容性设备绝缘在线监测系统应用研究

关键 词 ： 绝缘 ； 监测 ； 系统 ； 术 技
现对 四部分 的 技术原 理介 绍如 下 ： １ 弓Ｉ 言 ４２本地 测量 单元 Ｌ － Ｃ 传 统 的电气设 备绝 缘 检测 主要 是根 据 电 ４１现 场总线 技术 ． 本地 测 量 单 元 Ｌ （ 能 传 感器 ） 常安 ｃ智 通 气设备 预 防性试 验规程 的规 定对 电气设 备进 现场总线 控制技 术 的发展 和应用 ， 为 装在 变电站 电气 设备 的运 行 现场 ，每组 被测 行定期 的停 电试验 、 检修 和维 护 。 由于这 种检 ＳＭ一 Ｉ ２监 测 系 统 总 体 结 构 的 设 计 提 供 了 基 电气设 备（ 三相） 安装 一 台 ， 可就 地监 测 电气设 修 和试 验是定 期进 行 ，难 以及 时反 映设备 内 础 。 谓现场 总线 ， 所 是指 现场 仪表 和数 字控 制 备 的绝 缘特 征参 量 ， 通过 现场 通讯 总线 ， 并 把 部 的故 障 隐患 ，而 且试 验 电压往 往要 低 于运 系统输 人输 出之 间 的全数 字化 、 向 、 双 多站 点 测 量结 果 以数字方 式 传送 到变 电站 的 中央监 行 电压 ， 此 ， 等效 性 相对 较 差 ， 某些 缺 的通讯 系统 。其 特点 主要 表现 在如 下 几个 方 控 器 Ｓ 。 因 其 对 Ｃ 陷反映 不够灵 敏 。 随着 电力 系统 朝 着高 电压 、 面： ①以数字信号取代传统的模拟信号 ， 进行 ＳＭ一 Ｉ ２绝缘 监测 系统 目前 主要 包 括如 下 大容量 的方 向发展 ，如 何保 证 电气设 备 的安 双 向传输 ，一 对双 绞线 或 一条 电缆 上 可以挂 几种 类 型的 本地测 量单 元 ，可根 据监 测需 求 全 稳定运 行变 得尤 为重要 ， 因此 ， 根据 需要 对 载 多个 测量设 备 ， 电缆 的用 量 、 使得 连线设 计 自由进行 组合 。 电气设 备 运 行状 态 进行 在 线 监测 十 分 必要 ， 及 接头 校对等 工 作量 大为 减少 ；② 通讯 总线 （ １ ）电容 型设 备 介损 及 电 容 量测 量 单 元 Ｃｘ； 它可作 为弥补 定期 预防性 试 验不 足 的有效 手 延 伸 到现场传 感器 、 测或 控制 部件 ， 方便 ＬＣ— 检 可 段。 例如 ， 以将在线 监测 与定 期停 电预 防性 地 实现对 现场 测量 设备 的监 视 、 可 诊断 、 验或 校 （ ２ ）避 雷 器阻 性 电 流及 全 电 流测 量 单元 试 验 的结 果 结合 起 来反 映设 备运 行 状况 ， 也 标定， Ｍ 提高了系统的检测精度和抗干扰能力 ， ＬＣ— ＯＡ ； 可 根据在 线监 测的结 果合 理安 排 预防性 试验 节省了硬件数量与投资；③现场总线在结构 （ ３ ）母线 电压 及谐 波分 量 测 量 单元 Ｌ — ｃ 时间。 这样 ， 延长 电气设 备预 防性试 验及 大 上 只有 现 场测 控 设 备 和操 作 管 理两 个 层 次 ， Ｐ 可 Ｔ； 修 的周期 ，也是 逐渐 推行 状态 维修 的有效 途 现 场测控 设备 均含 有微 处理 器 ，它们 各 自进 （变 压器 油 中溶 解 气体及 铁 心电 流测量 ４ ） 径 。