怎样在线检测高压电气设备

1、.：.；高压电气设备绝缘在线监测的讨论教程来源： 点击：555次 时间：2021-12-29 10:57:54电力系统的供电可靠性关系到国计民生，如何有效地保证电力系统的平安、可靠运转不断是电力部门的一个重要课题，而高压设备的平安运转是整个系统平安运转的根底。高压电气设备在电网中运转时，假设其内部存在因制造不良、老化以及外力破坏呵斥的绝缘缺陷，会发生影响设备和电网平安运转的绝缘事故。因此，在设备投运后，传统的做法是定期停电进展预防性实验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，防止发生绝缘事故。但是，随着国民经济的开展，社会对电力供应的可靠性要求越来越高，电力系统也逐渐开展壮大，传统的定期停电

2、进展预防性实验的做法已不能满足电网高可靠性的要求。 随着科学技术的开展，提出了高压电气设备绝缘在线监测的概念，并得到业内人士的欢迎，其技术也得到了迅速开展。我公司所辖的多个500kV变电站自1998年开场运用这一技术，获得了一些阅历和较好的效果。根据在线监测系统的监测结果，发现了500kV200kV多台电流互感器介损严重超标、1台500kV避雷器泄露电流严重超标的缺陷。 2 高压电气设备绝缘在线监测技术研讨的开展概略 国外许多电力公司从上个世纪70年代就开场研讨并推行运用变电设备在线监测技术，主要目的就是减少停电预防性实验的时间和次数，提高供电可靠性。但当时的设备简陋，测试手段简单，程度较低。

3、随着计算机技术的飞速开展，在线监测设备产品不断更新完善，在线监测技术程度不断提高。到目前为止，许多国家已广泛运用线监测技术手段。在近几年来召开的历届国际高电压技术学会ISH及亚洲绝缘诊断会ACEID上，有关电气设备绝缘在线监测与形状检修方面的论文占有相当大比例。绝缘在线监测技术的开展大体阅历了3个阶段。 1带电测试阶段。这一阶段起始于70年代左右。当时人们仅仅是为了不停电而对电气设备的某些绝缘参数如泄露电流进展直接丈量。设备简单，测试工程少，灵敏度较差。 2从80年代开场，出现各种公用的带电测试仪器，使在线监测技术从传统的模拟量测试走向数字化丈量，摆脱将仪器直接接入测试回路的传统丈量方式，取而

4、代之的是运用传感器将被丈量的参数直接转换成电器信号。 3从90年代开场，随着计算机技术的推行运用，出现以计算机处置技术为中心的微机多功能绝缘在线监测系统。利用计算机技术、传感技术和数字波形采集与处置技术，实现更多的绝缘参数在线监测。这种在线监测信息量大、处置速度快，可以对监测参数实时显示、储存、打印、远传和越线报警，实现了绝缘在线监测的自动化，代表了当今绝缘在线监测的开展方向。到目前为止，大量的在线监测的技术曾经在电力系统设备缺陷检测中得到广泛运用，并有了一定的阅历。如变压器油在线色谱分析、电气设备的红外测温技术等曾经非常成熟，并在检测设备的绝缘性能中发扬了重要的作。 在国内，在线监测技术的开

5、发与运用始于上世纪80年代。由于受当时整体技术程度的限制，如电子元件的可靠性不高，计算机运用刚刚起步，当时的在线监测技术程度较低。80年代末曾在国内掀起了第一个运用高潮，后来由于种种缘由又漫漫冷了下来，到90年代中期处于一个低落时期，但是一些厂家和科研院校并没有放松对该项技术的研讨，各地的供电部门也陆续引入在线监测技术。到2000年后，随着在线监测技术的不断成熟及客观的需求，在线监测技术又开场重新被大家所注重，目前，在国内很多地域都开展了这项任务。 3 根本原理 31根本原理 高压电气设备绝缘在线监测技术是在电气设备处于运转形状中，利用其任务电压来监测绝缘的各种特征参数。因此，能真实的反映电气

6、设备绝缘的运转工况，从而对绝缘情况作出比较准确的判别。 高压电气设备绝缘在线监测主要检测参数是电气设备的介损值，其丈量原理大都运用硬件鉴相既过零比较的方法。目前的绝缘在线监测产品根本都是用快速傅立叶变换FFT的方法来求介损。取运转设备PT的规范电压信号与设备泄露电流信号直接经高速A/D采样转换后送入计算机，经过软件的方法对信号进展频普分析，仅抽取50HZ的根本信号进展计算求出介损。这种方法能很好地消除各种高次谐波的干扰，测试数据稳定，能很好地反映出设备的绝缘变化。对于设备物理量如变压器油温、气体含量等的在线监测那么是经过置放传感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机分析处置。32系统

