试论电力系统中变压器自动检测技术

邹荣 沈浩

【摘  要】现代电力部分要实现电力变压器停电情况的预防性实验，如果在实验过程中出现异常的正交，那么就要进行离线检测，从而避免变压器出现重大事故，使其可靠性及安全性得到有效的提高。但是在实际工作中还是存在部分问题，从而使以上方式具有局限性。自动检测装置软件具有实验数据库功能，对比实验数据并且保存，使检修效率得到有效的提高，能够实现快速装置布置，使其顺利工作。

【关键词】电力系统;变压器;自动检测

1 电力变压器自动检测配置及其特点

此装置具有电力变压器介质损耗、直流电阻和绝缘电阻等检测功能，能够有效一次接线和一键操作，使系统自动实现上述项目。自动检测装置的主要特点是具有高精度、高效率和高安全性能。其中，高精度是指有效提高自动检测装置精度，使结果精准度高于一般的检测设备。高效率是指在实现检测过程中，通过一次准备工作实现全过程工作，从而提高效率。另外，此装置还能够有效提高操作过程中的安全系數，从而有效消除各种危险因数。

2 电力变压器自动检测装置的设计

2.1装置的硬件设计

系统主要包括数据收集及处理、控制信号输出及装置驱动、计算机显示及打印三部分。检测系统使用National数据收集卡及虚拟仪器软件创建系统主体，数据采集卡自带的驱动程序能够省去编程人员在应用软件及采集卡中接口程序消耗的时间，软件自身能够在计算机程序控制中实现变压器常规实验全过程实验系统，并且实现调压、合闸、数据处理、读数及打印报告，使检测精准度及速度得到提高，降低实验人员机械化的重复劳动。系统收集数据指的是变压器试验中高低压侧、室温中的三相电压/电流值，测量的数据通过信号接口电路进行转换之后对数据收集卡进行传输，以测量的数据换算成为75℃标准值，对不平衡率及相应参数进行出错判断根据，在电压及电流达到设定值的时候实现调压器的锁定，并且测量这个时候电压值及电流值，将其实现实验数据的计算。此模块硬件部分由接口电路板及PCI构成。传统变压器测试电路的电流电压信号为0～600A及0～1000V，和DAQ卡的0～5A及0～10V测量范围不相符，所以使用0.1级电流电压变送器使普通测试线路信号到DAQ卡中传输并且测量。变压器实验中包括负载及空载实验，在测试过程中要以实验指令依次执行调压器原边合闸、副边合闸，调压器升压降压等功能，以试验种类及参数调整执行次序及调压速度，在达到设置电压值的时候，保证电压不变，并且等候功率分析仪采集数据，随时对标准值检测的电压电流值进行对比，如果出现错误将电源切断，并且给出出错信息。装置的结构框架如图1所示。

2.2系统控制单元

在装置系统中使用日本公司C200Ha可编程控制器，其主要作用为在实现电力变压器参数测试的过程中实现电流、电压互感器量程切换控制，从而满足电力参数及监控单元对于采集信号幅度的需求。实现实验电源情况的监控，以模拟量I/O单元输入三相电压及电流值，反馈输出控制通过变频器驱动调压电机，从而实现调压过程自动化控制。基于手动操作模式中实现测试过程控制，在利用PLC之前组件PLC，也就是使用基本硬件单元及特殊硬件单元创建PLC系统。

2.2.1高压单元

高压单元主要包括高压检测和高低压切换两个功能模块。其中高压检测模块包括介损和绝缘电阻的高压试验电源及相应的检测电路，实现绕组介损和电容量检测、套管介损和电容量检测、绕组绝缘电阻检测和套管末屏对地绝缘电阻检测等。利用高低压切换模块，可实现套管在高压、低压、短路、接地及悬空等五种状态间的切换和AC12kV绝缘隔离。装置在高压状态时，检测电路、切换部件、引线等都保持严密的屏蔽性能[。

2.2.2低压单元

低压单元主要由通过直流电阻等低压检测模块和综合电源模块组成。低压检测模块主要由直流电阻、短路阻抗、有载分接开关切换与变比等四个检测电路组成。综合电源模块负责提供装置整体所需的相关工作电源和试验电源，主要由精密变频交流电源和高稳恒流电源等模块组成。

