摘要：本文介绍了一种实时在线监测变压器铁芯接地电流的监测系统，该系统通过合理设计程控放大器，提高了测量铁芯接地电流的范围和精度。利用数字滤波器提取接地电流的工频信号，滤掉变压器周围环境带来的干扰信号，能够准确识别变压器铁芯接地状况。系统所采集的数据经过处理后再传给系统的服务器。服务器上相应程序对数据进行处理后利用服务器终端帮助电力企业实现对变压器，电抗器铁芯的绝缘状态及运行状况进行全面、直观和实时的监控。初步测试表明：该系统测量具有范围广、灵敏度高、抗干扰等特点，为判断变压器工作状况提供依据。

Abstract: This paper introduces a real-time and online monitoring system of the transformer core grounding current, with reasonable design of program-controlled amplifier, improving the range and precision of the measurement of core grounding current. Using digital filter to extract power frequency signal of the grounding current and filter out interference signal caused by the environment around the transformer，can accurately identify the transformer core grounding status. The collection data of system is processed and then sent to the system server. The power enterprises can get comprehensive, intuitive and real-time monitoring of the condition and operation status of transformer with the server terminal. This system has a wide range of measurement, high sensitivity, anti-interference and so on, and provides the working conditions of the transformer.

1. 引言

变电站电力变压器是电力系统中比较关键的设备之一，常被视为电网的“心脏”，它的正常运行是电力系统安全、稳定、可靠、经济运行的重要保证。变压器和电抗器的铁芯以及夹件在绕组的电场作用下，会形成电荷积累从而形成不同的电位差也就是铁芯对地的悬浮电压，当悬浮电压达到定程度时就台放电。为消除这放电现象，必须将铁芯和夹件可靠接地，使其在变压器运行中始终保持接地电位。如果变压器铁芯出现多点接地，将会在铁芯内形成短接回路，短接回路所包括面积中的磁通或漏磁通将会在回路内产生很大的环流，而且接点越多，短接回路越多，环流越大，同样会严重危及变压器的安全运行。因此电力变压器正常运行时，必须保证铁芯有且只有一点可靠接地。

在大型高压电气设备电力变压器中，对于铁芯接地故障，电力部门惯用的检测方法是用钳形电流表测量变压器铁芯接地下引线的电流。这样不仅测量误差大还浪费了大量的人力物力，而且对一些电压等级低的电站不能完全检测，为变电站电气设备的运行留下了安全隐患。尽快地发现潜伏性故障，是保证大型电力变压器安全运行的主要手段。然而，现今检测铁芯多点接地现象的方法步骤多、操作复杂，在强电磁环境干扰下区分微弱的接地故障电流有定的难度，且不能在线分析，检测的精度和时效性都存在缺陷。

变压器故障有多方面的原因，并且变压器的故障类型也有多种。有关资料表明，因铁芯问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位，而铁芯问题主要是铁芯多点接地故障。电力变压器在正常运行时，铁芯必须仅有一点可靠接地,如果铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地从而形成闭合回路, 就会有环流,即造成了铁芯多点接地故障。变压器的铁芯多点接地后，一方面造成铁芯局部短路过热，严重时使得铁芯局部烧损，造成重大故障，需要更换铁芯硅钢片；另一方面由于铁芯的正常接地线产生环流，引起变压器局部过热，也可能产生放电性故障，严重影响变压器正常运行。因此本文针对实际技术问题，在不改变变压器本体结构情况下，利用单匝穿心式微电流传感器、信号调理、MCU采集控制实时监测变压器铁芯接地电流。

铁芯接地电流在线监测系统通过高精度接地泄漏电流传感器采集变压器及电抗器的铁芯及固定件的泄漏电流，通过泄漏电流变化情况分析，判断当前变压器或电抗器的运行状态，并且可以进一步结合已有的变压器油色谱分析数据判断变压器泄漏电流变化的原因，从而实现对变压器、电抗器铁芯进行全面、直观、实时监测和状态检修。

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