7、的普通功能 近几年研制的高电压设备绝缘在线监测系统既能对带电设备的绝缘特性参数实时丈量，又能对获取数据进展分析处置。普通具有以下功能 a丈量避雷器在运转中的容性电流和阻性电流变化情况，掌握其内部绝缘受潮以及阀片老化情况。 b丈量CVT、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备的走漏电流和介质损耗，掌握其内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷。 C丈量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况，掌握设备内部有无过热、放电等缺陷情况。但对整套在线丈量系统来说，要保证其丈量准确、性能稳定，其必需到达以下性能： d检测阻抗稳定，不受变电站强电磁干扰的影响，在系统操作过电压、雷电过电压作用下具有自维护性，不发生性能变化

8、和软件损坏景象。 e检测信号传输好，不发生失真和对其附近的其他信号有影响，同时也不受其他信号的干扰。 f具有专家分析功能，智能化判别设备内部绝缘形状。 g系统分析数据可以远程传输，实现数据共享。 4监测设备要点分析 4.1避雷器 目前变电站运用的氧化锌避雷器绝大部分不再有串联间隙，MOA运转期间总有一定的走漏电流经过阀片，加速阀片老化；而受潮和老化是MOA阀片劣化的主要缘由。检测MOA走漏全电流和阻性电流能有效地反响MOA的绝缘情况，在电流丈量反映整体严重受潮景象，早期老化时阻性电流添加较多，全电流变化那么不明显。在正常运转情况下，流过避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占有很小的一部分，约

9、为10%-20%左右。阻性分量主要包括：瓷套内、外外表的沿面走漏，阀片沿面走漏及其本身的非线性电阻分量，绝缘支撑件的走漏等。当阀片老化、避雷器受潮、内部绝缘部件受损以及外表严重污秽时，容性电流变化不多，而阻性电流却大大添加。避雷器事故主要缘由是阻性电流增大后，损耗添加，引起热击穿。所以丈量交流走漏电流及其有功分量是现场检测避雷器的主要方法，预防性实验规程也将氧化锌避雷器MOA“运转中走漏电流的丈量列入预试工程。 4.2 CVT、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备 丈量CVT、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备介质损失角正切值是一项灵敏度很高的实验工程，它可以发现电气设备绝缘整体受潮、绝

10、缘劣化以及部分缺陷。绝缘受潮缺陷占用电容型设备缺陷的85.4%，这是由于电容型构造是经过电容分布强迫均压的，其绝缘利用系数较高，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗添加，导致击穿。 绝缘最终击穿的开展速度非常快，然而绝缘劣化普通具有以下一些根本特征： a 绝缘介质损耗值会添加，由此以及其他缘由产生的热量最终能够导致绝缘的热击穿。丈量绝缘损失角正切值tg可以检测介质损耗的变化。 b 绝缘中能够伴随有部分放电和树枝状电的发生。放电量很大的局放通常只是在有雷电或者操作过电压存在以及绝缘损坏的过程中才出现，经过tg丈量可以反映由此产生的介质损耗。 c 绝缘特性受温度变化的影响增大。绝缘温度系数决议于绝缘

11、本身的型式，大小和绝缘情况，对于特定的电压等级和绝缘设计，由于绝缘劣化导致温度系数的添加，tg值的温度非线性和灵敏度都会添加。因此，影响绝缘温度的一切因数介质损耗、环境温度、负载变化等对于老化的绝缘tg值的影响都更加显著。 对于具有电容式绝缘的设备，经过其介电特性的检测可以发现尚处于比较早期开展阶段的缺陷。研讨阐明，在缺陷开展的起始阶段，丈量电流添加率和丈量介质损耗正切值变化所得的结果一致，都具有很高的灵敏度；在缺陷开展的后期阶段，丈量电流添加景象和电容变化的情况一致，更容易发现缺陷的开展情况。 5 案例引见 目前，我公司管辖9座500kV变电站和13条线路。我公司管辖的500kV变电站于上世

