在线监测课件3_1.ppt

1、第三章电容性设备的在线监测，电容性设备的在线监测的主要特征量介损监测的基本理论知识介损监测的桥接法介损监测的相位差法介损监测的数字分析法，第一节简介，一、电容性设备的监测项目，电容性设备： 110kV以上的电容器型设备的高压端到端电容器约在200-5000pF的范围内。 例如，110kV以上电容套管的电容值为500pF左右，220kV以上的电容式变流器为约1000pF，500kV的电容式变流器的电容值为5000pF，110kV和220kV的耦合电容器电容值分别为6600pF和3300pF 电容性机器的主要监测项目：反映c、Ix、tan等介电特性的残奥表。 第一节概要，一、电容性设备的监测项目、

2、电容性设备的监测残奥表的意义，tan是设备绝缘的局部缺陷中介电损耗引起的有效电流成分Ir和设备总容量电流Ic之比，发现绝缘整体(即包括大部分体积)的劣化对绝缘般的湿气敏感， 测定局部缺陷(即体积仅占电介质的绝缘电容器Cx和绝缘电流Ix时，除了提供引起极化过程变化的电介质结构变化相关的信息(例如，均匀的湿气和油不足)以外，还可以发现严重的局部缺陷(绝缘部分破坏) 但是，发现缺陷的灵敏度也与绝缘破坏部分和健全部分的体积之比有关。 带电检测的监测结构形式带电检测系统经常安装在监测采样用的各种传感器的设备上，将A/D转换、微机及其外围电路等集成到相应的便携设备上，对收集到的关残奥仪表进行分析，判断设备

3、的状态。 这种方式投资少，配置方便灵活。 但是，无法连续监测，所有的设备和项目无法统一，无法实现远程监测和集中管理。 电容性设备监测结构形式、集中式在线监测结构形式模拟信号传输电缆使用量少的计算机采集、处理、电容性设备监测结构形式、分布式在线监测结构形式采用数字传输技术，信号不易失真的纠错在当地完成， 采用现场总线，可实施现场监控，同时减少数据传输量和主模块工作量，传输电缆少，系统开放性和可扩展性好，成本高。 电容设备监测结构形式、分布式在线监测结构形式、电容设备监测结构形式、直接耦合方式可以将试验电流转换为高电压(如数十伏)输出，以模拟量传输，信噪比高，但仍需改变试验接地方式。 电容连接式电

4、阻连接式磁耦合方式采用单匝磁芯传感器，分为有源型和无源型两种，不改变试制品原来的接地方式，与试制品之间存在磁隔离。 一般电流传感器零磁通传感器、传感器接入方式、信号传输形式直接耦合方式磁耦合方式网络总线标准RS485总线Can总线TCP/IP其他信号传输、三、电介质损耗、1 .电介质的能量损耗为直流，电介质损耗按体积电导和表面电导交替所表现的极化追随电场变化，能量损失不追随偶极子极化等，极化不追随电场变化，能量损失在交变电场中，介质能量损失是介质的贯通性漏电流引起的能量损失极化损失在交流电压下，包含周期极化引起的能量损失的a )并联等效用tg代替p来判断并联等效电路、串联等效电路、同种试制品的

5、绝缘优劣取决于材料的特性，与材料尺寸无关。第二节介质损耗监测，常规测量方法桥接法瓦表法谐振电路法凹形谐振器法测量线法相位差法数字分析法，第二节介质损耗监测，第二节介质损耗监测，第二节相位差法零交叉电压比较法，1，基本原理，第二节介质损耗监测，第二、第二节介质损耗监测当f变化为49.9Hz时，相位差的脉冲数在实际的f下降0.1Hz或0.2时，测定的计数脉冲增加40个，tan的值增大40(2/nT)=0.32%，实测值变为1.32，而不是1 第二节介电损耗的监测、二、相位差法零交叉电压比较法、二、误差分析、运行电压取自PT副边，但PT的原副边有角差，在一定范围内变动。 PT的固有差异是系统误差，可

6、以在监视系统的数据处理时扣除。 谐波的影响。 tan根据基波进行修正，如果存在高次谐波，特别是在电力系统中，3次高次谐波较多，它们在相位差上产生偏差，但是高次谐波本身大多根据负载而变化，这也会影响tan的重复性。 监控系统采用低通滤波器，消除谐波。 第二节介质损耗监测、二、相位差法过零电压比较法、二、误差分析，两个信号在处理中有因延迟引起的误差。 低通滤波器、过零整形电路都带来延迟差，如果电流、电压通道的电路残奥仪表不一致，整形延迟就会不同，导致测量误差。 为此，请选择性能优异的高速设备以减少这样的误差。 其他因素，例如环境温度的变化，在两个电子器件的性能的变化不一致时，由此导致测量误差。 因

7、此，在选择使用的电子器件时，请尽量使两个器件的各特性一致。第二节介电损耗的监测、二、相位差法零交叉电压比较法、三、特点、优点3360修正计算简单缺点3360由于上述许多误差因素，对各单元电子部件的要求高，否则会影响监测数的再现性，再现性差，出现不能正确诊断的情况。第二节介质损耗的监测、三、数字(谐波)分析法、一、基本原理、第二节介质损耗的监测、三、数字(谐波)分析法、一、基本原理，首先得到从传感器流向设备的电流信号(转换为电压信号)。第二节介质损耗的监测、三、数字(谐波)分析法、一、基本原理是：日利条件(即给定的周期函数在有限区间内，只有有限的第一类间缺点和有限的极大值和极小值)的电力系统电压

