配電變壓器大電流接地監(jiān)測裝置的研制

蘆 浩 李天福 梁 標 李超然

（廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

目前，變電站內(nèi)主變已全面裝設(shè)隔直裝置以監(jiān)測中性點大電流接地，而配電線路變壓器中性點接地線則未裝設(shè)在線監(jiān)測裝置，一旦其發(fā)生大電流接地，如低壓線路絕緣破損、變壓器匝間短路等，后臺將無法第一時間監(jiān)測到電流大小信息，只能靠用戶報障獲取，十分被動，易造成人身風險和設(shè)備風險，使電網(wǎng)遭受到破壞。

針對這一問題，恩平供電局提出：研制一款配電變壓器大電流接地監(jiān)測裝置，在發(fā)生故障時，該裝置能第一時間監(jiān)測采集接地電流信息，并自動發(fā)送短信給供電所的指定人員。此舉可將大電流接地隱患的處理由被動變?yōu)橹鲃樱岣咴O(shè)備運行的安全性，更重要的是，可以降低社會人員觸電風險。配電變壓器大電流接地在線監(jiān)測系統(tǒng)利用GPRS通信模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸，讓運維人員不必到現(xiàn)場即可查看各低壓臺區(qū)配變接地引下線的接地電流；其具有的報警、數(shù)據(jù)存儲和查詢等功能，能加強對設(shè)備的管理，保障設(shè)備與人身安全。

1 項目研究與實施

1.1 項目技術(shù)方案

為了監(jiān)測配電變壓器中性線接地電流，本文提出以下方案：研制配電變壓器大電流接地在線監(jiān)測系統(tǒng)，針對各監(jiān)測點的接地電流數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)測、采集、處理和數(shù)據(jù)分析，在線監(jiān)測配電變壓器的大電流接地情況；設(shè)定適當大小的電流閾值，一旦接地引下線電流超過閾值，現(xiàn)場蜂鳴器就會啟動，后臺發(fā)出警報，提醒配電運維人員，使其采取有效措施進行處理，以降低人身觸電風險及設(shè)備風險；該系統(tǒng)還能繪制配電變壓器接地電流變化曲線。

1.2 項目實施方案

該項目主要是在配電變壓器接地引下線處裝設(shè)一組由開口式穿心電流互感器、繼電器和信號傳輸裝置組成的監(jiān)測裝置。當變壓器接地電流大于設(shè)定值時，繼電器觸發(fā)信號傳輸裝置，將信號傳輸至變壓器計量終端，通過終端傳輸信號至計量自動化系統(tǒng)，由計量自動化系統(tǒng)發(fā)送短信給供電所相關(guān)生產(chǎn)人員，如圖1所示。

（1）開口式穿心電流互感器：電流傳感器從被監(jiān)測設(shè)備的接地引下線直接得到被監(jiān)測對象的電流幅值信息。

（2）電流數(shù)據(jù)接收模塊：電流互感器采集電流信息后上傳至電流接收模塊，由電流模塊進行處理、分析和儲存。

（3）單片機：對接收模塊采集到的數(shù)據(jù)進行采樣，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，方便信號傳輸。

圖1 配電變壓器大電流接地監(jiān)測裝置

（4）GPRS模塊：GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通過GPRS模塊，信號最后傳輸至后臺監(jiān)控中心。GSM報警主機可以實現(xiàn)3組短信報警和7組電話報警，及時通知運維人員迅速采取響應(yīng)措施。

（5）后臺監(jiān)控中心：對配電變壓器接地引下線電流進行在線監(jiān)測，當鐵芯接地電流超過設(shè)定值時，現(xiàn)場裝置開啟蜂鳴器報警，后臺顯示報警信息，提示運維人員。可對數(shù)據(jù)進行存儲、查詢。現(xiàn)場裝置存儲一年的接地電流數(shù)據(jù)；后臺系統(tǒng)不但可以存儲、查詢不同時刻的接地電流數(shù)值，還可以繪制圖表，更加直觀地顯示接地電流的變化趨勢。

2 項目應(yīng)用情況

為了檢驗配電變壓器大電流接地監(jiān)測裝置的實用性，項目組將監(jiān)測裝置裝設(shè)在某10 kV線路630 kVA配電變壓器中性線接地端，實時監(jiān)測接地電流。在監(jiān)測電流超標時，立即鳴笛報警，發(fā)送報警短信描述報警原因，并且輪流撥打預(yù)設(shè)的報警電話號碼，接警人員可以通過來電號碼、報警錄音和短信內(nèi)容判斷報警的位置和原因；在監(jiān)測到電網(wǎng)斷電和來電時，GSM主機均會發(fā)短信打電話告知，在出現(xiàn)警情時仍能發(fā)短信和打電話報警。其中，GSM電流報警器監(jiān)測電流的范圍為100 mA～200 A，通過設(shè)定電流閾值，當配電變壓器中性線接地電流超過閾值時，GSM電流報警器可以實現(xiàn)3組短信報警和7組電話報警。主機報警后，自動依次撥打所有預(yù)設(shè)的電話號碼。當提機接聽時，播放報警錄音，讓用戶獲得報警信息。電話接聽后，只聽報警語音、不進行遠程遙控時可直接掛機，主機繼續(xù)撥打后面的電話號碼；如無人接聽，主機會循環(huán)撥打所有電話，三遍后自動掛機；如果接聽，則可通過電話的鍵盤對報警主機進行遠程控制，通過輸入[0]～[9]鍵，分別實現(xiàn)關(guān)繼電器、布防、撤防、打開監(jiān)聽、關(guān)閉監(jiān)聽、打開喊話、關(guān)閉喊話、鳴警笛、關(guān)閉警笛、開繼電器等功能。

在配電變壓器大電流監(jiān)測裝置投入使用的一段時間中，恩平地區(qū)發(fā)生過3起監(jiān)測裝置報警事件，運維人員都收到報警電話，電流監(jiān)測裝置未出現(xiàn)誤動。經(jīng)過運維人員查詢后臺監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)報警電流小于0.5 A時都是由于三相負荷不平衡造成的；報警電流大于5 A時，出現(xiàn)過由于低壓出線絕緣破損造成的接地。其中一起事件變壓器中性點接地電流達到38.5 A，搶修人員根據(jù)報警情況，查找變壓器中性點接地電流異常原因，并及時處理了故障，避免了該變壓器周圍水田插秧人員人身觸電事件的發(fā)生。

通過配電變壓器大電流接地監(jiān)測裝置，可以實現(xiàn)電流報警功能，及時通知運維人員故障信息，同時后臺監(jiān)測系統(tǒng)可對電流進行繪圖分析，為工作人員故障處理提供有效信息。

3 結(jié)語

配電變壓器大電流監(jiān)測裝置可以實時監(jiān)測配電變壓器中性線電流情況，當超過電流設(shè)置閾值時，GSM報警主機可以將故障電流大小及時傳遞到后臺監(jiān)控系統(tǒng)以及運維人員手機中。運維人員可以根據(jù)報警信息的嚴重程度采取相應(yīng)措施，保障設(shè)備和人員安全，防止人身觸電事故發(fā)生。另外，后臺監(jiān)測系統(tǒng)可以繪制電流趨勢變化圖，運維人員可以通過變化圖分析臺區(qū)運行情況，制定相應(yīng)的對策，提高了配網(wǎng)管理的工作效率，為配網(wǎng)工作帶來了極大的方便。［參考文獻］

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