12、纪90年代后期开场对部分变电站安装高电压设备绝缘在线监测安装。以500kV潍坊变电站高压设备形状监测系统为例，引见其安装及运转情况。 500kV潍坊变电站高压设备形状监测系统自1988年投运，投运之初系统不完善，且部分高压设备实践并未接入运转，呵斥运转不可靠，没有发扬应有的作用。2001年我们投资对系统进展改造，安装了一套CIE2000型绝缘在线监测系统。 5.1系统引见 5.1.1 CIE2000型绝缘在线监测系统分三大部分。第一部分是就地信号采集单元，第二部分是前台处置系统，第三部分为远程数据分析和传输系统。前台处置系统经过工业总线控制就地信号采集单元，用多种方式显示，直观对比当前与历史数

13、据曲线，并由内部局域网或向远程数据分析和传输系统传送。诊断软件经过WEB远程下载变电站当前、历史数据，并可接入山东电力超高压公司MIS系统，协助有关专业人员作出评价及管理。 电压信号传感器 电流信号传感器 电压信号 绝缘走漏 电流信号 A/D转换 FFT算法 测试箱 工控机 本站CRT 控制器 MODEM CIE2000后台系统 5.1.2根据终端板放置在不同的位置可分为总线式和分线式。总线式是指终端板放置于终端箱内，并安装在现场，信号箱输出电缆都接于终端板内，只须n根总线引到主控室，使主控室中机屏更整齐，节省了电缆。分线式是指终端板装于主控室中的机屏里，电缆都要从现场引入主控室的机屏断子排，

14、再引入终端板。 5.1.3 CIE2000型绝缘在线监测系统的测试精度 一次泄露电流： 1% 设备等值电容： 1.5% 系统电压： 1% 频率： 0.05HZ 介损测试精度： 0.1% 避雷器有功电流： 10% 避雷器全电流： 5% 5.2 全面晋级改造主机柜 2001年初，500kV潍坊变电站高压设备形状监测系统晋级改造开场施工，安装了CIE2000型绝缘在线监测系统。主机柜内含计算机工控机系统、信号输入/处置、电源等部件，工控机是控制丈量中心部件。将主机柜设备全部更新换代，改换工控机为PENTIUM III800SIC级，根本满足全站数据检测、处置和存储要求；改换前台主机为CPU586，内

15、存16M，显示内存1M，硬盘容量1G；任务软件运用新开发CIE2000系统。 5.3改换一切探头传感器 传感器分为绝缘信号传感器和电压信号传感器，它在系统中起着获取、变换信号的关键作用，由于它的性能优良好坏直接决议检测系统质量。将其全部改换为全环氧浇注且带铁壳屏蔽的ISS-80型，末屏接地线一并改换大截面多股线。留意在安装信号抽取箱时，使信号抽取箱安装后前部比后部略高，以防积水进入；信号抽取箱接地要用10号钢筋焊接接地，保证其接地可靠。 5.4敷设铠装屏蔽电缆 将原有电缆改换，重新敷设六芯铠装屏蔽电缆，电缆头加装高强度绝缘护套，既防鼠、防机械损伤，又抗干扰、整齐美观。 5.5 衔接调试 在整个

16、安装施工阶段，须留意要有良好接地系统，接地线要有足够的流通容量。整个系统设备安装终了，进入联机调试试运转阶段。对即时出现不正常形状及时进展调机处置，如发现1#主变B相接地电流超标报警，用钳形表实践丈量设备正常，后发现是一相探头出问题，马上进展矫正。经过反复调试比较，经过一周时间的试运转后，安装趋于稳定。以下图是1#主变500KV避雷器的信号传输图，可以看出经过图象、数据都可进展设备运转分析，并且实现了自动检测、人工判别双轨并行。5.6系统特点 5.6.1信号采集单元设计原理 采集单元就地采集所监测设备的电压、末屏电流等信号并进展数据处置，求得其幅度、相位等参数，进而在上微机可计算介质损耗角等电

17、气参数。 5.6.2采集单元设计特点： 采用DSP技术作为硬件平台；传感器采用高导磁率铁心，可准确丈量小信号的幅度及角度，屏蔽措施完备，干扰影响减少；前向放大部分采用低温漂、高精度型运算放大器以及高精度电阻使模拟放大通道稳定。 5.6.3监测系统的选型要求 选择运转高电压设备绝缘在线监测系统，按照检测设备的安装不影响变电站设备的运转方式特别是设备部件的接地的要求，系统采用与高压设备没有直接电气衔接的一匝穿芯式传感器；选用分层分布式系统，就地采集电气参数，应防止微安、毫安级小电流模拟信号的远间隔 传输；施工安装简便，可维护性好；形状数据就地丈量要求准确、稳定。 5.7 系统运转情况 该站高压设备

