电力设备状态监测装置检测试验技术.pdfVIP

技 术 与 应 用 电力设备状态监测装置检测试验技术 粟 薇 ( 天津电力技术 中心，天津 3 0 0 3 8 4) 摘要 对 电力设备运行状态的及 时、准确 的掌握，离不开电力设备状态监测装置检测性能的 准确和可靠。本文介绍 了已有电气设备状态监测装置性 能检测试验技术与方法，提 出了状态监测 装置检测试验 面临的问题，指 出今后状态检测设备性能测试试验将成为电力系统不可或缺的常态 化工作之一。 关键词：电力设备；状态监测；检测试验 El e c t r ic a l Eq uipm e n t Co nd it io n M o n it o r ing De v ic e t e s t ing Te c hno l o g y f ( T ia n j in P o w e r T e c h n ic a l C e n t e r ， T ia n j in 3 0 0 3 8 4 ) Abs t r a c t Gr a s p e l e c t r ic a l e q uip me n t o pe r a t ing s t a t u s t ime l y a n d a c c ur a t e l y d e pe nd s o n t he g o o d t e s t in g f u n c t io n of e l e c t r ic a l e q u ip m e n t c o n d it io n m o n it o r in g d e v ic eTh is a r t ic l e d e s c r ib e s s o me mo nit o r i ng d e vic e s t e s t i ng me a n s a nd t e s t ing t e c h n o l og y An d it r a is e s t h e pr o bl e ms o f mo ni t o r ing de vi c e s t e s t in g r e ma in t o s o l v e n ow I t a l s o r a is e s mo n it o r in g d e v ic e s t e s t ing wil l b e c ome a n e c e s s a r y pa r t o f d a il y wo r k in po we r s ys t e m f r o m no w o n Ke y wor ds ： e l e c t r ic a l e q u ip me n t c o nd it io n mo ni t o r in g； t e s t i ng 随着 电力设备 状态检修 工作 的深入 开展 ， 越 来越 多的状态监测技术应用到输变电设备的 日常状态分 析检测中来。 电力设备状态监测的目的是采用有效的 检测手段和分析诊断技术， 及时、 准确地掌握设备运 行状态 ，保证 设备 的安 全、可靠和经济运 行 。其 中依 靠状 态监 测装 置对 运行 设备 开展 监测 已经 逐步 成为 电力 系统常态化 的监测技 术手段之 一。 因此状 态监测 装 置 的检 测精 度和 可靠 性直 接影 响着 对 电力设 备状 态监测 的效果 。 保障挂 网运行 的电力设备状态 监测装 置功 能完好 ， 可 以满足 生产要求成 为选择状 态监测装 置和监 督其质量 的条件之 一 ， 这就 需要相应 的检测试 验针对状态监测装置本身性能质量把关。 1 电力设备 状 态监测 装置 按 照被 监测对 象 的不 同 ，电力设 备 的状态 监测 装 置分 为变 电设 备状 态监测 装 置 、输 电线 路状 态监 测装置及 电力电缆状态监测装置。 1 1 变 电设备 状态监 测 装置 目前常见的变电设备状态监测装置主要有变压 器油中溶解气体在线监测装置、变压器局部放 电检 测装置、铁心接地电流检测装置、电容型设备及金 属 氧化 物避 雷器绝 缘在线 监测 装置 、G I S及 S F e 断 路器气 体压 力和湿 度在线 监测 装置 、G I S局 部放 电 在线监测装置、GI S及 S F 。 断路器分合闸线圈电流 在线监 测装 置等 。 1 2 输 电线路状态监测装置 较 为成 熟和 广泛 应用 的输 电线状 态检测 装 置主 要有输电线路气象监测装置、导线温度监测装置、 微风 振动 监测装 置 、等值 覆冰 厚度监 测装 置 、导线 舞动监测装置、导线弧垂监测装置、风偏监测装置、 现场 污秽度 监测 装置 、杆 塔倾斜 监测 装置 、 图像 视 频监 控装置 等 。 1 3 电 力电缆 状 态监测 装置 电力 电缆状 态监 测装 置主 要为光 纤测温 在 线监 测装 置 。 2 状态监 测装 置检测 试验 2 1 通 用检 测试验 电力 设备状 态监 测装 置性 能检测 试验 是为 对监 测装置满足的功能情况进行检测试验 。