高压电容器在线监测系统的研究
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１ 现状 概述
于７ ０ 年代左右。当时人们仅仅是为 了不 电容 器 在 运 行 中 缺乏 定 期 清 扫 和 维 电容 器 自身 的 介质 损 耗 及 其 它 发 热 停 电而对电气设备的某些绝缘参数 （ 如 护 ，其 瓷 绝 缘 表 面 因 污秽 严 重 ，在 电网 元 件 引起 本 体 温 升 ，而 温 升 又 会 反 过 来 泄 露 电流 ）进 行 直 接 测 量 。设 备 简 单 ， 出 现 内 、外 过 电 压 和 系统 谐 振 的情 况 下 Leabharlann Baidu加大 介质损 耗 ，是一 种 恶性循 环 。 测试 项 目少 ，灵 敏度 较差 。 导致绝缘击 穿，局部放电 ，造成瓷套管 （ ５ ）电抗 器 的运行 工况 （ ２ ）从 ８ ０年代开始 ，在线监测技 闪络破 损 ，响 声异 常 。 电抗 器 匝 间短 路 对 运 行 电流 及 电容 术 从传 统 的模拟 量测 试走 向数 字化 测量 。 （ ３ ）外壳 鼓肚 器端 电压无 明显 影 响 ， 过流 、 速断、 差压、 （ ３ ）从 ９ ０年代开始 ，以计算机处 当 电容器 内部元 件 发生 故 障击 穿时 ， 不 平 衡 电 压 、不 平 衡 电 流保 护 均 不 起 作 理技 术 为 核 心 的微 机 多 功 能 在线 监 测 系 介质中将通过很 大的故 障电流 ，电流产 用 ，是 电容器 保护 的死 区 。 统。 生 的电 弧 和 高温 使 浸 渍 剂 游 离 而 分解 产 （ ６） 运行 温度 过高 在 国 内 ，在 线 监 测 技 术 的 开 发 与应 生大量气体 ，使得 电容器 的密封外壳内 温度过高导致 ｔ ｇ ８迅速增加 ，降低 用始 于 上世 纪 ８ ０ 年 代 。计 算 机应 用 刚 刚 部 压 力 增 大 ，导 致 电容 器 的 外 壳膨 胀鼓 介质的击穿强 度。技术监督 规程把室温 起步，当时 的在线监测技术水平较低。 肚 ，这是运行 中电容器故 障的征兆 ，应 超 过 ３ ５ ℃列入 三 级报 警 ，超 过 ４ Ｏ ℃列人 到２ ０ ０ ０ 年 后 ，随着 在线 监 测 技术 的不 断 及时处理，避免故 障的漫延扩大。 二 极 报 警 ，当采 取 降温 措 施 无 效 时 电容 成 熟 及 客 观 的需 要 ，在 国内 很 多 地 区 的 （ ４） 熔 断器 熔断 器应退 出运 行 。 供电企业都已开展 了这项工作。 电容器 内部元件发生故障击穿 ，熔 （ ７ ）电容器 投切 瞬 间工况 ２ 典 型案例 断 器 安 装 接 触 不 良发 热 ， 以及 熔 断 器 的 电容器在投入时会 出现 涌流 ，合 闸 摘 录官方 统计 的数 据 ： 额 定 电流选 择不 当 ， 电容 器合 闸 瞬间 ，由 弹跳 及 分 闸重 燃会 在 电容 器 端 产 生 较 高 ２ ０ ０ ４年 １ ０ — １ １ ０ ｋ Ｖ的 开 关 的 事 故 率 于 电容 器 处 于 充 电 状 态产 生很 大 的 冲击 的过 电压 。
２ ０ １ ４ Ｎ Ｏ． ０ １（ 上）
工 业 技 术
高压 电容器在线监测系统的研究
黄志浩 胡 军 赵冰颢 傅国强 （ 广 东电网公 司珠海供 电局 ，广 东 珠 海 ５ １ ９ ０ ０ ０）
摘 要 ：本文主要研 究高压电容器在线监测 系统。首先选择传感器 ，对硬件进行设计，然后 用软件算法计算，设计后 台 监 控 系统 ，最后 实现 实 时通 讯 功 能。 实 际运行 表 明 高压 并 联 电容 器 在 线监 测 系统 对 电容 量 的监 测 精度 可 以达到 ０ ． ５ 级