18、形状监测系统选择了变压器套管、铁芯、电容式电压互感器、电流互感器、氧化锌避雷器为主要被测设备，其中避雷器丈量走漏全电流及其容性和阻性分量；变压器套管、电容式电压互感器、电流互感器丈量其走漏电流和介质损耗相对变化量，铁心检测走漏电流，同时监测和记录现场温度、湿度及瓷裙外表污秽电流等环境参数。整套系统进展后台调试后投入运转至今，系统运转正常，丈量数据准确，对比实践带电和停电丈量数据，根本相吻合。经过一年运转实践运转，数据分析系统软件功能比较完善，整个系统运转可靠。运转实际阐明，利用绝缘在线监测系统可以有效地发现某些早期绝缘缺点。 6、在线监测与形状检修 电力系统传统的运转维护任务，传统的做法是实行

19、“方案检修。“方案检修就是按照高压电气设备预防性实验规程所规定的实验周期，到期必对电气设备进展停电检修。而形状检修那么是基于设备的实践工况，根据其在运转电压下的绝缘特性参数的变化，经过分析比较来确定电气设备能否需求检修，以及需求检修的工程和内容，具有及强的针对性和实时性。因此，可以说“形状检修就是“应修既修，修必修好。 6.1方案检修的特点： 1周期性。方案检修是按照预防性实验规程所规定的实验周期，到期必修，具有很强的周期性。优点是便于任务方案的安排。缺陷是它不论设备的实践情况，具有很大的盲目性和强迫性，易呵斥设备的“过度检修，浪费了大量的人力物力，同时各种耐压实验又有能够对设备绝缘呵斥新的损

20、伤，等等。 2短暂性。定期预防性实验只能检测某一时间设备的绝缘形状，不能适时检测设备的绝缘形状，无法确定设备何时出现绝缘缺陷，无法检测缺陷的开展情况，特别是设备内部开展速度快、易呵斥艰苦绝缘事故的缺陷，更是无法检测到。 3实验电压低。定期预防性实验的实验电压普通低于设备运转电压，所以定期预防性实验无法准确地检测出设备运转电压下的缺陷。 4降低了电网的供电可靠性。由于方案检修的定期预防性实验需求在设备停电下进展实验检测，添加了设备停电时间，必然影响电网的供电可靠性，同时供电部门也呵斥少供电量的损失。 6.2在线监测指点下的形状检修 1实时性。高压设备在线监测技术对设备绝缘形状实时监测，不受设备运

21、转情况和时间的限制，可以随时检测设备的绝缘形状，一旦设备出现缺陷，能及时发现并跟踪检测、处置，对保证电网平安更具意义。 2真实性。由于在线监测技术在设备运转电压和形状下的绝缘参数进展检测，检测结果符合实践情况，更加真实和全面。 3针对性更强。可根据绝缘缺陷的开展和变化来确定检修工程、内容和时间，检修目的明确，针对性更强。 4提高了设备供电可靠性。由于实行形状检修，减少了设备停电次数和时间，提高了设备供电可靠性，防止少供电损失，同时也提高了电力部门全员劳动消费率。 6.3形状检修的根底是要实时掌握和了解设备在带电工况下的绝缘参数，在线监测技术那么是获得设备在带电工况下的绝缘参数的独一途径。经过在

22、运转电压下实时监测绝缘的各种形状参量并对这些量的变化量进展分析比较，来确定能否对设备进展检修。近几年来高电压设备的制造质量和程度有了很大提高，也为形状检修提供了更好条件，形状检修的优势也更加明显。 7、问题讨论 电气设备绝缘在线监测技术的推行运用，对电气设备的平安运转起到了积极作用，许多供电部门积极推行形状检修，减轻了设备检修任务量，提高了电网可靠性，深受供电基层单位和供电职工的欢迎。但是，由于技术的复杂性和电气设备的多样性，尚有一些问题值得研讨和商鹤。 1传感器的特性和质量是在线监测的关键。目前常用的是罗可夫斯基线圈式传感器，易受温度、压力、冲击等外界环境的影响，是影响测试精度和稳定性的重要要素。所以研制高精度、高稳定的传感器仍是在线