高压电气设备绝缘在线监测的探讨

1、高压电气设备绝缘在线监测的探讨案例前言高压电气设备在电网中运行时，如果因制造不良、老化和外力破坏而造成绝缘缺陷，就会发生绝缘事故，影响设备和电网的安全运行。二是发展高压电气设备绝缘在线监测技术。绝缘在线监测技术的发展经历了三个阶段：1 .现场测试阶段。这个阶段开始于20世纪70年代左右。当时，人们只直接测量电气设备的一些绝缘参数(如泄漏电流)，以避免断电。设备简单，测试项目少，灵敏度差。20世纪80年代以来，各种专用带电测试仪器的出现，使得在线监测技术从传统的模拟测量转变为数字测量，摆脱了传统的将仪器直接接入测试电路的测量模式，而是利用传感器将被测参数直接转换成电信号。3.20世纪90年代以来

2、，随着计算机技术的普及和应用，出现了以计算机处理技术为核心的微机多功能绝缘在线监测系统。基本原则：1 .高压电气设备绝缘在线监测技术是利用电气设备运行时的工作电压来监测绝缘的各种特性参数。2.高压电气设备绝缘在线监测的主要检测参数是电气设备的介质损耗值。3.目前，在线绝缘监测产品基本上采用快速傅里叶变换计算介质损耗。系统的一般功能：1 .测量避雷器运行中电容电流和电阻电流的变化，掌握内部绝缘阻尼和阀门老化情况。2.测量电容式设备如无级变速器、耦合电容器、电流互感器和套管的泄漏电流和介质损耗，掌握其内部阻尼、绝缘老化和损坏缺陷。3.测量充油设备绝缘油中可燃气体的变化，掌握设备内部是否有过热、放电

3、等缺陷。但是，对于整个在线测量系统来说，为了保证其测量准确和性能稳定，必须达到以下性能：a .检测阻抗稳定，不受变电站强电磁干扰的影响，在系统运行过电压和雷电过电压的作用下具有自我保护能力，性能不变，不损坏软件。检测信号传输良好，无失真，不影响附近其他信号，不受其他信号干扰。c .具有专家分析功能，智能判断设备内部绝缘状态。d系统分析数据可以远程传输，实现数据共享。4.监测设备、避雷器的要点分析：1 .检测金属氧化物避雷器泄漏的全电流和阻性电流，可以有效地反映金属氧化物避雷器的绝缘状况，电流测量反映了整体严重的阻尼现象。早期老化时，阻性电流增加较多，但全电流变化不明显。2.正常运行时，流经避雷

4、器的主要电流是容性电流，阻性电流只占很小一部分，约为10%-20%。电阻元件主要包括：瓷套内外表面的表面泄漏、阀板及其自身非线性电阻元件的表面泄漏、绝缘支架的泄漏等。3.阀板老化时，避雷器受潮，内部绝缘部件损坏，表面严重污染，电容电流变化不大，但电阻电流大幅度增加。4.避雷器事故的主要原因是阻性电流增加后损耗增加，导致热击穿。交流泄漏电流及其有功分量的测量是避雷器现场检测的主要方法，氧化锌避雷器“运行中泄漏电流”的测量也包含在预防性试验规程的预试验项目中。测量无级变速器、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备的介质损耗角正切值是一项灵敏度很高的测试项目，可以发现电气设备的整体绝缘阻尼、绝缘劣化

5、和局部缺陷。绝缘恶化绝缘中可能出现局部放电和树枝状电流。大放电容量的局部放电通常只发生在雷击或操作过电压和绝缘损坏的过程中，由此产生的介质损耗可以通过tan测量反映出来。3.绝缘特性受温度变化的影响。绝缘温度系数取决于绝缘类型、尺寸和绝缘条件。对于特定的电压等级和绝缘设计，由于绝缘退化，温度系数增加，并且温度非线性和tan值的灵敏度将增加。目前，一家公司拥有9个500千伏变电站和13条线路。20世纪90年代末，一家公司管辖的500千伏变电站开始在一些变电站安装高压设备绝缘在线监测装置。以500千伏变电站高压设备状态监测系统为例，介绍其安装和运行情况。500千伏变电站高压设备状态监测系统于198

6、8年投入运行。运行初期，系统不完善，一些高压设备实际上没有接入运行，导致运行不可靠，未能发挥应有的作用。2001年，公司投资改造系统，安装了一套CIE2000绝缘在线监测系统。1.CIE2000绝缘在线监测系统分为三个部分：第一部分是本地信号采集单元，第二部分是前台处理系统，第三部分是远程数据分析和传输系统。总线式是指将端子板放置在接线盒内，现场安装，信号盒的输出电缆全部连接在端子板内，只需将N条总线引至主控室，使得主控室的机器屏幕更加整洁，节省了电缆。分线式是指端子板安装在主控室的机器屏幕上，电缆从现场引入主控室机器屏幕的断开子排，然后引入端子板。3。CIE2000绝缘在线监测系统测试精度一

