变压器铁芯接地电流实时监测系统设计

编程实现基于RS232串口的上下位机通信，使上位机能够控制下位机运行并能够收到下位机采集的铁芯接地电流在线监测数据，建立接地电流在线监测数据库，实现数据的存储、查询等功能，并采用LabVIEW开发一套变压器铁芯接地电流分析软件。

　　3.4系统结构

　　系统由泄漏电流传感器、数据采集柜、就地显示仪表、串口联网服务器、路由器和系统服务器组成：

　　串口联网服务器提供TCP/UDP socket工作模式，包括服务端和客户端，支持状态监测和Web发布。每台串口联网服务器有4个RS-485口，可以使每台串口设备单独占用一个串口，以减少不同串口设备并起来的干扰。数据采集柜可采集变压器或者电抗器的铁芯和夹件泄漏电流并通过串口与联网服务器相连。

　　远程显示：本系统的数据采集模块能够实时的采集变压器等电气设备的泄露电流参数，并能够通过RS-485传送到串口联网服务器，再传送到电力局域网，串口联网服务器具有自连接功能，即便系统断电，当电源恢复时串口联网服务器也能够自动连到局域网中。

　　本地显示： 本地显示仪表能够实时显示变压器等电气设备的泄露电流参数，并具有声音报警功能。

3.5工作流程

　　变压器和电抗器的铁芯及其夹持件在绕组的电场作用下，其上面各部位会形成不同的电位或电荷积累，这些电位和电荷达到一定程度就会放电，对变压器的运行构成威胁。为消除这一放电现象，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。如果一点以上的多点接地，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响内产生很大的一流，而且接点越多，短接回路越多，环流越大。环流的存在将烧毁接地片和产生放电甚至烧毁铁芯，因此铁芯和夹件必须一点接地。型变压器铁芯接地电流在线监测系统的工作流程介绍如下：

　　在变压器铁芯、电抗器的铁芯和夹件的接地排上安装泄漏电流传感器，监测铁芯和夹件的泄漏电流，变压器现场安装数据采集柜并和串口联网服务器之间通过RS485电缆连接，串口联网服务器经由路由器最终和服务器监测终端连接。

　　数据采集柜，将泄漏电流传感器采集到的模拟信号，转化为数字信号，并在数字显示仪表上显示出来。同时通过RS485电缆将数字信号传递到串口联网服务器，通过串口联网服务器和路由器最终到监控中心的服务器实时显示监测数据。

　　后台管理软件接收记录所有数据，并且提供报警，历史数据查询，趋势分析，报表打印等多种功能。

　　该项目运行一段时间之后，通过趋势分析，可以看出变压器铁芯接地状况，发现一些潜在的设备故障情况，为电气设备维护人员提供检修依据。

　　3.6系统特点

　　泄露电流传感器采用夹紧铜排的固定方式不破坏原系统任何结构，金属模具的采用大大减少了外部磁场对泄露电流采集精度的影响。

　　泄露电流传感器采用有源零磁通设计原理，不仅能够满足mA级电流信号的采集，而且具有很强的抗干扰能力。

　　数据采集装置的模拟量输入芯片采用16位高精度分辨率，采样速率达10Hz，隔离电压3000VDC。

　　泄露电流的报警值可以由用户灵活设置。系统在就地不仅有总的声音报警，而且每一个铁心或夹件都有单独的继电器报警输出到变电站的集控中心。

　　系统采用稳定、可靠的串口联网服务器将变电站的变压器、电抗器等电气设备的铁心与夹件电流数据在电力局域网中共享。

　　系统采用就地与远程同时显示的模式，就地采用高精度的数字表显示，远程显示通过软件的web发布功能使电力局域网内有权限的相关人员都可以访问。

　　软件设计采用方便灵活的电力版组态软件，使软件具有非常强大的功能。

　　报表打印功能可以实时打印各电流数据，日报表功能为每天的显示电流数据存一个报表。

　　系统具备当前报警状态与历史报警状态的显示功能，分别显示当前的报警情况，历史的报警情况。