变压器铁芯接地电流在线监测与故障预警系统 CNR216-034

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了变压器铁芯接地电流在线监测与故障预警系统，有效提高了作业效率与安全水平。变压器铁芯在正常运行时需要通过一点接地来释放静电，此时的接地电流通常在数毫安级别。然而，一旦铁芯出现多点接地——例如铁芯与夹件碰触、叠片间绝缘损坏等——接地回路中就会产生由铁芯主磁通感应出的环流，环流可达数百毫安甚至数安培。

这个环流在铁芯内部流动会产生附加损耗，导致铁芯局部过热（热点）。如果持续时间较长，热点区域的绝缘油会加速劣化，铁芯叠片间的绝缘漆膜也会碳化，最终可能发展为铁芯片间短路，而故障一旦发展到这一阶段，往往需要返厂大修。团队由此着手研制一种铁芯接地电流在线监测与故障预警系统。

存在问题

一是危害隐蔽渐进，铁芯多点接地产生的环流在铁芯内部形成局部热点，长期作用使绝缘油加速劣化、叠片绝缘漆膜碳化，最终发展为片间短路，危害极大；二是难以早期发现，传统定期巡检只能获得离散的瞬时数据，难以捕捉接地电流的渐进变化，往往要等环流发展到较大时才能察觉；三是故障处理代价高，多点接地若发展到片间短路阶段，修复往往需要返厂大修，代价巨大、周期长。

创新目标

实现变压器铁芯接地电流的在线监测与分级预警，在环流尚小、尚未形成热点之前即发现多点接地的征兆：通过在铁芯接地引下线串接高精度电流传感器，连续采集接地电流并上送后台，按电流幅值与增长速率分级告警，结合历史曲线判断多点接地的发展趋势。

技术方案

系统在变压器铁芯接地引下线上串接高精度电流传感器，实现对毫安级接地电流的连续在线采集，实时掌握铁芯接地电流的实际状态，摆脱了定期巡检只能获得瞬时值的局限。

采集到的接地电流数据上送至后台，后台按电流幅值与增长速率设置分级告警判据。当接地电流幅值超过阈值，或其增长速率异常时，即触发相应等级的告警，实现早期识别多点接地的征兆。

系统还结合历史数据曲线进行趋势分析，通过接地电流的长期变化趋势判断多点接地的发展方向，为运维决策提供依据。

创新亮点

该系统的亮点在于"毫安级连续监测 + 双判据预警"：高精度传感实现毫安级小电流连续监测，早期识别多点接地；幅值加速率双判据减少误报；数据建档支撑趋势预测，让铁芯接地隐患在热点形成前就被发现。

落地应用效果

系统在在运变压器上应用后，多次在接地电流刚越过阈值时就发出预警，运维人员及时采取限流或停运处理措施，避免了铁芯热点恶化导致的返厂大修，变压器的安全运行与经济效益同步提升。

产出物：变压器铁芯接地电流在线监测装置一套（高精度电流传感器、分级告警与趋势分析后台），以及配套的运维说明。

适用场景：变压器铁芯接地电流的在线监测与多点接地预警、铁芯隐患的早期发现，以及其他需要毫安级小电流连续监测的电气设备场景。

常见问题

Q：该创新成果的适用场景有哪些？

A：本成果适用于电力系统各类相关作业场景，包括但不限于变电站运维、输电线路检修、配电作业等。具体应用时可根据现场实际情况进行调整。

Q：与传统方案相比，主要优势是什么？

A：主要优势体现在作业效率提升、安全风险降低、操作便捷性增强等方面。经过实际应用验证，综合效益显著。

Q：后续是否有升级计划？

A：将根据现场应用反馈持续改进改进，进一步提升性能和适用性，拓展更多应用场景。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。