【文章內(nèi)容簡介】 變壓器鐵心接地電流僅有12mA左右。然而在現(xiàn)場檢測過程中，受到周圍空間電磁場的影響，使用普通鉗形電流表檢測到的鐵心接地電流往往在幾十到幾千毫安之間，如表1所示，干擾電流遠(yuǎn)大于真實(shí)的鐵心接地電流，無法為鐵心的運(yùn)行情況提供判斷依據(jù)。表1 普通鉗形電流表測得鐵心接地電流值變壓器B站1號主變L站1號主變S站1號主變S站2號主變X站4號主變鐵心接地電流測試值（普通鉗形電流表）/mA564323312396其中L站1號主變和X站4號主變超標(biāo)，停電后試驗(yàn)證明鐵心絕緣良好，沒有發(fā)生多點(diǎn)接地等現(xiàn)象，造成了不必要的停電。b) 專用鐵心接地電流檢測儀目前部分生產(chǎn)廠家針對變壓器鐵心接地電流研制了專用鐵心接地電流檢測儀，其檢測基本原理與普通鉗形電流表相同，但具有更高級的功能，例如可對接地電流的波形顯示和存儲(chǔ)，可將波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，對離散的采樣值進(jìn)行傅氏變換，得出電流的基波幅值，再進(jìn)行各種分析和處理。然而采用傅氏變換的方法并不能完全去除非整次諧波分量，尤其是對于低頻分量的抑制作用很差，無法通過數(shù)值處理濾除干擾。因此，專用鐵心接地電流檢測儀的研究重點(diǎn)僅放在了濾波功能的開發(fā)，在實(shí)現(xiàn)測量中的抗干擾功能并不理想。c) 變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測及限流裝置目前系統(tǒng)內(nèi)已有少數(shù)變壓器安裝了鐵心接地電流在線監(jiān)測及限流裝置，該裝置通過在鐵心接地串入檢測電阻實(shí)時(shí)地、準(zhǔn)確地監(jiān)測鐵心接地電流能及時(shí)發(fā)現(xiàn)多點(diǎn)接地故障并報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)投切合適的限流電阻，避免事故的進(jìn)一步惡化。由于此類裝置的成本較高，因此目前的覆蓋范圍仍非常有限。圖7變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測及限流裝置示意圖d) 鉗形電流表差值法測量由于空間磁場的隨機(jī)性給接地線電流的測量帶來了很大的干擾，在現(xiàn)場測量過程中又很難具備屏蔽空間磁場的條件，對接地電流的測量缺乏準(zhǔn)確性，有的運(yùn)行單位通過進(jìn)行兩次測量的方法，第一次將鉗形電流表緊靠被測接地引下線邊緣，但并不鉗住接地線，讀取一個(gè)電流數(shù)據(jù)，該讀數(shù)為漏磁場產(chǎn)生的干擾電流。第二次在同一位置用鉗形電流表鉗住接地引下線，讀取第二個(gè)電流數(shù)據(jù)，該讀數(shù)為鐵心接地電流和漏磁通干擾電流之和，取兩次讀數(shù)之差為實(shí)際鐵心接地電流。但是這種方法同樣不夠準(zhǔn)確，因?yàn)槁┐艌霰旧硎欠蔷鶆驁?，兩次測量的電流相位并不相同，不能僅取數(shù)值差作為鐵心實(shí)際接地電流值。綜合考慮上述幾種現(xiàn)行鐵心電流檢測方法，都可以滿足對變壓器鐵心接地電流的檢測，但是測量原理、精確程度以及使用要求各有側(cè)重，因此在選擇合適的測試設(shè)備時(shí)應(yīng)加以考慮。于此同時(shí)，由于變壓器周圍存在較強(qiáng)的電磁場，對變壓器鐵心接地電流檢測儀器的抗干擾性能提出了一定的要求，抗干擾性能已經(jīng)成了鐵心接地電流檢測設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中，對電力變壓器要求規(guī)定：“”。一般單相大型電力變壓器正常運(yùn)行情況下鐵心接地電流通常為幾十毫安，三相變壓器由于三相電壓相位基本對稱，三相電流疊加后基本為零，考慮到其實(shí)際運(yùn)行中的不完全對稱性，正常運(yùn)行的三相變壓器鐵心接地電流僅有12mA左右。然而在現(xiàn)場檢測過程中，受到周圍空間電磁場的影響，使用普通鉗形電流表檢測到的鐵心接地電流往往在幾十到幾千毫安之間。當(dāng)變壓器的繞組帶電后，繞組中就會(huì)有電流流過，在鐵心中會(huì)產(chǎn)生磁通。鐵心中由于勵(lì)磁電壓所產(chǎn)生的磁通稱為主磁通，通過整個(gè)鐵心與高壓、中壓和低壓繞組相交鏈，其大小取決于勵(lì)磁電壓的數(shù)值。當(dāng)變壓器繞組中流過負(fù)載電流時(shí)，除了通過鐵心與與高壓、中壓和低壓繞組相交鏈的主磁通外，還有一個(gè)少量的僅與一個(gè)繞組交鏈，并且主要通過空氣或絕緣油閉合的漏磁通，它的大小取決于負(fù)載電流的大小。漏磁場的分布如圖4所示。圖8 變壓器漏磁場分布示意圖漏磁通與主磁通的區(qū)別：首先鐵心的材料硅鋼片有飽和現(xiàn)象，主磁路的磁阻通常不是常數(shù)，所建立主磁通的電流和主磁通之間是非線性關(guān)系。