電力變壓器在整個電力系統(tǒng)中負(fù)責(zé)電能的傳送、電力的變換,占據(jù)著無可替代的作用。目前對變壓器鐵芯接地電流的監(jiān)測一直采用人工定期檢測的傳統(tǒng)方式,效率低且不利于整個電力系統(tǒng)安全性的進一步提高,所以提出一種新的監(jiān)測方式具有實際意義。本文目的是改變傳統(tǒng)鐵芯接地電流的監(jiān)測方式,秉持電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的理念,力求在不改變變壓器原有結(jié)構(gòu)的前提下,設(shè)計了基于STM32的變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)總共可以分為上位機、下位機兩個部分。下位機是選取STM32F103作核心控制芯片,通過電流互感器采集變壓器套管引出的接地線上的電流值,接著對電流值進行判斷,執(zhí)行檔位切換工作使信號大小能夠滿足采集轉(zhuǎn)換芯片的需求。當(dāng)系統(tǒng)確定電流已經(jīng)超出規(guī)定閾值,將啟動故障保護動作同時將故障值和對應(yīng)的故障時間存儲。通信模塊選擇了基于RS485的Modbus-RTU協(xié)議,協(xié)議帶有CRC校驗,使數(shù)據(jù)能夠得到可靠收發(fā)。整個下位機軟件代碼是結(jié)合uCos-II嵌入式實時操作系統(tǒng)來完成不同任務(wù)間的協(xié)調(diào)工作。上位機部分是人機交互的重要窗口,選擇了一款帶有數(shù)據(jù)庫的組態(tài)軟件,完成實時數(shù)據(jù)的接收顯示、歷史數(shù)據(jù)的記錄。本文對監(jiān)測系統(tǒng)做了全面... 

【文章來源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

變壓器監(jiān)測技術(shù)

第二章變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)概述6圖2.2鐵芯離地寄生電容狀態(tài)圖形成的懸浮電位大小并不是一個固定的值，它與部件間的距離、擺放位置及變壓器類型有關(guān)，當(dāng)電位差達到一定強度，超過絕緣電壓時，絕緣材料被擊穿、絕緣油分解，同時伴隨著變壓器局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。放電過程是這樣的：一直放電持續(xù)到到電位差消除，緊接著又開始放電，是一種循環(huán)式、間斷型的過程。長期累月的微電量釋放，不僅直接沖擊著絕緣層體，其產(chǎn)生的熱量也會加速絕緣層體的老化，會給變壓器的安全帶來巨大隱患。對變壓器鐵芯單點可靠接地是解決問題的最佳方法。因為當(dāng)鐵芯和大地進行連接，寄生電容將不起作用，視作短路，鐵芯電位為零，杜絕了這一部分所引起的放電影響。對于繞組和鐵芯及金屬器件間流過的電流，理論上三相繞組的對稱結(jié)構(gòu)可以很好的抵消對地電容電流，實際在變壓器運行中，電氣參數(shù)想要完全的不受其他因素影響，只因結(jié)構(gòu)對稱就能相等或消除是不存在的。流過的電流量也只是微量的，不會對固體絕緣產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，對這部分電流進行實時監(jiān)測，超出報警值就說明有故障發(fā)生。2.2.2變壓器鐵芯多點接地分析變壓器從出廠、運輸?shù)绞褂�，每個步驟中都有可能導(dǎo)致鐵芯多點接地。如變壓器質(zhì)量把控不過關(guān)，絕緣層預(yù)留空間不夠，導(dǎo)致鐵芯直接接觸到金屬外殼或金屬夾件發(fā)生接觸性短路；油箱內(nèi)部如果掉入異物，又沒有得到及時清理，導(dǎo)致硅鋼片發(fā)生局部性短路；長期惡劣潮濕的地面環(huán)境會降低鐵芯絕緣夾件、穿心絕緣筒的絕緣性能，導(dǎo)致鐵芯出現(xiàn)低阻性多點接地[16]；變壓器鐵芯的下夾件墊塊與下鐵軛間存在的絕緣紙板一旦脫離，墊

