配電變壓器大電流接地監(jiān)測(cè)裝置的研制

蘆 浩 李天福 梁 標(biāo) 李超然

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)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(cè)中性點(diǎn)大電流接地，而配電線路變壓器中性點(diǎn)接地線則未裝設(shè)在線監(jiān)測(cè)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(tái)將無(wú)法第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到電流大小信息，只能靠用戶報(bào)障獲取，十分被動(dòng)，易造成人身風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，使電網(wǎng)遭受到破壞。

針對(duì)這一問(wèn)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(cè)裝置，在發(fā)生故障時(shí)，該裝置能第一時(shí)間監(jiān)測(cè)采集接地電流信息，并自動(dòng)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(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，更重要的是，可以降低社會(huì)人員觸電風(fēng)險(xiǎn)。配電變壓器大電流接地在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用GPRS通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，讓運(yùn)維人員不必到現(xiàn)場(chǎng)即可查看各低壓臺(tái)區(qū)配變接地引下線的接地電流；其具有的報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢等功能，能加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理，保障設(shè)備與人身安全。

1 項(xiàng)目研究與實(shí)施

1.1 項(xiàng)目技術(shù)方案

為了監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)，針對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的接地電流數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、采集、處理和數(shù)據(jù)分析，在線監(jiān)測(cè)配電變壓器的大電流接地情況；設(shè)定適當(dāng)大小的電流閾值，一旦接地引下線電流超過(guò)閾值，現(xiàn)場(chǎng)蜂鳴器就會(huì)啟動(dòng)，后臺(tái)發(fā)出警報(bào)，提醒配電運(yùn)維人員，使其采取有效措施進(jìn)行處理，以降低人身觸電風(fēng)險(xiǎn)及設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)；該系統(tǒng)還能繪制配電變壓器接地電流變化曲線。

1.2 項(xiàng)目實(shí)施方案

該項(xiàng)目主要是在配電變壓器接地引下線處裝設(shè)一組由開(kāi)口式穿心電流互感器、繼電器和信號(hào)傳輸裝置組成的監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)變壓器接地電流大于設(shè)定值時(shí)，繼電器觸發(fā)信號(hào)傳輸裝置，將信號(hào)傳輸至變壓器計(jì)量終端，通過(guò)終端傳輸信號(hào)至計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，由計(jì)量自動(dòng)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(kāi)口式穿心電流互感器：電流傳感器從被監(jiān)測(cè)設(shè)備的接地引下線直接得到被監(jiān)測(cè)對(duì)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(jìn)行處理、分析和儲(chǔ)存。

（3）單片機(jī)：對(duì)接收模塊采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，方便信號(hào)傳輸。

圖1 配電變壓器大電流接地監(jiān)測(cè)裝置

（4）GPRS模塊：GPRS通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接。通過(guò)GPRS模塊，信號(hào)最后傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心。GSM報(bào)警主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)3組短信報(bào)警和7組電話報(bào)警，及時(shí)通知運(yùn)維人員迅速采取響應(yīng)措施。

（5）后臺(tái)監(jiān)控中心：對(duì)配電變壓器接地引下線電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)鐵芯接地電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)裝置開(kāi)啟蜂鳴器報(bào)警，后臺(tái)顯示報(bào)警信息，提示運(yùn)維人員。可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢。現(xiàn)場(chǎng)裝置存儲(chǔ)一年的接地電流數(shù)據(jù)；后臺(tái)系統(tǒng)不但可以存儲(chǔ)、查詢不同時(shí)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(shì)。

2 項(xiàng)目應(yīng)用情況

為了檢驗(yàn)配電變壓器大電流接地監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)用性，項(xiàng)目組將監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接地電流。在監(jiān)測(cè)電流超標(biāo)時(shí)，立即鳴笛報(bào)警，發(fā)送報(bào)警短信描述報(bào)警原因，并且輪流撥打預(yù)設(shè)的報(bào)警電話號(hào)碼，接警人員可以通過(guò)來(lái)電號(hào)碼、報(bào)警錄音和短信內(nèi)容判斷報(bào)警的位置和原因；在監(jiān)測(cè)到電網(wǎng)斷電和來(lái)電時(shí)，GSM主機(jī)均會(huì)發(fā)短信打電話告知，在出現(xiàn)警情時(shí)仍能發(fā)短信和打電話報(bào)警。其中，GSM電流報(bào)警器監(jiān)測(cè)電流的范圍為100 mA～200 A，通過(guò)設(shè)定電流閾值，當(dāng)配電變壓器中性線接地電流超過(guò)閾值時(shí)，GSM電流報(bào)警器可以實(shí)現(xiàn)3組短信報(bào)警和7組電話報(bào)警。主機(jī)報(bào)警后，自動(dòng)依次撥打所有預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼。當(dāng)提機(jī)接聽(tīng)時(shí)，播放報(bào)警錄音，讓用戶獲得報(bào)警信息。電話接聽(tīng)后，只聽(tīng)報(bào)警語(yǔ)音、不進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控時(shí)可直接掛機(jī)，主機(jī)繼續(xù)撥打后面的電話號(hào)碼；如無(wú)人接聽(tīng)，主機(jī)會(huì)循環(huán)撥打所有電話，三遍后自動(dòng)掛機(jī)；如果接聽(tīng)，則可通過(guò)電話的鍵盤對(duì)報(bào)警主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過(guò)輸入[0]～[9]鍵，分別實(shí)現(xiàn)關(guān)繼電器、布防、撤防、打開(kāi)監(jiān)聽(tīng)、關(guān)閉監(jiān)聽(tīng)、打開(kāi)喊話、關(guān)閉喊話、鳴警笛、關(guān)閉警笛、開(kāi)繼電器等功能。

在配電變壓器大電流監(jiān)測(cè)裝置投入使用的一段時(shí)間中，恩平地區(qū)發(fā)生過(guò)3起監(jiān)測(cè)裝置報(bào)警事件，運(yùn)維人員都收到報(bào)警電話，電流監(jiān)測(cè)裝置未出現(xiàn)誤動(dòng)。經(jīng)過(guò)運(yùn)維人員查詢后臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)報(bào)警電流小于0.5 A時(shí)都是由于三相負(fù)荷不平衡造成的；報(bào)警電流大于5 A時(shí)，出現(xiàn)過(guò)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(diǎn)接地電流達(dá)到38.5 A，搶修人員根據(jù)報(bào)警情況，查找變壓器中性點(diǎn)接地電流異常原因，并及時(shí)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(guò)配電變壓器大電流接地監(jiān)測(cè)裝置，可以實(shí)現(xiàn)電流報(bào)警功能，及時(shí)通知運(yùn)維人員故障信息，同時(shí)后臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)電流進(jìn)行繪圖分析，為工作人員故障處理提供有效信息。

3 結(jié)語(yǔ)

配電變壓器大電流監(jiān)測(cè)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電變壓器中性線電流情況，當(dāng)超過(guò)電流設(shè)置閾值時(shí)，GSM報(bào)警主機(jī)可以將故障電流大小及時(shí)傳遞到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)以及運(yùn)維人員手機(jī)中。運(yùn)維人員可以根據(jù)報(bào)警信息的嚴(yán)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(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以繪制電流趨勢(shì)變化圖，運(yùn)維人員可以通過(guò)變化圖分析臺(tái)區(qū)運(yùn)行情況，制定相應(yīng)的對(duì)策，提高了配網(wǎng)管理的工作效率，為配網(wǎng)工作帶來(lái)了極大的方便。［參考文獻(xiàn)］

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