０ ． ０ １ １ － ０ ． ０ ２ ２台次 ／ 百 台年 合 闸涌流 ， 涌 流过 大均 能使熔 断 器熔 断 。 （ ８ ）高次谐 波 引起 过 电流 ２ ０ ０ ４年 １ １ ０ ｋ Ｖ及 以上 变 压器 的事 故 （ ５ ）电容器 爆 炸 电容 器 正 常 运 行 时不 希 望 电流 中含 率为 ０ ． ４台 次 ／ 百 台年 运 行 中 电容器 爆 炸是 一种 恶性 事 故 ， 有 高 次谐 波 ，因 此选 择 了不 同 电抗 率 的 广东省 ２ ０ ０ ７ 年高压并联电容器的故 当电容器 内部元件故障击穿引起 电容器 电抗器，以减弱谐 波电流对 电容器 的侵 障率为 ５台次 ／ 百台年 极间贯性短路 时，与其并 联运行 的其他 袭 ；少 量 熔 丝 熔 断 后 ，电容 器 虽 然 可 以 （ １ ）１ ９ ９ ６年 ６月 １ ８日 １ ９ ： １ ４贺 州 电容器将对 故障电容放 电，如果 注入 电 照 样 运 行 ，但 有 一 个 副 作 用 ，就 是 电抗 市 电业 公 司 八 步 变 电站 在 人 工 分 闸过 程 容 器 的 能量 大 于 外 壳 所 能 承 受 的爆 破 能 率向减少方 向发生漂移 ，有 可能使限制 中 ，户 外 ２ ＃ ，５ ＃电容器 发生爆 炸 。 量 ，则 电容 器 爆 炸 ，如果 电弧 点燃 的液 的谐波电流进入放大 的频率范围。电力
能够及 时发 现设 备 异常 。
关 键词 ：电容 器 ；传 感 器 ；在 线监 测 系统 中图分 类号 ：Ｔ Ｍ ８ ５ 文献标 识码 ：Ａ
制 造 工 艺 、运 输 等 原 因 ，密 封 不 良出 现 压及 累计超出允许的幅值及持续时间。 国外 许 多 电力公 司从 上 个世 纪 ７ Ｏ 年 渗漏 ，导致套管 内部受潮 ，绝缘 电阻降 （ ３） 运行 电流过 高 代就开始研究并推广应用变电设备 在线 低 。随着 电容器 运行 电压 、 温 度等 变化 ， 运 行 规 程对 三 相 电流 的 控 制 有 两个 监 测 技 术 ，主 要 目 的就 是 减 少 停 电 预 防 内部 压 力 增 加 ，渗 漏 油 更 为严 重 ，使 油 指 标 ，一 是 不 超 过 额定 电流 的 ３ ０ ％，二 性试 验 的时 间和 次数 ， 提 高供 电可 靠性 。 面 下降 ， 元 件上 部容 易受 潮击 穿 而损坏 。 是 三相 不平 衡 电流不 应超 过 ±５ ％。 （ １ ） 带 电测 试 阶段 。这一 阶段 起 始 （ ２ ）瓷绝缘 表 面放 电闪络 （ ４ ）电容器 的绝 缘 变化
于７ ０ 年代左右。当时人们仅仅是为 了不 电容 器 在 运 行 中 缺乏 定 期 清 扫 和 维 电容 器 自身 的 介质 损 耗 及 其 它 发 热 停 电而对电气设备的某些绝缘参数 （ 如 护 ，其 瓷 绝 缘 表 面 因 污秽 严 重 ，在 电网 元 件 引起 本 体 温 升 ，而 温 升 又 会 反 过 来 泄 露 电流 ）进 行 直 接 测 量 。设 备 简 单 ， 出 现 内 、外 过 电 压 和 系统 谐 振 的情 况 下 Leabharlann Baidu加大 介质损 耗 ，是一 种 恶性循 环 。 测试 项 目少 ，灵 敏度 较差 。 导致绝缘击 穿，局部放电 ，造成瓷套管 （ ５ ）电抗 器 的运行 工况 （ ２ ）从 ８ ０年代开始 ，在线监测技 闪络破 损 ，响 声异 常 。 电抗 器 匝 间短 路 对 运 行 电流 及 电容 术 从传 统 的模拟 量测 试走 向数 字化 测量 。 （ ３ ）外壳 鼓肚 器端 电压无 明显 影 响 ， 过流 、 速断、 差压、 （ ３ ）从 ９ ０年代开始 ，以计算机处 当 电容器 内部元 件 发生 故 障击 穿时 ， 不 平 衡 电 压 、不 平 衡 电 流保 护 均 不 起 作 理技 术 为 核 心 的微 机 多 功 能 在线 监 测 系 介质中将通过很 大的故 障电流 ，电流产 用 ，是 电容器 保护 的死 区 。 统。 生 的电 弧 和 高温 使 浸 渍 剂 游 离 而 分解 产 （ ６） 运行 温度 过高 在 国 内 ，在 线 监 测 技 术 的 开 发 与应 生大量气体 ，使得 电容器 的密封外壳内 温度过高导致 ｔ ｇ ８迅速增加 ，降低 用始 于 上世 纪 ８ ０ 年 代 。计 算 机应 用 刚 刚 部 压 力 增 大 ，导 致 电容 器 的 外 壳膨 胀鼓 介质的击穿强 度。技术监督 规程把室温 起步，当时 的在线监测技术水平较低。 