500kV变电所绝缘在线监测系统运行数据分析

500kV变电所绝缘在线监测系统运行数据分析Analysis of Oper ation o f On-line M onitaring Sy stem for500kV Substation
辽源电业局(辽源136200)　赵殿全　韩宝银
华中理工大学(武汉430074)　姚文冰
武汉高压研究所(武汉430074)　马治亮　黄盛洁
摘　要　介绍了东丰500kV变电所绝缘在线监测系统及运行10个月来被监测设备tg D测量数统计分析。

结果表明,在线监测数据与停电测量结果有可比性,一个月的巡检数据统计表明预测数据稳定,能代表设备的绝缘状况,监测系统为运行人员了解设备绝缘状态提供了有效手段。

另外,对CV T如何在线测量t g D的接线方式进行分析。

Abstract　T his paper presents t he on-line insulation monitor ing sy st em of in Do ng Feng500kV subst atio n de-veloped by autho rs.T he result s o f tg D mesurement ar e studied statist ically and com par ed with the results by ro uting test.
关键词　绝缘　在线监测　分析
Key words　insulatio n　o n-line monit or ing　analysis
1　概　述
“状态检修”是设备检修的发展方向,在线监测则是实现它的基础。

辽源电业局与武汉高压研究所共同研制的东丰500kV变电所绝缘在线监测系统能较好地排除干扰准确测出变压器内部放电及故障点的位置,准确测量设备介质损耗。

系统于1996年11月7日正式投入运行,至今已对变电站除开关外的主要电气设备进行了10个多月的运行检测,并取得了大量数据,本文将主要对设备的tg D测量数据进行分析。

2　东丰500kV变电所绝缘在线监测系统介绍
东丰500kV变电所是东北电网一个大型枢纽变电所,有500kV引出线2路,220kV引出线8路,绝缘在线监测系统功能包括:
a)2台500kV/220kV/63kV三绕组变压器的局部放电测量及定位。

主变500kV、220kV、63kV套管tg D、C、I测量,主变铁芯,夹件接地电流测量。

b)5台63kV电抗器局部放电测量及其套管tg D、C、I测量。

c)500kV引出线、母线等的CT、CVT的tg D、C、I测量,避雷器泄漏电流测量。

d)220kV引出线、母线等CT、CVT、OY的tg D、C、I测量,避雷器泄漏电流测量。

e)500kV,220kV,63kV母线电压、频率测量及电压谐波分析。

f)环境温度自动测量。

监测系统对变电所的所有要检测的一次设备每隔2小时进行一次巡回检测,对每台设备的不同绝缘参数进行数据处理、存储及越限值报警。

设备介质损耗值能否准确测量是绝缘在线监测的关键技术之一。

有人采取一种简单的方法,不直接测出运行设备的tg D值,而由用户提供设备绝缘预试值结果,再输入计算机中,由软件进行跟踪处理,但它不是设备运行时的真实绝缘参数。

从1993年开始,作者经过4年的实验室研究及变电站的现场长期运行检测,解决了一系列关键技术研制出来的一套测tg D系统,可测得设备在运行中的绝缘参数(包括tg D),其准确度达1.0%,稳定度达0.1%并由国家高压计量站检定合格[1,2]。

为得到上述测量系统,对电压、电流传感器进行了反复的深入的试验研究及筛选,角差均不大于3′。

将电压传感器接到母线PT的二次测取得电压信号,由穿心式电流传感器通过被测设备的接地线取得电流信号,采用数字滤波,数字信号处理,分离出检测的信号中被测电流的有功、无功分量,求出tg D值。

由于干扰,变电站电压、电流的过零点是变化的,系统不采用从电压,电流过零点求U角的方法,计算出tg D值。

3　在线检测结果与停电试验数据比较
对10个月运行数据的统计分析结果表明停电试验结果与在线监测结果有可比性。

表1、2为电流互感器及套管设备tg D测量结果比较。

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33
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1998年3月 高电压技术 第24卷第1期
表1　1#主变500kV电流互感器
相位
停电测量
1995-05-17
tg D/%C x/pF
1996-04-15
tg D/%C x/pF
在线测量
1997-04-14T16∶39
U/kV I/mA tg D/%C x/pF
A0.310540.3988.6303.695.70.441001.2 B0.210680.3994.1302.9101.50.511064.7 C0.610680.3994.1303.1101.10.971059.7
表2　1#主变500kV套管
相位
停电测量
1995-05-16
tg D/%C x/pF
1996-04-14
tg D/%C x/pF
在线测量
1997-04-20T8∶11
U/kV I/mA tg D/%C x/pF
A0.44900.6484310.351.30.35524.7
B0.34930.5486310.447.50.18485.7
C0.44910.6483309.846.50.58476.6
表3　t g D值按时刻统计分析(数据量336)
小时1357911131517192123 tg D/%0.1950.1960.1970.1990.1930.1990.2120.2200.2130.1970.2000.197 R/% 3.3 3.5 3.5 2.5 4.6 4.3 3.2 4.5 5.5 3.2 3.2 2.9
4　巡检监测数据的统计分析
对1996年11月份OY-2101A相tg D检测的
336个数据进行统计分析,求出其均值及标准方
差R见表3,从中可见一个月内各时刻测得的结
果分散性不大,在0.195%～0.22%之间。