本文将 对 ＳＭ一 变 电站 电气设 备绝 缘在 行 信 号采 样 、／ Ｉ ２ ＡＤ转 换 、数 据 处 理 及 报 警 判 单元 Ｌ — Ｒ ＣＴ ； 线监 测系 统及该 套系 统在 ２ ０Ｖ变 电站的技 断 ， 别设 备 的损坏 或退 出运 行 ， ２ｋ 个 不会 影响 其 （污 秽 电流及环 境 温湿 度测 量单 元 Ｌ — ５ ） ｃ 术方案 进行 介绍 。 它设 备 的工作状 态 ；④总 线 网络 系统 是开 放 ＥＮ； ２变 电站绝缘 在线 监测 系统 概述 的， 扩展性 强 ， 户可 按照 自己 的需要 和考 虑 用 （变 压器套 管测 量单 元 Ｌ — Ｂ ６ １ ＣＴ 。 ＳＭ ２ 电站 电气设 备绝 缘 在线 监 测 系 把来 自不 同供货 商 的产 品组 成规模 各 异 的系 Ｉ一 变 本 地测 量单元 Ｌ Ｃ采用模 块 化设计 结构 ， 统采用 分层 分布 式结 构 ，综 合 运用 先进传 感 统 。 所 有测 量单元 的 硬件 结构 完全 相 同 ，均 由传 器技 术 、 字信 号 处理 技 术 、 算 机技 术 等 ， 数 计 ＳＭ ２ Ｉ 一 系统 理想 的布线 原则 是 ：通 过 一 感 器模 块 、 据 采 样模 块 、 处 理器 模 块 、 数 微 通 实现 了信号 采 集 的就 地 数字 化 和智 能 化 ， 并 条 电缆 ， 现 场 中所 有 的节 点 （Ｃ和 ｓ ） 把 Ｌ ｃ 以 讯及 电源管理 模块 分 构成 ，硬件 的 通用性 极 由现场 总线将 实 时数据 送人 变 电站通 信 管理 最短 距离 串接起 来 ， 如下 图所 示 ， 即除两 个 端 强 ， 可互 换使 用 。 系统 。通过 网络通 信还 可 以把 变电站 监控 系 头 的节点 外 （ 简称 端 点 ） ，其他 节 点 （ｃ或 Ｌ 本 地测 量 单 元 Ｌ ｃ的联 接 方式 如 图 ２所 统的监 测数 据汇集 到上 层 的数据 管理 和专 家 ｓ ） ｃ 均含 有 １ 条进线 和 ｌ 条出线 ， 线两 端 的 示 。 总 只要 输入 被测信 号 ， 把通 讯及 电源接 口 并 诊 断系 统 ，实 现对 变 电站 内电气 设备 绝缘 状 节点 （ｃ或 ｓ ） Ｌ ｃ 则仅 含有 １ 条进 线 。 时 ，ｃ 挂 载 到 中 央 监 控 器 ｓ 此 ｓ ｃ提 供 的 现 场 总 线 上 态 的在线 监测 和诊 断 。 与Ｌ ｃ一样可 被视 为 １ 节点 ， 个 并不 存在 任何 （Ａ ｕ）即可进 行实 时测量 。 Ｃ Ｎ Ｂ ｓ， 由于整个监 ３监 测 的对象及 参数 差异 ， 可位 于总线 的任 何位 置 （ 端部 或 中部均 测 系 统 的 联 接 完 全 建 立 在 数 字 化 通 讯 基 础 系 统 主要 是对 ２ ０ Ｖ变 电站 主 变 压 器 、 可 ） ２ｋ 。 上 ，不但 可彻底 解决 模 拟信 号在 传输 过程 中 电流互感 器 、 电压互感 器 、 耦合 电容器 等高 压 为减 少通 讯信 号在 总线 两端 的 波反 射 问 的失 真 问题 ， 高 了监测 数据 的 可信度 ， 提 同时 电气设 备绝 缘情 况 的在线 监测 。