分
[0015]I)通过划分各自区域，让模拟电路和数字电路彼此分开。
[0016]2)留好地线结构空间，特别是接地线。
[0017]3)最短距离连线。
[0018]②电源、地线设计
[0019]I)地线设计:设置地线网格。
[0020 ] 2)电源设计:模拟电路、数字电路各自独立供电。
[0021]3)产品地线设计:在主线路板上数字电路、模拟电路和大功率开关电路都有独立的地线及地线引出端。
[0022]③布线设计
[0023]I)相邻层的信号线垂直布线以防止信号线间的千扰。
[0024]2)为减少地线阻抗，加宽电源线和地线。
[0025]3)为减少噪声阻抗，信号线尽量靠近地线。
[0026]4)地线尽量加粗，注意较细的地线。
[0027]④软件抗干扰
[0028]I)指令冗余法:在每段程序中插入几个空操作指令，保护后续指令能够完整被执行。
[0029]2)软件陷讲法:利用未使用的空单元去跳转指令填满，设立成为软件“陷讲”，强迫将抓取的程序指向某个特定的地址，从而使系统恢复正常运行。
[0030]3)软件“看门狗” (WATCHDOG)法:若系统受干扰而失控达到一定的时间后，产生溢出信号，使系统复位从而自动恢复正常运行。
[0031]4)绝对跳转法:使用绝对跳转指令，使各转移分支均能回到显示程序。
[0032]以上方案均可以通过配套的系统实现，其中涉及的电气设备、电路、模块以及电子元器件在没有特别提及的情况下都可以根据具体的实际需要选择本领域通用的方案，也可以根据需要