8、ux、电流ix可以用傅里叶级数分解为直流的Ukm电压的各谐波Ikm电流的各高次谐波振幅、k电压的各高次谐波角、k电流的各高次谐波角、k=1、2、3、4、第二节介质损耗的监测、三、数字(高次谐波)分析法、1第二节介质损耗的监测、三、数字(高次谐波)分析法、1、基本原理、三角函数在一个周期内的定积分电压基波角1:(8)，第2节介质损耗的监测，三，数字(高次谐波)分析法，1，得到基本原理，用同样的方法，从公式(4)中求出电流基波角1 :电容性试验品，电流角被测量电压和电流同步采样。 不这样做的话11会发生变化，影响监测结果的重复性。 谐波分析法的主要特征是基于傅立叶变换进行分析，用FFT运算求出电压

9、、电流各谐波的相角，取基波的相角差来修正tan，结果不受谐波的影响。 傅立叶变换需要一周采样2n个点，考虑系统频率的变化，对该电路进行相位同步倍频跟踪，即使频率变化，也确保2n个点。 第二节介电损耗的监测、三、数字(谐波)分析法、二、特征、谐波分析法充分应用数字测量方法，数字处理技术本身对噪声有效，采用软件方法抑制噪声，克服传统的模拟测量方法对噪声能力差的缺点采用这种方法，可以将监控系统组成集中控制式，减少设备投资。 该方法主要依靠软件分析法，使系统经济、简单，是介损监测技术的发展方向。 第二节介质损耗监测、三、数字(谐波)分析法、三、实例、全数字化监测系统原理框图、第二节介质损耗监测、四、介

10、质损耗正切异频监测，采用异频电源测量是有效的抗干扰措施。 其原理是在介质损耗角正切测量中，试验电源频率偏离干扰电源频率(主要指商用电源的干扰)，通过频率识别和滤波技术排除干扰频率的影响。 异频电源的频率不能太远离商用频率。 否则，测量结果将失去各向同性。不要过于接近。 否则频率分辨率的难度会增加，同样会导致较大的误差。 相间干扰谐波影响相位漂移PT相位漂移CT相位漂移系统运行电压温湿度影响频谱泄漏、误差分析、相间干扰、误差分析、等效电路图如图所示。 这种干扰比较稳定。高次谐波的影响、误差分析、介质损耗角由基波校正，信号若有高次谐波、特别是电力系统中常见的3次高次谐波，则相位差会产生偏差。 高次

11、谐波本身多随负荷而变化，也会影响测量值的重复性。 因此，在监视系统中有必要抑制高次谐波。 相位漂移、误差分析、电压信号从变压器(PT或CVT )的次级侧取得。变压器的测量精度与其次级负载的大小有关，次级负载随变电站运行方式的不同而变化，必然导致角误差的变化，影响介质损耗测量结果的稳定性。 将同一母线2组不同的TV二次侧电压作为参考信号，测定同一试验品的结果，系统运转电压、误差分析、电容型设备的良好的绝缘的介质损耗曲线几乎不随着试验电压的上升而变化，如果主绝缘严重潮湿或含有离子性杂质，介质损耗值随着试验电压的上升这是因为在交流电压下，纸层间和油中的离子的移动被纤维阻止。 在低电压下，离子的运动速

12、度慢，移动不大，不接触纸的电压上升的话，离子运动速度变快，机械运动被纸阻挡，电流中出现有效成分波形失真，介质损失值减少。 环境温湿度影响、误差分析、分布式在线监测的结构形式、1在线监测的本地化2数字化和网络化3测量的准确性和可靠性4同步采样5系统的安全性6系统的可维护性、分布式电气设备在线监测的特点、分布式在线监测上位机：发出采样指令，由于上传的信号处理单元的采样结果数据同步采样时钟信号在网络传输中存在一定的网络延迟，导致采样异步，可用软件修改。 信号处理单元：一种模块。 接收发出的采样命令，基于同步时钟信号执行信号同步采集，对采样结果进行FFT分析纠正，上传分析结果。 可以生成同步采样时钟作

13、为同步采样时钟信号的传输端。 同步采样时钟：为了提高同步采样时钟的抗噪性，本设定修正利用RS485总线的电特性，在发送侧将时钟信号转换为差动信号进行传播，在接收侧将差动信号转换为时钟信号，由此保证波形传播的距离和抗噪性。 分布在线监测器的结构形式，工作原理： 1，电容性电气设备信号通过传感器后，得到三路信号，通过信号输入接口输入电路板，通过运算放大器放大、滤波、驱动后AD转换器(MAX125 ) 发送至并等待同步采样2 .电容性电气设备在线监视单一系统本体(PC侧)向具有下列时钟信号发生器之一的单元发出采样命令，该单元在接收到该命令后启动同步采样时钟发生器， 3 .当信号处理设备在收到同步采样时钟的下降沿时开始AD采样的4 .当AD转换器(MAX125