ＳＭ一 变 电 题 ，通 常应 在 总 线 的 ２ 端 头 节点 Ｌ Ｉ ２ 个 Ｃ中加 也将 大大 简化现 场 安装 、调试 及运 行维 护工 站 绝缘在 线监 测系统 除对 某些 常 规预 试项 目 １０欧 姆 的 匹配 电阻 （ 过跳 线器 ）特 别 是 作 。 ２ 通 ， 实 现在线 化监 测 以外 ，还 引进 了一些 新 的更 在 总线较 长 的情况 下 。 应注 意 ， 论 总线上 但 无 能 真实反 映设 备状态 的特 征量 。如对 变压 器 是 否 存在 分枝 节 点 （ 在 多 个端 点 ）总线 中 存 ， 本体 ，监测 其油 中溶 解气 体 的含 量和铁 心及 只 能含有 ２ 匹配 电 阻 ，且 应加 在总 线 的最 个 夹件 的接 地 电流 ； 电容性 电气设 备 ｆ 变压 远端 。 对 如 器套 管 、 压 电流互感 器 、 高 电容 式 电压互感 器 ＳＭ ２ 电站 电气 设备 绝缘 状 态在 线 监 Ｉ一 变 和耦 合 电容器 ）监测 它们 主 绝缘 的介 质 损耗 测 系统采 用 了现场 总线 的设 计思 想 ，由安 装 ， 和 电容量 以及末 屏泄 漏 电流 ；对氧 化锌 避雷 在变 电站 内 的监 测 系统 和安 装在 用户 端 的数 器 ， 测其 全 电流 及容 性 和 阻性分 量 ； Ｓ６ 据管 理系统 两部 分构 成 。通过 局域 网或 电话 图 ２ 本地测 量单 元 Ｌ 监 对 Ｆ ： Ｃ的 构成及 系统联 接 断路器 ， 监测 其开 断电 流 、 程一 间特性 、 行 时 分 网 ，用 户可 把若 干个 变 电站 的监测 数 据汇 集 ４ 中央监 控器 Ｓ － ３ Ｃ 合 闸 电磁铁绕 组 电流 、 体压 力 报警 接点 、 到数 据管理 及诊 断 中心 ，整个 系统 的结 构框 气 电 中央监控 器 ｓ ｃ采用嵌 入式 结构 ， 直接 可 动机启 动时 间间 隔和运 转 时间 等 ；对 大 型变 图如 图 １所示 安 装在 电气 设备 运行 区域 （ 需 占用主 控室 不 压 器 、并 联 电抗器 等 ，还监 测其 局部 放 电情 空 间 ）每个 变电站 通 常使用 一 台 。它可 通过 ， 况。 该在线 监 测系统 还提 供对 现场 温度 、 度 湿 现 场 总线 控制 各 个本 地 测量 单 元 Ｌ Ｃ的工 作 及 瓷裙表 面污 秽 电流等环 境 参量 的监 测和 记 状 态 ， 和处 理测 量 数据 及异 常信 息 ， 把 读取 并 录， 作为设 备运行 工 作状 况的辅 助评 估 。 最 终 获 得 的 绝 缘 监 测 数 据 按 照 下 述
工 业 技 术
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容性设备绝缘在线监测系统应用研究
苏 云 东
（ 南 电 网公 司文 山供 电局 பைடு நூலகம் 南 文 山 ６ ３ ０ ） 云 云 ６ ０ ０
摘 要 ： 文介 绍 了 ２０Ｖ 变电站 电气设 备绝缘 监 测 系统的技 术方 案 。 系统的现 场 总线 、 地 测量单 元 （ｃ 、 本 ２ｋ 从 本 Ｌ ）中央监控 器（ｃ 、 ｓ ）数 据 管理 系ｂ （Ｃ 四大部 分 构成 分别 简述 了电 气设 备 绝缘 监测 系统 的基 本 原理 ， 证 了 系统 对容 性设 备 绝缘 在 线监 测 的 可行 性 ， ￣Ｐ ） 论 为 下一 步在各 变电站推 广运 用提供 了理论 依据 。