变压器套管绝缘在线监测装置应用分析

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1、装备应用与研究◆ZhuangbeiyingyongyuYanjiu_--■_●_tj________________-___●______一变压器套管绝缘在线监测装置应用分析孙庆森吴斌孟庆波张国栋(1．国网泰安供电公司，山东泰安271000；2．山东五岳电器有限公司，山东泰安271000)摘要：介绍了套管绝缘状况的主要参数、电容量和介质损耗冈数的检测原理与方法，概述了套管绝缘在线监测装置的特点，最后分析了传感器自身的误差、环境冈素、偶然因素对在线监测数据的影响，以便排除干扰，避免发生误报警。关键词：变压器；

2、套管绝缘；在线监测0引言(2)能够根据检测数据有效判断套管的状况，并对潜伏性故障进行预警；变压器用油浸电容套管易受高介电及热应力影响，套管绝(3)在线监测装置与一次设备的连接安全可靠，并可在不缘故障是引起变压器故障的主要因素之一，研究表明套管绝缘停电的情况下对监测装置进行检修和维护；故障占到变压器故障的4O，有些故障甚至会引起火灾，导致(4)应具有较强的抗干扰能力和良好的电磁兼容性能；严重事故。而套管故障的产生都是一个渐进过程，对套管绝缘(5)装置中配有雷电保护装置。进行监测可以有效预防和尽早发现套管故障。

3、利用传统的离线测试来探测套管绝缘变化需要较长的测4影响套管绝缘监测结果的主要因素以及结论判断试周期，而且需要断网停电。变压器套管绝缘在线监测装置能够实时在线监测套管绝缘状况，有效避免或减少套管绝缘故障影响套管绝缘在线监测装置检测结果的主要因素包括3引起的变压器停运，具有巨大的经济效益。个方面：传感器自身的误差、环境因素和偶然因素。4．1传感器的影响1套管绝缘状况的主要参数传感器是整个在线检测装置的信号输入端，担负着信号电介质在电场作用下，由于电导和极化现象的存在而产生提取的任务，信号的质量严重影响在线检测的

4、数据。传感能量损耗，统称为介质损耗。在外加电压、频率一定时，介质损器通常安装在变压器本体上，处于强电磁环境中，容易受到耗与介质的等值电容和介质损失角正切值taruS"成正比，而ta电磁干扰；同时传感器为户外安装，容易受到各种环境因素值仅与绝缘材料性质有关，与绝缘材料的尺寸大小和形状无的影响。为了能够准确获得检测信号，传感器应该满足以关，它是一定状态下电介质的同定值，此可以通过在线测量下要求：电介质的电容量C和介质损耗因数tan8，来判断其绝缘状况。(1)应具有较强的抗干扰能力和良好的电磁兼容性能。(2)具有

5、较高的灵敏度和良好的线性度由表1可以看2电容量和介质损耗因数的检测原理与方法出，采集到的末屏电流信号比较微弱(毫安级)，数值变化也非套管绝缘在线监测装置通过电压互感器(PT)提取标准电常小，此需要传感器能够灵敏检测出末屏电流的微小变化。压信号，通过电流传感器引取套管末屏电流信号，然后用傅里eGDW540．32o1O中明确规定，电容性设备绝缘在线监测装叶变换滤掉干扰成分，分离出信号基波，再对电压检测信号和置的电流测量误差应满足±(标准读数×1+0．1mA)的电流检测信号进行矢量运算，计算出套管绝缘的介损值和电

6、要求。容量。(3)检测信号和输出信号之间的角差变化较小。在传感器以PT电压信号u为参考轴，将套管的末屏电流信号J分线性工作区间和温度变化的极限范围内，其角差的最大变化值解成水平分量和垂直分量，如图1、2所示。应小于±O．5。(4)传感器的接入必须保证套管末屏的可靠接地。在套管运行时，要求末屏可靠接地，若套管末屏的接地出现故障，存在烧毁套管的危险。安装在线监测装置后，末屏通过传感器进行接地，因此传感器的接人必须保证末屏的可靠接地。此外，传感器上还应配有雷电冲击保护元件。(5)传感器应为有源传感器。无源传感器输

7、出的信号通常只有几十毫伏，易受外界的干扰而失真。有源传感器能够对信图1电流矢量法图2试品等效电路号进行就地放大，有效增强输出信号，从而降低外界干扰的P×100％一×100o。一I)<100ta一影响。4_2环境因素的影响式中，P为被测试品的有效功率；Q为被测试品的无功功率。C—I／2rrfU变压器套管周围环境温度、湿度每天都有周期性变化。绝式中，C为三相电容(F)．厂一5OHz；U为PT电压。缘材料的介质损耗凶数与其本身温度有关，环境湿度则会影响套管表面的电场分布，从而影响介质损耗因数的测量值[3]。一3套

8、管绝缘在线监测装置的特点般情况下，套管绝缘在线监测装置对同一套管检测的介损值一(1)实时获取监测数据，并能够剔除虚假数据；天内会有规律地变化。40ZhuangbeiyingyongyuYanliu◆装备应用与研究雾■■■■●■■■■■■■■■●■■■■■■■■■■■■■■●■■■■■一l{表12012—0905某110kV变压器三相套管绝缘检测数据(2)由图4和图5可以清楚地看出，每天介损数据的变化是有规律的，且