论高压电气设备绝缘在线监测装置应用

论高压电气设备绝缘在线监测装置的应用摘要: 对高压电气设备绝缘的在线监测技术的应用现状和最新进展进行了较为全面的介绍,本文介绍了高压电气设备绝缘在线监测系统的监测方法、主要绝缘信号采集处理以及监测系统功能 ,对变电站中主要设备(避雷器、电容型设备、变压器、gis等)的监测要点进行了分析 ,这对电力企业提高设备的运行可靠性 ,减小设备的运行维护成本 ,延长设备绝缘寿命有其参照意义。

关键词:在线监测;诊断;高压电气设备

1.引言

高压电气设备在电网中具有举足轻重的地位 ,如果其绝缘部分缺陷或劣化 ,将会发生影响设备和电网安全运行的绝缘故障或事故。因此 ,在设备投运后 ,传统的做法是定期停电进行预防性试验和检修 ,以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷 ,以防止发生绝缘事故。但是 ,随着电网容量的增大 ,高压电气设备的急剧增加 ,传统的预防性试验和事后维修已不能满足电网高可靠性的要求。同时 ,由于高压电气设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程 ,在很多情况下预防性试验已无法发现潜在的缺陷。

2.高压电气设备的绝缘在线监测

2.1.1 发电机的绝缘在线监测

绝缘是发电机事故概率最高的部分。就目前国内情况来看 , 200mw 以上的发电机定子绕组的故障率高达 40 %, 其中电气方面占主要因素 , 国内外均把绝缘作为发电机在线监测的主要项目。

现在广泛采用局部放电来监测发电机绝缘状况。在发电机中 , 楔

形体松动、槽放电、绕组断股放电、端部电晕放电、绝缘过热和污染都能通过局部放电试验检测出来。由于抗干扰技术和检测技术的不同 , 也就有了不同形式的局部放电监测仪器 , 它们之间监测

效果也有差异。目前 , 在发电机绝缘局部放电监测仪方面 , 西方的一些国家 , 如加拿大 ris公司和adwel 公司的 pda 产品、德

国 ldic 公司的 pd产品、瑞士pdtech公司的pdm产品较为成熟 , 不仅能监测局部放电幅值 , 还能检测出放电的相位、频率等参数

并有相应的波形显示,这些产品在世界很多大中型发电机上组运

用。国内的部分大专院校、科研机构、电力试验研究院 (所) ,也

相继开发了一些发电机绝缘局部放电监测产品,投运于一些发电机

组并取得了一定的运行经验。

2.1.2变压器的绝缘在线监测

目前,变压器绝缘在线监测主要监测其绝缘油中分解气体含量

和的局部放电。一种监测变压器油中溶解气体分析 (dga) 的装置 , 利用聚合物薄膜实现将特征气体 h2、co、ch4、c2h2、c2h4、c2h6 从油中分离 , 采用新型催化酶气体传感器检测气体含量 , 能判

断变压器是否存在过热、放电等异常及故障类型。

2.1.3电容型高压电气设备的绝缘在线监测

对于电容型高压电气设备 (ct、cvt、oy、变压器套管) 主要监测其交流泄漏电流、等值电容、tgδ值。研究和大量试验充分证明 , 监测交流泄漏电流可以灵敏反映容性设备的整体受潮程度 ,监测

检测介质损耗角正切值 (tgδ) 对早期局部缺陷反映灵敏。俄罗斯、乌克兰等国家对超高压 ct已不采用 10kv 下测量tgδ的离线测量方法。

2.1.4氧化锌避雷器的绝缘在线监测

氧化锌避雷器主要监测其阀片受潮及老化。从80 年代开始 , 日本的lcd - 4 型阻性电流测试仪和东北电力试验研究院研制的moa - rcd 型阻性电流测试仪在电力系统广泛使用 , 这两种产品既能带电检测 , 又能在线检测运行电压下的阻性电流和其它参数。目前 , 一种能安装于避雷器接地引下线上测量运行电压下泄漏电流和记录避雷器动作次数的避雷器在线监测仪大量投入运行。

2.1.5gis 的绝缘在线监测

gis 的在线监测有机械、化学、电的检测方法。机械方法采用一个高灵敏性的压电加速传感器和超声波传感器 , 来检测在局部放电或在绝缘故障时产生的机械振动和弹性波 , 德国lda - 5/ s 超声探测器能有效地检测 gis内的危险局放源。化学方法采用 sf6 分解产物的气体分析 , 来检测局部放电和局部过热。

3.高压电气设备在线绝缘监测系统的软件研究

3.1 开发软件的选用

对电力设备的介质损耗、泄漏电流、等值电容、运行电压等参数实施不间断的在线监测 ,其数据量是非常庞大的。以半小时采集50 条数据计算 ,一个月的数据累计就达36000 条。程序设计语言选用 c++builder3 ,它是borland公司推出的程序开发软件。利

用它开发的应用程序具有较强的数据库功能。在一个由10000 条纪录组成的数据库中寻找一条纪录 ,仅需几秒种。

3.2 主控程序结构

主控程序主要包括数据查询、自动分析、远程通讯、系统管理、帮助五大程序模块。

1) 数据查询该模块包含设备选择、查询时间选择和检则参数选择三项。可对避雷器的 a、b、c 三项的泄漏电流、运行电压和主变套管、耦合电容器、电流互感器的a、b、c、o 四相的介质损耗、泄漏电流、运行电压、等值电容等参数的任意时间段内的数据进行实时分析。并可根据分析数据画出相应图像 ,监测者可根据图像准确地分析出设备的运行情况。当监测设备的数据超过警戒值时 ,程序会自动启动报警装置 ,提醒值班人员对事故进行及时处理。

2) 自动分析系统对每一种设备的a、b、c、o四相的所有参数数据进行自动分析 ,并列“数据自动分析系统”表中。

3) 远程通讯远程通信是由调制解调器(modem)联接到电话公共交换网络或企业局域网(intranet)上来完成计算机之间的远程数

据传输的。使技术人员不必亲临现场就可在管理部门的计算机系统中根据最新数据对变电站设备的运行情况作出分析 ,并可远程遥

控监测程序的执行方式。

4) 系统管理系统管理模块包含设备管理和数据管理两部分。设备管理允许管理人员添加或删除监测设备 ,数据管理提供了删除

和备份数据功能。