變壓器鐵芯接地在線監測及限流裝置的應用

張新杰

（黑龍江省鶴崗誠基水電熱力有限責任公司，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日進行預防性試驗時，發現鐵芯接地絕緣電阻為0MΩ。回顧從發現鐵芯接地到放油后打開6kV 側觀察孔檢查接地點以及用過油機沖洗的全過程，當時的情況是放出一部分油后，鐵芯對地絕緣電阻恢復正常值，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的，導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。 當變壓器運行時，在油循環作用下，懸浮物有時似接非接，有時又斷開，從而導致鐵芯對地絕緣電阻值不穩定。 根據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險。 因此，采用新技術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防性試驗，達不到實時監測，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程標準或預防性試驗不合格，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，很難測出標準要求的0.1A 的電流。

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

3 變壓器鐵芯接地在線監測及限流裝置的應用

變壓器的鐵芯正常運行中只允許有一點可靠接地，不允許出現多點接地。但變壓器在生產及運行過程中，在變壓器油中會有懸浮金屬雜質等，當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，特別是供電系統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現多點接地，威脅系統的安全運行。 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救措施以等待進一步的處理具有十分重要的現實意義。

運行經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，其數值可達幾十安培。根據規程規定，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幾十安培， 但相關理論分析表明當變壓器鐵芯出現多點接地時， 其接地回路中感應出的電動勢一般在150V 以內。因此，當系統檢測到鐵芯接地電流超標后，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，這就是變壓器鐵芯接地在線監測及限流裝置的設計原理。 之后我們等待合適的機會，如變壓器停運或大修時，進行油流沖洗，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測及限流裝置已經在電力系統中得到了一定的應用，而且其產生的作用也很明顯。 變壓器鐵芯在線監測及限流裝置能夠在線監測變壓器鐵芯接地電流的變化，實時顯示監測的電流數據和波形，當接地電流超過規定值時，能實現限流電阻的自動投切、歷史數據的自動記錄、報警功能，結合主機軟件實現較強的分析功能。 在監控模式下可將監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，并實現遠程監控。 裝置可現場獨立運行，也可通過通信接口實現遠程監測或通過短信方式將報警數據發至運行人員手機中， 并可實現無線通信及計算機局域網絡報警監控。 如果在興安變2# 主變壓器安裝該裝置，就能實現實時監測。 當該變壓器發生接地故障時，接地電流超標，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程規定范圍之內，并給出報警信號，通知現場人員采取進一步措施。 這樣就能保證在變壓器鐵芯發生接地故障時也能讓變壓器繼續安全運行，保證正常供電。 再有如果監測到接地電流低于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 結語

興安變電所是目前礦區電力系統中供電能力最大的一座110kV 變電所，擔負著興安礦、峻德礦、富力礦、地方煤礦及周邊地區的供電任務，一級負荷約占80%，它的重要程度可想而知。若2# 主變發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。 變壓器鐵芯接地在線監測及限流裝置的應用解決了變壓器鐵芯接地故障帶來的安全隱患， 因此該裝置的應用是目前最有效的方法。