置只監(jiān)測鐵芯接地電流的方式進行改進，在對鐵芯接地電流監(jiān)測的過程中，也對夾件接地電流進行監(jiān)測。接地方式分為變壓器內(nèi)部接地和套管引出接地。內(nèi)部接地方式是利用一塊銅片同時連接變壓器鐵芯的上下兩扼，注意是同側(cè)的兩扼，將銅片接地來實現(xiàn)鐵芯接地，這種方式適用于套管沒被引出油箱的小容量等級變壓器。若是變壓器采用套管引出接地方式，這種方式更適合在線監(jiān)測接地電流。不需要改變變壓器本身的結(jié)構(gòu)，在電力變壓器本身的接地線上安裝監(jiān)測設(shè)備即可，為系統(tǒng)設(shè)計解決了監(jiān)測條件及安裝位置的問題。套管引出接地方式的監(jiān)測圖如圖2.3所示。圖2.3變壓器套管引出接地金屬夾件和鐵芯分別通過套管接地，當(dāng)因為金屬絲或焊渣等導(dǎo)電殘留物連通了夾件和鐵芯，變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短接和鐵芯多點接地情況時，從圖2.3中我們可以看到環(huán)流的繞行方向。由于此時接地線是被引出來的，通過監(jiān)測裝置顯示屏可以看到當(dāng)前電流的變化情況，且鐵芯和夾件兩處監(jiān)測到的電流應(yīng)該一樣大。如果僅是因為變壓器發(fā)生鐵芯多點接地，并沒有與夾件發(fā)生連通關(guān)系，夾件將不再成為回路的一部分，則只能在鐵芯監(jiān)測設(shè)備處監(jiān)測到電流增大的情況。這種雙設(shè)備監(jiān)測模式可以幫助工作人員粗略判斷變壓器內(nèi)部的哪個部分發(fā)生了多點接地故障。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于振蕩波的變壓器繞組故障診斷方法研究[J]. 吳振宇,周利軍,周祥宇,林桐,郭蕾,劉紅文,江俊飛.  中國電機工程學(xué)報. 2020(01)
[2]變壓器鐵芯多點接地故障判斷及處理方法[J]. 胡瑞.  礦業(yè)裝備. 2018(04)
[3]變壓器鐵芯多點接地故障分析及處理過程[J]. 徐斌,李鵬.  中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2018(01)
[4]A Flash-ADC data acquisition system developed for a drift chamber array and a digital filter algorithm for signal processing[J]. 易晗,呂黎明,張釗,程文靜,季偉,黃彥,張嫣,李紅潔,崔銀平,林明,王軼杰,段利敏,胡榮江,肖志剛.  Chinese Physics C. 2016(11)
[5]變壓器鐵芯接地基本分析[J]. 梁斌,張凡,趙會冰,宋曉龍,雷思琦.  低碳世界. 2016(19)
[6]基于LabVIEW和RS-485總線的鍋爐測控系統(tǒng)設(shè)計[J]. 漆鵬杰,劉秀波,仲兆準(zhǔn).  新技術(shù)新工藝. 2015(10)
[7]變壓器鐵芯接地電流異常的檢查與處理[J]. 洪亮,徐康健.  電工電氣. 2015(02)
[8]一種模擬濾波電路數(shù)字化方法[J]. 何亞杰.  電子科技. 2014(03)
[9]基于MATLAB的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計及DSP實現(xiàn)[J]. 郭平.  機電信息. 2013(36)
[10]中國發(fā)電設(shè)備工業(yè)發(fā)展近況及展望[J]. 呂坤,戴慶忠.  東方電機. 2013(06)

博士論文
[1]電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的若干問題研究[D]. 余臻.廈門大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的窖池固態(tài)發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 殷李敏.安徽大學(xué) 2019
[2]電力變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 胡文保.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于STM32自供電繼電保護裝置設(shè)計[D]. 李金生.安徽大學(xué) 2018
[4]35kV線路微機綜合保護裝置設(shè)計與開發(fā)[D]. 崔炎坤.安徽大學(xué) 2018
[5]便攜式電力變壓器振動監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 吳迪.浙江大學(xué) 2017
[6]110kV變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 李偉.華北電力大學(xué) 2016
[7]基于Modbus TCP/IP協(xié)議的iOS移動監(jiān)測平臺的研究與實現(xiàn)[D]. 吳萍.東華大學(xué) 2016
[8]變壓器色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)在鄂爾多斯電網(wǎng)應(yīng)用研究[D]. 盧曉龍.華北電力大學(xué) 2015
[9]基于CMX469A嵌入式MODEM的PCB設(shè)計及其EMC分析[D]. 胡亞洲.南京郵電大學(xué) 2013
[10]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力變壓器內(nèi)部故障診斷方法研究[D]. 殷震.天津大學(xué) 2007



本文編號：3437135