电网设备的状态监测系统与应用

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1、电网设备的状态监测系统与应用1前言电网公司对电力设备沿用多年的停电试验，已经暴露出一些不足，比较突出的是：试验的等效性不佳、需要停电、不易发现两次试验周期之间的故障、工作量很大。状态监测技术可以有效克服传统停电试验的不足，实时、准确地反映设备在运行电压下的性能和健康水平。可以说，状态监测技术在发现被监测主设备的缺陷方面，发挥了其它手段难以承担的作用，即及时、有效的发现设备缺陷，预防设备的突发性故障，为主设备的安全运行起到了较好的保障作用。目前状态监测技术呈现出较快发展的趋势，部分的成熟产品正逐渐向电网设备推广和应用，基本涵盖了主要的电气设备，并取

2、得一定的效果。2各类状态监测技术这里介绍一下电网内主要的几类状态监测技术。2.1油中溶解气体监测对于油浸式电力设备，尤其是变压器，油中溶解气体分析（油色谱分析）技术已被实践证明是一种可靠有效的诊断设备潜伏性故障的试验技术，该测试项目在变压器的预防性试验规程中已列在首位。常规的油色谱分析方法存在一系列不足之处；从取油样到油气分离再到实验室分析，作业程序复杂，精度受到操作人员熟练程度的影响；检测周期从3个月到1年，不能及时发现潜伏性绝缘缺陷。所以，油中溶解气体在线检测技术具有非常重要的实际意义。此类产品的技术成熟程度较高，已得到较广泛的认可。2.2动

3、态远程红外成像监测目前电力企业广泛应用的红外热成像检测，检测周期从几周到几个月不等，均采用手持式红外成像仪在现场巡回检查。这种操作方式的不足之处是：①对有发热缺陷但不能退出运行的设备，检测周期过长，不能连续监测；②红外图像不能实时远传，由有经验的专业技术人员对设备进行会诊，也难以结合运行工况等其他信息量对设备进行综合判断。已有个别变电站应用了红外视频技术，但这种方法不能分析图像上某个点的温度变化趋势，不能满足电力系统的红外诊断要求。5解决以上问题，可采用数据流方式的红外动态远程状态检测技术，目前已在变电站实现现场运行。红外成像终端在变电站现场长时

4、间自动运行，并将设备的红外图像转换成数字信号后实时传送到远方数据平台显示和诊断；采用数据流四维方式（位置xy时间t温度T）传输、记录、回放电力设备的红外图像；可以绘制任意点的温度-时间曲线，分析温度随时间、工况的变化趋势。1.1铁心接地电流监测变压器在运行中，因铁心叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因，造成铁心内部短路，而导致放电过热和多点接地故障。如果铁心或夹件有两点以上接地时，则接地点间会形成闭合回路，链接部分磁通，形成环流，产生局部过热，甚至烧坏铁心。在极端的情况下，会破坏绕组绝缘，造成变压器损坏。由于变压器铁心接地电流的大小随铁心接地点

5、多少和故障严重的程度而变化，因此，预防性维修中，国内外都把铁心接地电流作为诊断大型变压器铁心短路故障的特征量。铁心或夹件接地电流数量级在几十毫安到几安培甚至更大，检测量程比较宽，主要是阻性电流，因此测量技术的实现相对比较容易，一般都作为变压器状态监测的常选项之一。1.2容性设备介损监测电容性设备是指绝缘结构采用电容屏的电气设备，包括变压器电容套管、电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器，其数量约占变电站电气设备的40~50%。容性设备在运行中因绝缘受潮、劣化变质、局部放电、层间短路等原因导致设备绝缘水平下降，产生故障，危及系统安全运行。通过检测

6、设备的tgδ和电容值可以发现这些绝缘缺陷，但常规停电预试测tgδ的方法有如下缺点：1、停电试验电压只有10kV，远低于运行电压，试验真实性受到怀疑。在运行中严重放电的设备，在停电预试中可能认为是正常了。2、预试周期太长，不能及时发现故障。而缩短预试周期，又会带来停电时间长，试验操作工作量大的问题。所以对容性设备进行状态监测，能更真实、及时地反映绝缘状况，有利于提高供电可靠性。此类产品在国内开展最多、最早，应用也较为广泛。1.3避雷器阻性电流监测目前广泛应用的氧化锌避雷器，运行中一年四季都有电流通过，出现老化或自身的绝缘损坏，会引发爆炸而导致大面积

7、停电，所以电力系统运行部门需要在线或定期监测避雷器泄漏电流。普遍采用的方法是在接地回路中串入一只无源电流表测量全电流，利用人工巡视记录电流表读数来监测。正常运行时避雷器主要电流为容性电流，当阀片老化、避雷器受潮、内部绝缘部件受损或表面严重污秽时，容性电流变化不多，阻性电流却大大增加。由于阻性电流仅占总泄漏电流的5%~20%，阻性电流的较大变化并不能在全电流中反映出来，所以仅监测全电流的方法不够灵敏。国内已有运行多年的进口500kV5因仅测全电流未能及时发现老化而爆炸。所以需要同时检测全电流和阻性电流的状态监测装置。此类产品的技术成熟程度较高，已得

8、到一定程度的认可。1.1开关监测高压开关性能的可靠与否关系到系统的安全、稳定运行。实现开关的状态监测，可对设备的可靠性随时做出判断和对设