2.2.3温度测量

在实现升温实验的过程中，要利用精度在0.5℃以上的温度计对变压器油顶层温度进行测量。此装置使用智能化测温模块及相应温度传感器构成温度测量系统，替代利用温度计对油顶层温度进行测量的方式，满足系统测量精度需求。温度收集模块的作用就是在升温试验过程中对被试电力变压器油顶层温度、周围环境温度实现采集及测量。其中相应铜管封装温度传感器探头实现被试电力变压器油顶层温度测量，壁挂封装温度传感器实现被试电力变压器环境温度进行测量。在升温实验结束之后，利用网络连接卡通讯接口COM3使此测量数据对上位机传输。其次，在实现升温实验过程中，在油顶层某个点的温度值超过设定温度上限或者下限时，该模块还具有报警功能。

2.2.4数据通信

电压器自动化检测装置使用RS-485总线及ModBus通讯协议实现通信，如果计算机中没有485接口，可以在主机中设置RS-485串口卡。

2.2.5数据处理及存储

利用ModBus通讯协议传输的数据为簇2元素，所以要使簇2元素数据转变成为32位实数型数据。首先，使簇2元素解除捆绑，之后使数据成为I-D数组，每个数组高低位分别为一维数组中的元素，之后将此数据高低位交织成为一维数组，将其转化成为簇，以此使数据区强制转变成为单精度32位实数型数据。要想存储数据，首先要在系统中创建数据库，此数据库中包括检查需要的记录表，表中具有检查者、测量电压、变压器编号、时间、功率及电流等相关记录项。另外，利用Lab实现数据库的连接，之后利用Easy函数和数据表连接，之后利用循环逐一使数据到表中存储。

3 电力变压器自动化检测装置的应用实现

在进行实验的过程中，对电力变压器介质损耗因数和检测绝缘电阻要考虑多次拆线的问题。基于数字化测量，此装置高压检测单元能够有效提高自动检测功能。在开始运行过程中将连线作为基础，能够实现变压器工作过程中参数精准数值的自动测量。需要注意，实验过程中不使用拆解连线。以三绕组变压器为例，通过集控单元统一控制模块对其进行管理，使其能够相互进行配合，能够自动测量变压器的工作过程。第一，对介质损耗因素进行测量。利用介质和测量设备相互连接，将交流电压输入到高压接口中，使高压端代替高压继电器，使接地端代替高压继电器2和3，测量高压的介质损耗。将介质损耗测量部分低压测量线和变压器绕组套管末屏相互结合，最后对高压侧绕组套管介质损耗进行针对性测量。第二，通过绝缘电阻测量的高压接口实现直流高压输入，切换高压继电器，对地持续2min放电，使高压端代替高压继电器1，其他高压继电器到接地端进行切换。绝缘电阻测量能够实现绝缘电阻值的有效测量。通过自动检测装置能够在测试前测量变压器属性，此外需要有效判断测试内容，如绕组、套管等。将测量作为基础，其测试流程如下。（1）开始测量。输入测量初始化内容，包括电压设置和频率等。（2）实现低对中高压侧介损的测量，并显示一组数据;实现中对高低压侧介损的测量，并显示数据;实现高对中低压侧介损进行的测量，并显示数据;实现低压侧套管介损的显示。（3）实现高中低压侧对地绝缘电阻的测量，并且显示数据;实现高对中低压侧绝缘电阻的测量，并且显示数据。

结束语

电力变压器是电网中的主要高压电气设备，其运行状态的改变对电力系统的稳定性、安全性和经济性具有较大影响。随着我国电力工业的持续发展，针对变压器的运行，提出了较高的可靠性需求，促进了变压器检测基础的持续发展。设计的电力变压器自动检测装置能够提高系统的通信能力，具有较高的检测精度，能够满足实时测控的需求。

参考文献：

[1]吴育坚，毛文盛，陈勇.智能配电变压器综合试验及故障判别测试手推车技术论述[J].中国电力企业管理，2016，18（35）：100-101.

[2]杨克锋，姜峰华，王磊.试论电力系统中变压器的继电保护措施[J].科学与财富，2015，11（27）：200-201.