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1、电网技术高压电气设备的绝缘在线监测摘要首先介绍高压电气设备绝缘监测和试验技术的特点及存在的问题。之后,详细介绍南非科学工业研究协会关于油纸绝缘在线监测的研究,及其所研制的高压设备绝缘在线监测系统的工作原理和系统应用。关键词绝缘监测在线油纸绝缘高压电气1引言诊断和监测已有了确实可靠的方法对温度变化(即温度系数增高压电气设备的绝缘劣化问题和经验。因此,近年来人们将注意力大)的灵敏度增加。影响温度的因素一直受到人们的关注。高压绝缘劣集中于对油纸绝缘进行在线监测的包括,介质损耗、室温,以及影响程化在正常运行状态下发展缓慢,但研究。南非科学工业研究协会度更大的负荷波动。用tg表示如在诸如
2、操作过电压、雷电过电压、或(CSIR)与ESKOM公司合作研制下:(T2-T1)吸潮等情况下,则绝缘会加速老化,的高压设备绝缘状况在线监测系统tg2=tg1!e直至设备发生绝缘故障。最危险的能够连续监测油纸绝缘劣化的动态其中,tg1∀温度为T1时的tg绝缘故障会使主绝缘击穿,甚至使特性,并能对绝缘状况进行定量分tg2∀温度为T2时的tg设备爆炸,严重危及附近人员和设析。以下将对其工作原理及系统应∀绝缘的温度系数,即绝缘类备的安全。所伴随的设备维修、更换用等方面加以详细介绍。型、尺寸和状态的函数。及停运等费用也十分昂贵。2绝缘在线监测系统图1示出tg随温度变化的两为此,高
3、压电气设备的制造和条曲线,其中一条的绝缘温度系数2.1影响tg的因素-1运行部门有一整套特殊的介质试验为0.01#(绝缘状态良好),另一绝缘介质劣化或损坏与以下因-1程序,以验证设备的绝缘水平。其中条的温度系数为0.025#(绝缘状素有关:包括,局部放电试验和介质损耗因态不好)。介质损耗增大,加上其它的数tg(以下称tg)的测量。这些试温度系数高时,tg的非线性程热源,可能会最终造成热击穿。用验程序和诊断标准都已标准化。度和灵敏度将会增大,不同的电压tg确定介质损耗程度。然而这些常规检测方法在变电等级和绝缘设计有不同的数值。局部放电和树枝状放电。tg站中应用时有一定的局限性。
4、因这2.2工作原理可以反映局部放电的增大程度。局些试验只能在设备的定期维修时才CSIR研制的绝缘状态在线监部放电通常发生在雷电或操作过电能进行,无法计及两次维修之间设测系统是根据西林(Schering)电桥压之后和绝缘故障之前或在其间。备可能出现的绝缘劣化。此外,运行(图2)的原理设备的常规tg试验是在低于运行构成的,通过电电压的情况下进行的,往往不能发压UR和UX之现绝缘缺陷。这些对运行设备绝缘差可算出tg水平的试验程序和诊断标准也都远和电容值CX。远没有标准化。通过接在由于现场试验方法本身的不每个试验物上足,造成设备持续不断地发生绝缘的传感器采集故障。因此,必须对设备的绝缘状况U
5、R和UX信进行更广泛、更频繁的试验,或进行号,在计算机中连续监测,以便控制危险因素,并根进行处理,可计据所监测的绝缘状况制定维修计算出绝对的tgd划。和电容值。如果对于气体绝缘设备的绝缘故障图1tg随温度系数变化曲线(负荷+室温)CR是另外一个国际电力1997年第3期-23-电网技术在高压设备的较。然而,由于CT、特别是套管的在测量抽头上接线tg波动很大,一般要超出可接有一个电容器,受的程度,所以运行中绝缘的绝对构成一个分压tg的判定标准是不确定的。相反,器,可提供测量相对tg的测量则不需要参考电容信号。该系统可器,同时也消除了某些共性因素(如处理256个信2.2中所述)的影响。
6、因此,无论运号通道,但目前行条件如何变化,可在相同的基础至多只需96上对设备进行比较。个。在一个三相平衡的系统中,同2.3系统应用一相上两个设备之间或相邻相上两这种绝缘个设备之间的相对tg测量值是需在线监测系统要修正的,否则,会出现其中一个设具有通用性,还备对条件变化的灵敏度不一样的现可用于其它参象。这种相互参照原理可用于整个图2监测系统模拟西林电桥的工作原理数的监测。但到变电站的测量。此外,由于系统是闭目前为止,仅研环回路,可以进行所有的测量,判别设备的电容,那么所计算出的tg究和开发了对tg和电容值的监出有缺陷的设备。和电容值则是相对于这个设备的相测,现场安装的监测系统可以连续
7、2.4在线测量的诊断对值。这一原理可以扩展用于变电测量绝缘的tg和电容,将测量结通过在线测量,选出代表绝缘站中多个设备的测量。这种相对测果贮存起来,并可连续测得长达28劣化的特征值,这些特征值会随运量的突出优点是消除了诸如室温、天的tg和电容数据,测量数值反行条件的变化而改变,如负荷变化运行电压和负荷状态等共性因素的映了设备的绝缘状况,并也可作为等。这些特征值包括:影响,更加强调设计上的差别和对历史统计数据留作参考。tg测量值