而漏磁通的大部分磁路都是非鐵磁性材料，所以漏磁路的磁阻是常數(shù)，產(chǎn)生漏磁通的電流和漏磁通是線性關(guān)系，其次主磁通在一、二次繞組中都會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢，二次繞組接負(fù)載時(shí)就會(huì)輸出功率，而漏磁通僅在一次繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢，不能傳遞能量，但是會(huì)引起變壓器箱體等部位的渦流損耗、機(jī)械力效應(yīng)等。通常在工程設(shè)計(jì)上，主磁通和漏磁通具有下列關(guān)系：式中，為變壓器的阻抗電壓，通常為10%~20%，為漏磁通，為主磁通。圖4中，變壓器內(nèi)部的漏磁通很難做到完全屏蔽，特別是在變壓器油箱未做磁屏蔽或者磁屏蔽不合理的情況下，變壓器內(nèi)部的漏磁通可能會(huì)通過箱體法蘭等氣隙處發(fā)散到箱體外部，由于氣隙處的磁阻很大，可能承受90%以上的磁場壓降，因此發(fā)散至變壓器箱體的磁場數(shù)值仍然是較為可觀的，足以對鐵心引下線處的磁場帶來較大畸變，造成了鐵心接地電流的測量不準(zhǔn)確，這也正是給鐵心接地電流測量帶來誤差的最主要的原因。變壓器鐵心接地電流的檢測過程容易受到漏磁場的干擾，因此必須選擇具有較強(qiáng)抗干擾性能的裝置進(jìn)行檢測，使用普通鉗形電流表和具有抗干擾性能的鐵心接地電流檢測裝置對大型變壓器的鐵心接地電流進(jìn)行了測試，其中典型的測試結(jié)果如下所示。某變電站1號主變測試位置鐵心夾件普通鉗表mA抗干擾檢測裝置mA普通鉗表mA抗干擾檢測裝置mA箱體法蘭氣隙上600mm處9070箱體法蘭氣隙上400mm處10090箱體法蘭氣隙上200mm處300160箱體法蘭氣隙處432220箱體法蘭氣隙下200mm處300200可以看出，抗干擾性能是變壓器鐵心接地電流檢測裝置的一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)指標(biāo)。四、 典型測試案例分析2012年4月，國網(wǎng)公司某110kV變電站進(jìn)行主變鐵心接地電流測試時(shí)，發(fā)現(xiàn)主變運(yùn)行鐵心接地電流超過1A，超出標(biāo)準(zhǔn)值100mA,該主變型號為SZ9D31500/110，投運(yùn)于1997年6月。2012年4月，對該變壓器鐵心接地電流再次進(jìn)行復(fù)測。2012年6月，主變停電，進(jìn)行鐵心接地回路改造，主變鐵心改為引出后直接引下來接地，改造后，鐵心絕緣電阻達(dá)到700MΩ，主變重新投入運(yùn)行。在2012年主變鐵心接地電流巡檢中發(fā)現(xiàn)，110kV1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)“”的要求。2012年4月27日在現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)復(fù)測，1號主變外殼（左）和主變鐵心（右）焊于槽鋼上進(jìn)行接地， 首先對接地情況進(jìn)行分析，經(jīng)過人為外接地，圖9 鐵心一點(diǎn)接地等效電路圖鐵心接地電流無變化，用雙臂電橋?qū)Σ垆摻拥剡M(jìn)行測量，數(shù)據(jù)為5ｍΩ?；九卸ǎ鸿F心外部接地情況良好，接地電阻符合要求。圖10 鐵心一點(diǎn)接地等效電路圖對鐵心上部瓷瓶上端進(jìn)行測量?；九卸ǎ嚎梢耘懦善看嬖谂c外殼接地造成外部多點(diǎn)接地的可能性。圖11 鐵心一點(diǎn)接地等效電路圖，基本分析可能鐵心本身接地電流確實(shí)超過1A，并且經(jīng)過主變外殼接地、槽鋼接地流入主地網(wǎng)構(gòu)成回路。油色譜試驗(yàn)情況，2012年3月底油色譜數(shù)據(jù)來看，反映過熱現(xiàn)象的特征氣體CH4和C2H4數(shù)據(jù)不明顯，跟以往數(shù)據(jù)相比無明顯變化。不停電現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，鐵心引出線在主變頂部引出后，先接于主變頂部外殼上，再分支引到地面上接地。在現(xiàn)場進(jìn)行鐵心接地電流測試中，該位置取到的電流除了真實(shí)鐵心接地電流外，還有主變外殼接地回路引入的干擾電流等。由于當(dāng)時(shí)負(fù)荷限制，主變暫時(shí)不能停電，現(xiàn)場采取了安裝串入鐵心接地限流表來限制鐵心接地電流，復(fù)測鐵心接地電流。2012年6月，1號主變停電，進(jìn)行鐵心接地回路改造，主變鐵心改為引出后直接引下接地，改造后，鐵心絕緣電阻達(dá)到700MΩ，1號主變正常投入運(yùn)行。2012年，國網(wǎng)公司某110kV變電站2號主變進(jìn)行鐵心接地電流測試中發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)電科院復(fù)測。檢測分析方法：（1）油色譜試驗(yàn)與鐵心接地電流檢測2012年分別對該變壓器進(jìn)行油色譜檢測，數(shù)據(jù)如下：表2 普通鉗形電流表測得鐵心接地電流值檢測序號CH4（μl/L）C2H6（μl/L）