配电变压器大电流接地监测装置的研制

芦 浩 李天福 梁 标 李超然

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

目前，变电站内主变已全面装设隔直装置以监测中性点大电流接地，而配电线路变压器中性点接地线则未装设在线监测装置，一旦其发生大电流接地，如低压线路绝缘破损、变压器匝间短路等，后台将无法第一时间监测到电流大小信息，只能靠用户报障获取，十分被动，易造成人身风险和设备风险，使电网遭受到破坏。

针对这一问题，恩平供电局提出：研制一款配电变压器大电流接地监测装置，在发生故障时，该装置能第一时间监测采集接地电流信息，并自动发送短信给供电所的指定人员。此举可将大电流接地隐患的处理由被动变为主动，提高设备运行的安全性，更重要的是，可以降低社会人员触电风险。配电变压器大电流接地在线监测系统利用GPRS通信模块实现数据远程传输，让运维人员不必到现场即可查看各低压台区配变接地引下线的接地电流；其具有的报警、数据存储和查询等功能，能加强对设备的管理，保障设备与人身安全。

1 项目研究与实施

1.1 项目技术方案

为了监测配电变压器中性线接地电流，本文提出以下方案：研制配电变压器大电流接地在线监测系统，针对各监测点的接地电流数据进行远程监测、采集、处理和数据分析，在线监测配电变压器的大电流接地情况；设定适当大小的电流阈值，一旦接地引下线电流超过阈值，现场蜂鸣器就会启动，后台发出警报，提醒配电运维人员，使其采取有效措施进行处理，以降低人身触电风险及设备风险；该系统还能绘制配电变压器接地电流变化曲线。

1.2 项目实施方案

该项目主要是在配电变压器接地引下线处装设一组由开口式穿心电流互感器、继电器和信号传输装置组成的监测装置。当变压器接地电流大于设定值时，继电器触发信号传输装置，将信号传输至变压器计量终端，通过终端传输信号至计量自动化系统，由计量自动化系统发送短信给供电所相关生产人员，如图1所示。

（1）开口式穿心电流互感器：电流传感器从被监测设备的接地引下线直接得到被监测对象的电流幅值信息。

（2）电流数据接收模块：电流互感器采集电流信息后上传至电流接收模块，由电流模块进行处理、分析和储存。

（3）单片机：对接收模块采集到的数据进行采样，将模拟信号转换成数字信号，方便信号传输。

图1 配电变压器大电流接地监测装置

（4）GPRS模块：GPRS通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通过GPRS模块，信号最后传输至后台监控中心。GSM报警主机可以实现3组短信报警和7组电话报警，及时通知运维人员迅速采取响应措施。

（5）后台监控中心：对配电变压器接地引下线电流进行在线监测，当铁芯接地电流超过设定值时，现场装置开启蜂鸣器报警，后台显示报警信息，提示运维人员。可对数据进行存储、查询。现场装置存储一年的接地电流数据；后台系统不但可以存储、查询不同时刻的接地电流数值，还可以绘制图表，更加直观地显示接地电流的变化趋势。

2 项目应用情况

为了检验配电变压器大电流接地监测装置的实用性，项目组将监测装置装设在某10 kV线路630 kVA配电变压器中性线接地端，实时监测接地电流。在监测电流超标时，立即鸣笛报警，发送报警短信描述报警原因，并且轮流拨打预设的报警电话号码，接警人员可以通过来电号码、报警录音和短信内容判断报警的位置和原因；在监测到电网断电和来电时，GSM主机均会发短信打电话告知，在出现警情时仍能发短信和打电话报警。其中，GSM电流报警器监测电流的范围为100 mA～200 A，通过设定电流阈值，当配电变压器中性线接地电流超过阈值时，GSM电流报警器可以实现3组短信报警和7组电话报警。主机报警后，自动依次拨打所有预设的电话号码。当提机接听时，播放报警录音，让用户获得报警信息。电话接听后，只听报警语音、不进行远程遥控时可直接挂机，主机继续拨打后面的电话号码；如无人接听，主机会循环拨打所有电话，三遍后自动挂机；如果接听，则可通过电话的键盘对报警主机进行远程控制，通过输入[0]～[9]键，分别实现关继电器、布防、撤防、打开监听、关闭监听、打开喊话、关闭喊话、鸣警笛、关闭警笛、开继电器等功能。

在配电变压器大电流监测装置投入使用的一段时间中，恩平地区发生过3起监测装置报警事件，运维人员都收到报警电话，电流监测装置未出现误动。经过运维人员查询后台监测系统，发现报警电流小于0.5 A时都是由于三相负荷不平衡造成的；报警电流大于5 A时，出现过由于低压出线绝缘破损造成的接地。其中一起事件变压器中性点接地电流达到38.5 A，抢修人员根据报警情况，查找变压器中性点接地电流异常原因，并及时处理了故障，避免了该变压器周围水田插秧人员人身触电事件的发生。

通过配电变压器大电流接地监测装置，可以实现电流报警功能，及时通知运维人员故障信息，同时后台监测系统可对电流进行绘图分析，为工作人员故障处理提供有效信息。

3 结语

配电变压器大电流监测装置可以实时监测配电变压器中性线电流情况，当超过电流设置阈值时，GSM报警主机可以将故障电流大小及时传递到后台监控系统以及运维人员手机中。运维人员可以根据报警信息的严重程度采取相应措施，保障设备和人员安全，防止人身触电事故发生。另外，后台监测系统可以绘制电流趋势变化图，运维人员可以通过变化图分析台区运行情况，制定相应的对策，提高了配网管理的工作效率，为配网工作带来了极大的方便。［参考文献］

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