5　C VT在线测量tg D方法探讨
在变电站运行的CVT中,通常有两种接地
方法,即C2与电磁PT分开接到地系统(见图
1)
图1　Ⅰ母线CV T传感器安装位置图
和C2与电磁PT汇合一起接到接地系统(见图2)。

东丰500kVⅠ、Ⅱ母线CVT同型为TEHM P500,传感器分别按图1、2位置安装,而tg D测量结果差别很大,1997-04-05T15∶14,监测结果见表4。

图2　Ⅱ母线CVT传感器安装位置图
表4　500kV母线CV T在线监测结果
相位电压/kV电流/mA t g D/%C x/pF
A
Ⅰ
Ⅱ
306.3
306.5
464.6
476.6
3.19
0.84
4818
4939 B
Ⅰ
Ⅱ
306.4
306.5
460.0
475.7
3.07
0.54
4770
4929 C
Ⅰ
Ⅱ
306.5
305.6
517.4
485.9
3.23
0.55
5384
5051
1997-04-14T12∶41,改按图2接线的母线Ⅰ监测结果见表5。

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・ M ar.1998 HIGH　VOLT AGE　ENGINEERIN G Vol.24No.1
表5　500kV母线I CV T在线监测结果
相　位相电压
/kV
电流
/mA
t g D
/%
C x
/pF
A306.3463.20.814805.4
B306.0455.10.714728.5
C305.6516.10.775369.4
6　利用绝缘在线监测系统发现设备缺陷
松丰线A相CV T为2节OY110/3-0.01和一节OYFB-0.0438型串联。

传感器位置如图1。

由传感器测得的电流为0.4m A,传感器所测得的数据明显不合理,春检停电更换新传感器后所测数据仍无变化。

检查试验,证明传感器没有问题,因此,可能是电容器末端小套管绝缘不良,或者接地线对传感器铝壳绝缘不良以及电磁PT 绝缘不良,电流被旁路,导致传感器中测不到电流,拆下CVT末端线,测量小套管绝缘电阻为200M8,测量引线对传感器铝壳绝缘电阻为2000M8,属正常范围。

怀疑电磁PT绝缘不良,拆下电磁PT引线,测量其一次绕组绝缘电阻仅700M8,将电磁PT退出运行,此时CVT仅作耦合电容器用1997-6-25T07∶15测量结果见表6可知为CVT之电磁PT一次绕组绝缘不良,大部分电流被旁路,导致传感器测不到电流。

表6　拆除电磁P T后在线监测结果
相电压
/kV
电流
/mA
tg D
/%
C x
/pF
138.1189.50.444358.1
再从变电所运行记录中,已查到该CVT二次无电压输出。

因此可以确认CVT之电磁PT一次绕组绝缘不良。

7　结　论
a.一个月的巡检数据统计分析表明所得数据分散性不大,可以代表该设备的绝缘状况。

b.停电试验结果与在线监测数据有可比性。

用在线监测系统通过数据分析可发现设备缺陷。

c.CVT由于电磁PT影响,传感器接线方式不同所测得的tg D值有较大差别。

参　考　文　献
1　姚文冰等.变电站一次设备绝缘在线监测系统研究.
高电压技术,1996,22(3):27
2　黄盛洁等.变压器局部放电在线监测技术研究.高电压技术,1996,22(4):39
(收稿日期　1997-10-09)
赵殿全　1961年生,1991年毕业于东北电力学院。

高级工程师,从事继电保护及绝缘在线监测工作。

(上接第32页)
图8上面波形为差动平衡系统输出波形;下面为大电流传感器输出波形。

定向耦合差动平衡系统使信噪比显著提高,信噪比由原来的1.25提高到4。

试验结果表明该方法有效。

5　结　论
a.罗戈夫斯基线圈适合于变压器局部放电在线监测。

b.为了提高灵敏度,电流传感器宜采用谐振式回路。

c.并联电容越小,传感器灵敏度越高;并联电阻越大,传感器灵敏度越高。

电容的变化受采用的测量频率限制。

应合理选择并联电阻,使在高灵敏度下保证合理的脉冲时间分辨率。

d.由罗戈夫斯基线圈分别从高压套管底部和末屏接地线取信号而构成的定向耦合差动平衡系统能有效地抑制外部电磁干扰,并有可能判断出局放发生的相序。

参　考　文　献
1　M alew ski R et al.Insulatio n diagno st ic system fo r HV pow er transfor mer s in ser vice.CIG RE,1986,12-01 2　Black I A.A pulse discr iminat ion system for dis-cha rg e detectio n in electrica lly no isey envir o nments.
1975.
3　Bor si H et al.A pplication of Ro go wski coils part ial discharg e decoupling and no ise suppr ession.ISH, 1987,43-02
4　罗　兵等.变压器局部放电在线监测的非磁性芯棒式电流传感器的研究.电工技术学报,1995,(4):30
5　朱德恒.电力设备绝缘在线检测技术.电器技术,1987.
6　L uo Bing et al.A new metho d of noise suppressio n fo r o n-line monito ring par tial dischar ge in tra nsfo rm-ers.ISH-1995,5587-2
7　罗　兵.变压器局部放电在线监测系统原理及方法的研究.清华大学博士学位论文,1995.
(收稿日期　1997-07-19)
罗　兵　1966年生,博士,主要从事电气设备在线监测、智能化故障诊断技术等研究工作。

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1998年3月 高电压技术 第24卷第1期 。