探讨变电设备的常见故障及在线监测技术应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 探讨变电设备的常见故障及在线监 测技术应用 【摘 要】在我国的电力系统自 动化发展迅猛的背景下，人们日益关注 供电可靠性，关注电力变压器电力系统 中的重要电气设备的运行安全性，为此， 我们要大力研究和分析智能化的变电设 备的在线监测方法和技术，延长变电设 备的安全使用寿命，提升变电设备的利 用率，更好地增强变电站一次设备的安 全可靠性，满足电力系统可持续发展的 要求。 中国论文网 /8/view-12932724.htm 【关键词】变电设备；在线监测 技术；常见故障；可靠性 1 变压器设备的在线监测技术与 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 应用 1.1 变压器设备的常见故障分析 力变压器设备是“龙头”，对于 电能的安全可靠传输起着重要的枢纽作 用，电力变压器设备的常见故障主要包 括有：（1）绕组故障。这是主变的重 大故障，表现为绕组变形、位移、短路 等，出现这种故障会导致变压器油温上 升，体积膨胀，严重时还会引起主变爆 炸。 （2）铁芯故障。当铁芯接地不良且 处于悬浮电位时，会产生对地放电现象。 另外，还会出现铁芯多点接地形成闭合 回路的现象，导致电流过热。 （3）分接 开关故障。主要表现有过渡电阻在切换 时击穿、烧断、拉弧等故障。 （4）引线 套管故障。主要表现为短路、接触电阻 增大、断路、套管位移等故障。 （5）绝 缘或密封不良。过电压会导致绝缘击穿， 过电流则会使绝缘老化加快。密封不良 则会造成漏油现象。 1.2 变压器在线监测技术 （1）变压器铁芯多点接地在线 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 监测技术 通常来说，变压器铁芯正常运行 是一点接地且电流很小，而当其出现多 点接地时则会形成闭环回路，并与周边 的磁通或非正常接地点的性质相关联。 在对变压器铁芯多点接地在线监测中， 当铁芯接地电流到达报警值时，电流继 电器动作会出现预警；当超过限定的额 定值时，可以自动或手动投入限流电阻， 实现对铁芯接地电流的限制。铁芯在线 监测装置在电流传感器的作用下，将接 地电流转换为电压信号，放大、滤波、 A/D 转换，再由通信接口将信号数据传 输到无线传输模块之中，实现在线监测。 （2）变压器油色谱在线监测技 术（DGA） 。它是基于油色谱离线检测 技术发展而来，重点对绝缘油中溶解的 CH4、CO2 、C2H2 、C2H4 等气体的含 量，进行重点检测，该技术具有良好的 数据通信功能，可以实时监测变压器内 的油气状态，响应速度快，可以较好地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 消除检测过程中的误差。 （3）变压器热点温度在线监测 技术。这主要是采用红外成像技术及紫 外成像技术，在不接触和运行的前提下， 灵敏而准确地发现电流致热性及电压致 热性缺陷，从而及时发现主变运行时内 部温度分布不均匀的现象，避免绝缘局 部老化、击穿和损坏现象。 （4）变压器绕组变形在线监测。 这是通过振动信号分析的方法，对绕组 及铁芯运行状态时所产生的振动信号进 行测量，一旦绕组及铁芯运行出现变形 或位移现象，则其振动信号的幅值、频 谱图会出现极为明显的变化，由此可以 作为判定设备变形的依据。 2 断路器在线监测技术分析及应 用 2.1 断路器常见故障分析 高压断路器包括有灭弧元件，是 开断电网电流的关键设备，它的常见故 障主要包括有：（1）密封件失效。 （2）动作失灵。这是指断路器的拒动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 和误动故障。 （3）绝缘件损坏。 （4）灭 弧件故障。 2.2 断路器在线监测技术分析 （1）电寿命监测。由于断路器 是采用分合闸电磁铁进行操作，为此， 要采用分合闸线圈电流监测传感器，对 电流的波形进行同步对比，及时发现和 诊断误动、拒动故障。 （2）机械系统监测。这主要是 在线监测线圈分合闸波形及速度状态， 通过将旋转光栅安装于断路器的主轴之 上，利用光电断路器及光栅的相对运动， 使速度行程信号转换为电信号，采集行 程、开距等位移量。 （3）控制回路监测。这是重点 监测触点的动作时间。 （4）储能机构监测。这主要是 在线监测储能电机的电流波形、工作频 次等。 3 容性设备在线监测技术分析与 应用 电容性设备主要是指变电站的电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 压互感器、电流互感器设备，是电容型 的绝缘设备，其相关的参数主要有介质 损耗、电容值、电流值等，常见的故障 类型主要有：绝缘故障、绝缘受潮、异 物放电、过电压下击穿、外绝缘放电等。 容性设备的在线监测技术主要包 括以下几种： 3.1 容性设备标准电容器的电桥 法 它是采用运行电压为外加电压， CN 时外接的标准电容器，与停电预试 的电桥法原理大体一致，其应用优点在 于准确度高，数据精准性强。然而，其 监测不足之处在于：高压标准电容器的 相对体积较大，并且采用运行电压作为 外加电压的安全系数不高，容易导致绝 缘击穿造成设备短路。 3.2 容性设备在线监测相对比较 法 它是对同一母线上的两台相同型 号的容性设备，进行电流的大小及相位 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的同时在线监测，在系统后台的计算和 比较之下，获悉介损的差值及电容量的 比值，由此可以判定容性设备的在线运 行具体情况，是一种应用较为普遍的检 测技术和方法。这种检测方法的优点在 于：可以在线获取数据，具有更为准确 的测量结果，并且相较于电桥外高压法 而言，它无须高压标准电容器。然而， 其应用不足之处在于：假若同一母线数 据对比的两台设备的缺陷发展趋势及程 度一致，则难以检测出缺陷性问题，为 此，可以采用同一母线上三组之上的容 性在线比较方式，有效地保障检测的结 果可靠性。 4 氧化锌避雷器在线监测技术分 析及应用 4.1 氧化锌避雷器的常见故障分 析 氧化锌避雷器也即 MOA，是先 进而应用广泛的过电压保护装置，它有 良好的非线性特性，承载容量大、结构 简单。然而，它也存在常见性的故障： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （1）MOA 内部受潮。这是在安 装过程中渗入水分或密封件失效而导致 水分入侵，致使氧化锌的表现出现放电 现象，造成绝缘件的损坏或击穿。 （2）MOA 的老化及热击穿故障。 当氧化锌避雷器的发热功率大于散热功 率时，则会出现击穿现象。并且，如果 出现单相接地故障，则会加速氧化锌避 雷器的老化。 （3）氧化锌阀片与外瓷套间的 局部放电故障。如果外瓷套间受到沾污， 其电位分布会发生改变，氧化锌阀片与 外瓷套之间的电位差加大，则会出现局 部放电现象，损坏氧化锌避雷器。 4.2 氧化锌避雷器（MOA）在线 监测技术 （1）全电流在线监测技术。可 以将数字万用表安装于氧化锌避雷器的 计数器之上，测量避雷器的全电流，有 效监测氧化锌避雷器的在线运行状态。 （2）阻性电流在线监测技术。 通过阻性电流在线监测技术，可以及时 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 发现和诊断氧化锌避雷器早期的老化现 象，它利用 LCD-4 阻性电流测量仪器， 从氧化锌下端提取信号，将其分解成阻 性电流，再将电信号转换为光信号，输 送到计算机在线监测系统之中，实现在 线监测、数据分析和处理。 在进行氧化锌避雷器在线监测技 术应用的过程中，要注意在线监测时相 间干扰的影响，要注意氧化锌避雷器周 边的环境，排除主要干扰源，可以采用 角度补偿法进行测试和分析，并做进一 步的精准测量，以做出精准的诊断。 5 结论 综上所述，在我国电力系统不断 发展的背景下，要重视和关注变电设备 的运行状态，要全面分析变电设备中的 高压断路器、容性设备、氧化锌避雷器 的常见故障，并应用先进的变电设备在 线监测技