肚 ，这是运行 中电容器故 障的征兆 ，应 超 过 ３ ５ ℃列入 三 级报 警 ，超 过 ４ Ｏ ℃列人 到２ ０ ０ ０ 年 后 ，随着 在线 监 测 技术 的不 断 及时处理，避免故 障的漫延扩大。 二 极 报 警 ，当采 取 降温 措 施 无 效 时 电容 成 熟 及 客 观 的需 要 ，在 国内 很 多 地 区 的 （ ４） 熔 断器 熔断 器应退 出运 行 。 供电企业都已开展 了这项工作。 电容器 内部元件发生故障击穿 ，熔 （ ７ ）电容器 投切 瞬 间工况 ２ 典 型案例 断 器 安 装 接 触 不 良发 热 ， 以及 熔 断 器 的 电容器在投入时会 出现 涌流 ，合 闸 摘 录官方 统计 的数 据 ： 额 定 电流选 择不 当 ， 电容 器合 闸 瞬间 ，由 弹跳 及 分 闸重 燃会 在 电容 器 端 产 生 较 高 ２ ０ ０ ４年 １ ０ — １ １ ０ ｋ Ｖ的 开 关 的 事 故 率 于 电容 器 处 于 充 电 状 态产 生很 大 的 冲击 的过 电压 。
２ ０ １ ４ Ｎ Ｏ． ０ １（ 上）
工 业 技 术
高压 电容器在线监测系统的研究
黄志浩 胡 军 赵冰颢 傅国强 （ 广 东电网公 司珠海供 电局 ，广 东 珠 海 ５ １ ９ ０ ０ ０）
摘 要 ：本文主要研 究高压电容器在线监测 系统。首先选择传感器 ，对硬件进行设计，然后 用软件算法计算，设计后 台 监 控 系统 ，最后 实现 实 时通 讯 功 能。 实 际运行 表 明 高压 并 联 电容 器 在 线监 测 系统 对 电容 量 的监 测 精度 可 以达到 ０ ． ５ 级
０ ． ０ １ １ － ０ ． ０ ２ ２台次 ／ 百 台年 合 闸涌流 ， 涌 流过 大均 能使熔 断 器熔 断 。 （ ８ ）高次谐 波 引起 过 电流 ２ ０ ０ ４年 １ １ ０ ｋ Ｖ及 以上 变 压器 的事 故 （ ５ ）电容器 爆 炸 电容 器 正 常 运 行 时不 希 望 电流 中含 率为 ０ ． ４台 次 ／ 百 台年 运 行 中 电容器 爆 炸是 一种 恶性 事 故 ， 有 高 次谐 波 ，因 此选 择 了不 同 电抗 率 的 广东省 ２ ０ ０ ７ 年高压并联电容器的故 当电容器 内部元件故障击穿引起 电容器 电抗器，以减弱谐 波电流对 电容器 的侵 障率为 ５台次 ／ 百台年 极间贯性短路 时，与其并 联运行 的其他 袭 ；少 量 熔 丝 熔 断 后 ，电容 器 虽 然 可 以 （ １ ）１ ９ ９ ６年 ６月 １ ８日 １ ９ ： １ ４贺 州 电容器将对 故障电容放 电，如果 注入 电 照 样 运 行 ，但 有 一 个 副 作 用 ，就 是 电抗 市 电业 公 司 八 步 变 电站 在 人 工 分 闸过 程 容 器 的 能量 大 于 外 壳 所 能 承 受 的爆 破 能 率向减少方 向发生漂移 ，有 可能使限制 中 ，户 外 ２ ＃ ，５ ＃电容器 发生爆 炸 。 量 ，则 电容 器 爆 炸 ，如果 电弧 点燃 的液 的谐波电流进入放大 的频率范围。电力
能够及 时发 现设 备 异常 。
关 键词 ：电容 器 ；传 感 器 ；在 线监 测 系统 中图分 类号 ：Ｔ Ｍ ８ ５ 文献标 识码 ：Ａ
制 造 工 艺 、运 输 等 原 因 ，密 封 不 良出 现 压及 累计超出允许的幅值及持续时间。 国外 许 多 电力公 司从 上 个世 纪 ７ Ｏ 年 渗漏 ，导致套管 内部受潮 ，绝缘 电阻降 （ ３） 运行 电流过 高 代就开始研究并推广应用变电设备 在线 低 。随着 电容器 运行 电压 、 温 度等 变化 ， 运 行 规 程对 三 相 电流 的 控 制 有 两个 监 测 技 术 ，主 要 目 的就 是 减 少 停 电 预 防 内部 压 力 增 加 ，渗 漏 油 更 为严 重 ，使 油 指 标 ，一 是 不 超 过 额定 电流 的 ３ ０ ％，二 性试 验 的时 间和 次数 ， 提 高供 电可 靠性 。 面 下降 ， 元 件上 部容 易受 潮击 穿 而损坏 。 是 三相 不平 衡 电流不 应超 过 ±５ ％。 （ １ ） 带 电测 试 阶段 。这一 阶段 起 始 （ ２ ）瓷绝缘 表 面放 电闪络 （ ４ ）电容器 的绝 缘 变化