浅析变电站电气设备绝缘在线监测技术.pdf

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1、浅析变电站电气设备绝缘在线监测技术江西省送变电建设公司张治华摘要：本文对变电站电气设备绝缘在线监测技术及绝缘维护技术展开了探讨分析，并对在线监测技术的发展方向进行了展望。关键词：变电站；在线监测；电气设备；绝缘；发展方向1前言变电站是输配电系统中的重要环节，对变电站中各类电气设备实现状态监测，学习利用国内外的各种先进监测方法和装置，对提高变电站中各主电气设备的运行可靠性，减小设备的运行维护成本，延长设备的使用寿命，减小事故发生率，有着重要意义。随着国内外一些尖端技术如传感技术的发展、红外线技术和计算机信息技术的日益成熟，在智能化理论如神经网络和专家系统的基础上，组

2、成了更高层次的电气设备在线监测系统，使系统向着智能化的方向发展，使设备的故障率进一步降低。从技术上看，一般的预防性试验电压远远低于运行电压，预防性试验所测结果不如在运行电压下在线监测的结果符合实际，往往不能发现绝缘缺陷；绝缘故障总是有一定的潜伏和发展时间，而预防性试验是定期进行的，不能及时准确地发现故障，造成漏报或误报。从经济角度看，定期的电网停电试验会对国民经济造成一定损失，定期大修和更换部件也需投资，所以预防性试验不是最经济的方式。为降低停电和维修费用，人们开始关注在带电测量技术的基础上发展起来的新的监测技术——在线监测，并探索以在线监测为基础的状态维修。状态

3、维修的基础是在线监测技术。在线监测的重要特征是监测系统采用高灵敏度的传感器对反映电气设备绝缘在运行中劣化的信息（特征量）进行采集，信息的处理和诊断依赖于具有丰富软件支持的计算机网络。由于它能够准确地监测运行中设备的绝缘状态，为电力系统的安全运行提供了可靠的保证。2绝缘在线监测技术的原理电力设备在线监测技术是一种利用运行状态来对高压设备绝缘状况进行试验的方法，通常一种电力设备的在线监测仪器或系统，由传感器系统、信号采集系统、分析诊断系统组成。目前常用的传感器有电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等；信号采集系统是将传感器得到的模拟量转换

4、成数字量进行传输，应用数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，抑制和消除外界干扰和背景噪声，提取真实信号，并进行信号的还原，光电传输和光纤传输的引入有效地解决了高压隔离的问题；分析诊断系统对所采集的信号进行分析、处理和诊断，得到监测电力设备绝缘的当前状况，并根据需要进行绝缘诊断和寿命评估。图1为在线监测的基本流程框图。图1在线监测流程图油中溶解气体监测部分通过控制处理部分可以独立构成单元，实现油中溶解气体的监测，并且通过通讯部分转接到工业控制计算机，实现了对多台变压器油中溶解气体的在线监测。变压器套管绝缘、电容性设备介损、MOA阻性电流的监测，通过各自相应的电流传

5、感器获取信号，经信号控制处理部分，再将数据联系到工业控制计算机，这样也方便实现了对多个电容性设备和MOA阻性电流的监测。最后监测数据经远程通讯，传送到供电局内MIS系统上，实施对设备绝缘的及时监督。2.1变压器油中溶解气体在线监测单元目前运行中的大型电力变压器，绝大多数是用变压器油来浸渍的，浸渍后绝缘及散热性能都有明显提高。油与绝缘纸（纸板、纸筒等）一样都是有机绝缘材料，在热、电、氧、水等多种因素作用下，容易逐渐裂解变质。色谱分析方法可用来对这些裂解出来的低分子气体进行分类定量监测，可在一定程度上反映出此油浸纸结构中的故障或老化过程。用气相色谱法监测变压器绝缘油中

6、的气体，这种技术现已比较成熟，在国内外存在多种技术和方法，但基本理论相似。变压器油中固有的有机绝缘材料，在运行电压的作用下，因热，氧化和局部电弧等多种因素的作用，裂解出包含H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6在内的多种气体。通过分析油中气体的含量可以有效的分析变压器的运行状况、运行寿命和绝缘老化进行分析，进行早期故障诊断。由于传感器技术和计算机应用技术、信息技术的发展，现在对油中气体采用高灵敏度传感器可以检测出H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、微水、油温等相关量的含量。在现场，从油中脱出气体的方法应用较多的是利用某些合成材料薄膜的透气性

7、，让油中所溶解的气体经此膜而透析到气室里。整个监测装置可分为油气分离单元、气体检测单元和微机处理、控制及诊断单元。2.2变电站电容型设备的在线监测容性设备主要包括藕合电容器，主变压器的电容型套管及电容型互感器。通过监测电容器设备的三相不平衡电流、电容量、介质损耗因数tgδ、工作时的电容电流可及时掌握这些设备的绝缘状况，并根据历史的、横向的、相间的比较，以及绝缘特性的发展趋势，及早发现潜伏故障，提出预警，避免严重事故的发生。在运行电压下对设备的绝缘状态进行检测，可以真实反映设备绝缘水平。电容型设备绝缘监测技术发展可分为两个阶段：带电测试阶段和以计算机为核心的在线监测

8、。无论是带