7、次泄漏电流：1%设备等效电容：1.5%系统电压：1%频率：0.05HZ介质损耗测试精度：0.1%避雷器有功电流：10%避雷器满电流：5%，全面升级改造主柜，1。2001年初，500千伏变电站2号高压设备状态监测系统。主机柜包含计算机(工业计算机)系统、信号输入/处理、电源等部件，而工业计算机是控制和测量的核心部件。3.对所有主机柜设备进行升级，将工控机更换为奔腾III800SIC级，基本满足全站数据检测、处理和存储的要求；用CPU586替换前台主机，内存16M，显示内存1M，硬盘容量1g；新开发CIE2000系统被用作工作软件。更换所有探针传感器。1.传感器分为绝缘信号传感器和电压信号传感器，

8、它们对系统中信号的获取和转换起着关键作用，因为其优良的性能直接决定了检测系统的质量。2.全部用ISS-80型代替，ISS-80型全环氧浇注，用铁壳屏蔽，最后一屏的地线用多股大截面导线代替。3、安装信号提取箱时要注意，安装后要使信号提取箱的前部略高于后部，以防进水；信号引出箱应与10号钢筋焊接接地，以保证其可靠接地。敷设铠装屏蔽电缆，更换原有电缆，重新敷设六芯铠装屏蔽电缆，在电缆头处安装高强度绝缘护套，不仅防鼠、防机械损伤，而且抗干扰、整洁美观。连接调试，整个系统设备安装完成，进入在线调试和试运行阶段。立即针对异常状态及时调整机器。如果发现1#主变压器B的接地电流超标，应使用钳形表实际测量设备是

9、否正常。如果发现第一阶段探头有问题，请立即纠正。经过反复调试和比较，经过一周的试运行，该装置趋于稳定。1.信号采集单元的设计原理2.采集单元的设计特点：硬件平台采用数字信号处理器技术；传感器采用高磁导率铁芯，能准确测量小信号的幅度和角度，屏蔽措施齐全，减少干扰影响；在正向放大部分，采用低温度漂移、高精度运算放大器和高精度电阻来稳定模拟放大通道。3.监测系统的选择要求运行高压设备绝缘在线监测系统。根据测试设备的安装不影响变电站设备运行方式(尤其是设备部件的接地)的要求，系统采用单匝穿芯传感器，不与高压设备直接电连接；选择分层分布式系统，就地采集电气参数，避免微安和毫安小电流模拟信号的长距离传输；

10、施工安装简单，可维护性好；状态数据的本地测量需要准确性和稳定性。站内高压设备状态监测系统选择变压器套管、铁芯、电容式电压互感器、电流互感器和氧化锌避雷器作为主要测试设备，避雷器测量泄漏全电流及其容性和阻性元件；变压器套管、电容式电压互感器和电流互感器测量漏电流和介质损耗的相对变化，铁芯检测漏电流，同时监测和记录瓷裙表面的温度场、湿度和污染电流等环境参数。经过后台调试，整个系统已经投入运行。系统运行正常，测量数据准确，与实际带电和停电测量数据基本一致。经过一年的实际运行，数据分析系统软件功能完善，整个系统运行可靠。运行实践表明，利用绝缘在线监测系统可以有效地发现早期绝缘故障。6.在线监控和基于状

11、态的维护。计划维护是指高压电气设备预防性试验程序中规定的试验期。期满后，电气设备必须停电检修。状态检修是根据设备的实际工作状况，根据运行电压下绝缘特性参数的变化，通过分析比较，确定电气设备是否需要检修，以及需要检修的项目和内容，具有很强的针对性和实时性。计划维修的特点：1 .周期性。根据预防性试验规定，计划维护是一个试验周期，这是强制性的，具有很强的周期性。好处是便于工作计划的安排。缺点是无视设备的实际情况，盲目强制，容易造成设备的“过检修”，浪费大量的人力物力，同时各种耐压试验可能对设备绝缘造成新的损坏，等等。2，短暂。定期预防性试验只能检测设备在一定时间内的绝缘状态，但不能及时检测设备的绝

12、缘状态，不能确定设备何时存在绝缘缺陷，也不能检测缺陷的发展状况，尤其是设备内部发展迅速、容易引发重大绝缘事故的缺陷。3.测试电压低。定期预防性试验的试验电压一般低于设备的工作电压，因此定期预防性试验不能准确检测设备工作电压下的缺陷。4.电网的供电可靠性降低。计划检修的定期预防性试验需要在设备停电的情况下进行，这就增加了设备停电的时间，不可避免地影响了电网的供电可靠性，同时供电部门也造成了较少的供电损失。1、在线监测指导下的状态检修。实时。高压设备在线监测技术可以不受设备运行情况和时间的限制，实时监测设备的绝缘状态，并可以随时检测设备的绝缘状态。2.真实性。因为在线监控技术由于实施了状态检修，减少了设备停电的频率和时间，提高了设备供电的可靠性，避免了少供电的损失，也提高了电力部门全体员工的劳动生产率。状态检修的基础是实时掌握和了解带电作业条件下设备的绝缘参数，在线监测技术是获取带电作业条件下设备绝缘参数的唯一途径。传感器的特性和质量是在线监测的关键。2.干扰问题3。对设备制造商提出在线监测的技术要求。积累