变压器铁芯接地电流在线监测

一、背景和意义
电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，常被视为电网的“心脏”，它
的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。电力变压器
正常运行时，铁芯必须有一点可靠接地，否则铁芯对地会产生悬浮电压或铁芯多
点接地而产生发热故障，严重威胁变压器及电网的安全。
在大型高压电气设备电力变压器中，由于铁芯接地故障及其它异常情况，
绝缘油中会产生多种气体。电力部门惯用的检测手段是检测溶解在绝缘油中的故
障气体，以及对设备的绝缘油采样后进行气体色谱分析和用钳形电流表测变压器
铁芯外引接地套管的接地下引线的电流，以便尽快地发现潜伏性故障，是保证大
型电力变压器安全运行和正常维护的主要手段。然而，在检测铁芯多点接地现象
时，区分微弱的接地故障电流与强电磁环境干扰等有一定的难度，因此，这种方
法步骤多、操作复杂，且不能在线分析，检测的精度和时效性都存在问题。
LH-2000 型变压器铁芯接地电流在线监测系统能够有效地解决这些问题，
并可对电气设备状态进行在线检修、评估、预警和风险分析，从而达到防患于未
然的目的。
二、系统简介
LH-2000 型变压器铁芯接地电流在线监测系统由泄漏电流传感器、数据采
集装置、就地显示仪表和系统服务器组成，通过夹装在铁芯接地线上等处的泄漏
电流传感器精确的采集接地电流，由数据采集装置实现弱电流的信号放大及传
送，并采用先进数字信号处理、分析和计算，实现铁芯接地电流实时监测，接地
故障自动录波、分析判断、故障报警、趋势预测等功能。
本系统不仅能够实时的监测变电站电气设备泄漏电流的变化，而且当泄漏电
流超过了设定的报警值，会以声音和图形方式发出报警。同时相关数据和报警信
息也会上传到集控中心的服务器上，通过电力局域网可以把远在几十公里或几百
公里的变电站现场设备拉近到办公室服务器，并通过组态软件的网上发布功能把
信息发布到局域网，从而可以使电力系统相关负责人在办公室就可以查看变电站
现场设备的运行情况。
三、系统结构
服务器客户端
以太网
串口联网服务器串口联网服务器串口联网服务器
可支持Modbus/TCP 可支持TCP/IP、UDP
RS485 RS485 RS485

系统由泄漏电流传感器、数据采集装置、就地显示仪表、串口联网服务器、
路由器和系统服务器组成：
- 串口联网服务器提供TCP/UDP socket 工作模式，包括服务端和客户端,
支持状态监测和Web 发布。
- 每台串口联网服务器有4 个RS-485 口，可以使每台串口设备单独占用
一个串口，以减少不同串口设备并起来的干扰。
- 数据采集装置可采集变压器或者电抗器的铁芯泄漏电流并通过串口与
联网服务器相连。
- 就地显示仪表可以实时显示铁芯和夹件的接地电流值，还可控制其电
源，同时当电流值越限时发出声音报警。
五、系统功能
1、接地电流实时监测
支持本地和远程监测并显示各电气设备铁芯和夹件接地电流值。
2、接地电流越限报警
可设置各电气设备铁芯的接地电流报警门限值，当越限时本地显示仪表可发
出声音报警,监控中心服务器监控软件能以声音和图形方式报警。
3、历史信息查询
可以显示历史报警信息，包括报警日期、报警时间、报警组名、报警类型等，
并以红色字体突出显示。
4、数据输出和报表打印
支持接地电流实时数据、历史数据和告警信息的报表打印。
六、技术特点
1、泄漏电流传感器采用夹紧铜牌的固定方式不破坏原系统任何结构，金属
模具的采用大大减少了外部磁场对泄漏电流采集精度的影响。
2、泄漏电流传感器采用有源零磁通设计原理，不仅能够满足mA 级电流信
号的采集，而且具有很强的抗干扰能力。
3、数据采集装置的模拟量输入芯片采用16 位高精度分辨率，采样速率达
10HZ，隔离电压3000VDC。
4、软件设计采用方便灵活的模块化分层设计，确保了系统的安全性、稳定
性、兼容性和扩展性。
5、系统通信方式和组网方式灵活，可适应不同企业的需求，并最大程度的
降低了建设成本。