监测装置检 测试 验一 般需要 满足 以下几 方面 需求 。 1 )装 置基 本功 能检验 2 0 1 2 年 第 1 期嘲 毒| l 技 肃I 8 5 技 术 与 应 用 对装置基本功能的检验试验通常按照现场配置 方案组成在线监测系统，给监测装置通 电，施加相 应信号 ，分项检验在线监测装置是否具有监测 、数 据记录、报警 、自诊断等功能。 2 )装置 电气性能检验 对装置电气性能检验试验主要是对装置绝缘性 特性 、耐冲击特性进行检验。变电设备状态监测装 置的电气性能试验主要按“ GB T 7 2 6 1继电保护和安 全 自动 装置基 本试 验方 法” 第 1 9章 的规 定和 方法进 行绝缘 电阻、介质强度 、冲击电压等试验 。输 电线 路状态监测装置根据检测对象种类不 同，一般进行 可见 电晕和无线 电干扰试验、短路 电流冲击试验或 雷 电冲击 试验 。 3 )装 置 电磁兼 容性检 验 对装置 电磁 兼容性检验主要按照“ GB T 1 7 6 2 6 电磁兼容 试验和测量技术” 中的规定和方法进行静 电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、脉冲磁场 抗扰度、工频磁场抗扰度等抗扰度试验。 4 )装置环境适应性检验 装置环境适应性检验主要按照“ G B T 2 4 2 3 电 工 电子产 品环 境试 验” 的规 定和 方法进 行 高温 、低 温、恒定湿热、温度变化、交变湿热等试验 。 5 )装 置外 壳及机 械性 能检 验 装置外壳及机械性能检验主要对装置外观、防护 等级、振动、冲击、碰撞、运输等进行检查或试验 。 6 )装 置通 信功 能检验 装 置通 信 功能检 验 主要 按照 现场 配置 方案 组成 在 线 监测 系统 ，给 监测 装 置通 电 ，利 用在 线监 测装 置 上位 机通 信 软件 对监 测装 置进 行通 信检 测 ，运 行 上位机通信软件的计算机与监测装置通过通信网络 连 接 。通 常检 测数 据传 输速 率整 定情 况 、数据 传送 功能等。 除 了以上通 用 的检 测试验 外 ，不 同状 态监测 装 置 由于监 测对 象不 同，其 结构和 工作 原理 有很 大 区 别 ，在 对其 某 些性 能进 行检 测 时常 常需要 采用 差异 化 的试 验方 法 进行试 验 。下 面简 要介 绍几 种典 型监 测装置的检测试验方法。 2 2 变 电设备 状态 监测 装置 1 )变压器油中溶解气体在线监测装置 变 压器 油 中溶解 气 体在 线监 测装 置是 安装在 变 电站油浸式高压设备 ( 如油浸式电力变压油浸式 电 抗器等)本体上或附近，可对油中溶解气体信息进 行连续或周期性 自动监视检测 的装置。一般由油样 8 6 I 电 簟|譬 技 2 0 1 2 年 第 1 期 采集、油气分离、气体检测 、数据采集与控制、通 信与辅助等部分组成。按照监测气体成分的多寡分 为多组分监测装置 ( 即监测变压器油中溶解气体成 分 6种及 以上的监测装置 )和少组分检测装置 ( 监 测变压器油中溶解气体成分少于 6种的监测装置) 。 与离线变压器油中溶解气体检测相比， 在线监测 装置具有监测及时、反映缺陷快速 的特点， 这也因此 对其测量的准确性和敏感性提 出了要求。 在对变压器 油中溶解气体状态监测装置性能检测试验介绍中， 也 着重介绍其测量误差试验和交叉敏感性试验。 ( 1 )测量 误差试 验 受试状态监测装置处于正常工作状态，将标油 接入受试装置进行分析测试，试验期间不允许进行 任何设置。同时取相同油样用实验室气象色谱仪进 行分析测试。 以实验室气象色谱仪测量结果为基准。 试验均通过标油进行，标油中所含气体成分浓度应 该包含最低检测限值、最高检测限值 以及介于两者 之间、气体含量大致成等差关系的 4个其他浓度 。 部分油样可以包括多气体成分，也可以是单气体成 分。 各油样 中气体成分的测量误差按以下公式计算， 监测 装置 的测量 误差 需符合 表 1 、表 2中要求 。 误叁 - 表 1 多组分在线监测装置技术指标 最低检测 最 高检测 限 测量误 检测参量 限值 L L 值 L L 差要求 氢气 H 2 2 2 0 0 0 乙炔 C2 H2 0 5 1 0 0 0 甲烷 C H O 5 1 0 0 0 最低检测 限 乙烷 C 2 H6 O 5 l 0 0 0 值 或l O ， 乙烯 C2 H4 0 5 l 0 0 0 测量误差取 一 氧化碳 C O( 可选 ) 2 5 5 0 0 0 两者最大值 二氧化碳 C O2( 可选 ) 2 5 l 5 0 0 0 表 2 少组分在线监测装置技术指标 最低检测 最 高检测 测量误差 检测参量 限值( “ L L ) 限值( L ， L ) 要 求 氢气 H 2 5 2 0 0 0 最低检 测限值 乙炔 C 2 H2 l 2 0 0 或 3 O ，测量误 一 氧化 碳 C O 2 5 2 0 0 0 差取两 者最大值 ( 2 )交叉敏感性试验 交叉敏感性即某一气体含量的测量不应受到其 它气体成分的大小的影响。 配制一油样， 其中一氧化碳 C O含量 1 0 0 0 L L 、 二氧化碳 C O 2 含量 I O 0 0 0 p L L， 氢气 H 2 含量 1 0 0 0 L 、 二氧化碳C O 2 含量 1 0 0 0 0 ，几， 氢气 H 2 含量 5 0 0 L L ， 烃类 气体含 量4 mm ， 需要 时进行通 流 能力校 验 。要求对 电流信 号 输入端 ( 包括 串联元件方式串入的元件 )进行 0 1 s 1 0 0 0 A 交流 电流通流 能力试 验及 2 ms 4 0 0 A方波 电流冲击试 验。试验之后， 要求接地线连接正常，受试装置工作 正常，试验后测 量值不超过 表 3所示 的误 差限值 。 金 属氧化 物避 雷器 绝缘在 线监 测装 置要 求金属 氧 化物 避雷 器接 地线各 处连 接牢 固 ，符 合通 流能力 要求。对于与计数器并联接入 的在线监测装置，不 应影响计数器计数功能。与计数器 串联接入的在线 监测装置，应满足避雷器通流容量，材质宜采用多 股铜导线。受试装置还应在正常工作状态，对 电流 信 号接 入端进 行 1 0 t s 2 0 k A 冲 击 电流和 2 ms 4 0 0 A 方波电流试验，要求受试装置工作正常，试验后测 量 值不超 过表 4所 示的误 差 限值 。 2 3 输 电线路状 态监 测装置 输 电线路状态监测装置种类较多，这里介绍两 种常见的装置的试验 。 1 )导线温 度监 测装 置 ( 1 )导线 电流 耐受试 验 将接触类导线温度采集单元安装在导线上，处 于 工作 状态 ，进行 如下 导线通流 试验 ： 将导 线 电流 从零 升流 至导 线允许 电流 ，然后 降流至 零 ，重 复 3次 。 对 导线通 以允许 电流值 的电流，连续运行 48 h。 试验期间及试验结束后，导线温度采集单元应 能正常工作，电气系统无损坏。 ( 2 )温 升试验 在环境温度为 2 0 5 的条件下， 将接触类导线 温度采集单元安装在 4 0 0 mm 的导线上 ，对导线通 以 8 0 0 A 电流 ，测量导线表面温度、导线温度采集 2 0 1 2 1 期嚎 麓 寨I 8 7 技 术 与 应 用 单元夹具及表面的温度。导线温度采集单元夹具及 表面的温度应不超过导线表面温度。 2 )等值覆冰厚度监测装置的覆冰试验 在 受 试 装 置 运 行 状 态 下 ， 工 作 温 度 在 一 5 0 之间，湿度 9 0 以上，使装置结冰；工作 温度保持 0 C3 0 mi n后，降至 5 ， 再保持 3 0 min后 逐渐升至 0 C，重复 3次。整套受试装置应运行正 常 ，数 据稳 定 。 3 检测试验中需解决的问题 状态监测装置的检测试验是否准确、有效，与 试验模拟现场条件相近度有很大关系。在很多情况 下，实验室不具备模拟输变 电设备正常运行条件下 电源容量、环境特性等，如对 GI S设备局部放电信 号的监测、对高压电缆光纤测温的监测 以及部分输 电线路运行环境 的模拟等 。这就给这些状态监测装 置检测试验的实现提 出了挑战。要找到解决此类试 验困难 的途径，还需不断丰富实验室技术手段，搭 建更完备的试验平台，同时考虑利用现场设备运行 提供 的系统资源 ，在保证 电网安全 的前提下 ，对状 态检测设备开展性能测试试验。 4 结论 随着输变 电设备状 态监测技术的不断发展提 高，还会有越来越多的新型监测装置涌现并投入到 电网系统中实际应用。对状态监测装置性能质量 的 检验把关不仅是对此类产品发展的规范促进 ，更是 保证电网设备状态实时可控 的需要。因此研究和完 善状态监测装置性能试验方法也将 是持续性工作， 也将成为电力系统不可或缺的常态化工作之一 。 参考 文献 1 】 Q G DW 5 4 0 2 0 1 0 ， 变电设备在线监测装置检验规范 s 【 2 Q G DW 2 4 2 2 0 1 0 ， 输 电线路 状态 监 测装 置通 用 技术 规 范【 S 】 作者简介 栗薇 ( 1 9 7 9 ) ，女，天津市人，天津电力技术中心 电气所工程师 主要从事过 电压计算、输变 电设备状态检修工作。 ( 上 援 第 7 4贞 ) Q K手把 的触点接通，三相 电容器C 无不平衡 电 流， KCI ( KC 2 ) 不能得 电励磁， 动断接点KCI 1 ( K c1 ) 均闭合，由于有一段电源失电，K M1( 或K M2 )交 流接 触器断 开后 ，其动 断接 点K M1( 或KM2 )闭合 ， 从而构成通路，使K M3 线圈带电 交流接触器K M3 起动 ，维持冷 却器两 段 电源 小母线正 常供 电。 2 3 自动 恢 复 当3 8 0 V故 障 电源 排 除故 障恢复供 电时 ，电源 继 电器 Y1 、 Y 2 线 圈均 带 电， 动 断接 点Y1 3 、 Y3 3 打 开 ， 切 断K M3 起 动回 路 ，K M1( 或KM2 )合 上 ，恢 复到 正 常运 行状 态 。 3 结论 由于辐 射式 接 线方 案