高压设备绝缘在线监测系统
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高压电缆绝缘在线监测与诊断系统研究发布时间:2023-03-03T09:02:49.828Z 来源:《科技新时代》2022年第20期作者:周鹏[导读] 城市电网改造升级进程不断加快,电力电缆工程规模不断扩大周鹏国网泰州供电公司输电运检中心江苏省泰州市 225300摘要:城市电网改造升级进程不断加快,电力电缆工程规模不断扩大,为了保证供电可靠性、安全性,加强电力电缆的局部放电检测十分重要。
电力电缆因为其自身的特点,从而使其在运行操作中需要注意许多的问题,较为突出的便是电力电缆的故障现象。
城市电网发展的日益提高,使高压线路应用的日益普遍,但同时其必要性也不言而喻。
避免由于电缆故障引起的各种危害,避免对电能效率和运行安全产生不良影响。
本文阐述高压电力电缆工程中的试验目的提出高压电缆绝缘在线监测与诊断系统的应用措施,从而避免对电能效率和运行安全产生不良影响。
关键词:电力电缆;规划设计;电能效率;故障预防中图分类号:TM75 文献标识码:A引言伴随着电力电缆检测技术不断推陈出新,不断有新工艺和新设备涌现,在现场条件允许情况下,应结合电力电缆特性进行局部放电检测工作,以便于及时发现和解决安全隐患。
电力电缆在生产、安装、运输和运行等各阶段,可能出现气泡、杂质、毛刺和凸起等缺陷,受到潮气、水分和化学物质等影响会导致电力电缆绝缘老化,不仅降低了电力电缆使用性能和使用寿命,还会威胁到供电安全性和连续性。
对此,针对电力电缆应选择高频分布式局部放电检测方法,为电力电缆工程质量提供坚实保障。
1 试验目的高压直流电缆的耐压试验主要是为获取直流电缆的击穿电压与时间的关系曲线(寿命曲线),通过较高的试验电压获得在较短时间的击穿电压值,以此外推的方法求出相应于时间为无限长的电缆击穿电压。
确定电缆寿命曲线一般采用逐级加压的方式,以便比较电缆的相对质量。
同时,在试验电压一定时,电缆运行温度的高低对电缆寿命有着较大的影响,电缆导体的持续载流发热会在绝缘层中形成一个温度梯度,靠近导体屏蔽处温度高,靠近绝缘层处温度低,从而影响绝缘层中的电导率分布,有可能会出现绝缘层外径处的电场强度很高,而绝缘层内径处电场强度下降,发生“电场反转”现象,从而使电缆的击穿电压值随时间增长而降低。
高压电气设备绝缘在线监测摘要:本文介绍了高压电气设备绝缘在线监测的概念、绝缘在线监测系统,并具体介绍了氧化锌避雷器、GIS、变压器在线监测技术以及绝缘在线监测存在的一些问题。
关键词:电气设备、绝缘、在线监测前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。
因此,实现高压电气设备绝缘在线、实时、动态监测,则有可能实现由局部推测整体,由现象判断本质,以及由当前预测未来,不必将设备逐一拆开,分别检验,从而满足现代化设备使用维修和生产的需要。
一、绝缘的在线监测的概念和特点绝缘在线监测是指在电气设备处于运行状态中,利用其正常信号和异常信号,包括电压、电流、局部放电量、介质损耗值、泄露电流以及设备电容值等多种信号来监测设备绝缘状况。
基于现代智能技术的处理,监测信号的特征参数能够真实的反映电气设备绝缘的运行工况,从而来实现对电力设备运行状态的带电测试或不间断实时监测和诊断。
特点:真实性强、灵敏度高、反映及时等特点二、传统的预防性试验存在的缺点及绝缘在线监测的优点1、传统的预防性试验存在的缺点(1)、试验时需要停电,造成少送电和少发电。
特殊情况下,由于设备不能停电造成漏试而形成安全隐患。
(2)、测试程序复杂、工作量大、时间集中。
而且易受人为因素影响。
(3)、试验周期长,不能及时发现、诊断出一些发展较快的缺陷。
(4)、试验电压低,可能远远低于设备实际的工作电压,而且由于试验期间断电,不能真实地反映设备在运行状态下的电场、磁场、温度和环境等影响,因而诊断的结果未必符合实际运行状态。
YHDZ系列电网运行设备绝缘在线监测装置说明书一、产品概述YHDZ电网运行设备绝缘在线监测是一种能够在线监测高低压设备的绝缘状态,该装置的使用为诊断比如电缆、真空开关、绝缘子、避雷器等早期缺陷和事故隐患、控制突发性绝缘事故、监测电气设备绝缘性能的好坏提供了有效的信息。
该装置安装方便、操作简单、实时性强、监测信息更加真实准确,广泛应用于0.4kV-35kV电力系统中。
产品具有如下特点:(1)设备绝缘实时真实:高低压设备在线监测技术不受设备运行情况和时间的限制,可以随时对设备绝缘状态进行实时监测,其检测结果更符合实际情况,更加真实和全面,一旦设备出现缺陷,能及时发现并跟踪进行人为处理;而定期预防性试验只能检测某一时间设备的绝缘状态,不具备实时性,无法确定设备何时出现绝缘缺陷,无法检测缺陷的发展状态。
(2)采用先进的无线通讯模块进行通讯,避免了繁杂的现场布线。
同时又具有良好的抗干扰性、稳定性和可靠性;系统可以根据现场布局进行灵活配置,动态增减监测装置类型和数目,可监测通讯异常、监测装置异常、数值超限报警等,可以及时发现和排除系统故障,系统自动记录设备采集的有效数据并通讯上传,可以方便调用历史时期的数据以便查看和了解系统运行的历史状态。
(3)采用高性能的单片机控制管理,液晶显示屏显示被测设备当前运行状态。
当诊断出运行设备故障时,可驱动指示灯、蜂鸣器同时报警、告警继电器动作,以便于设备维护人员及时了解电缆线路、真空开关、绝缘子、避雷器等绝缘状态。
二、使用说明1、人机界面介绍人机界面由液晶显示屏、指示灯、按键三部分组成。
液晶显示屏显示装置运行或用户操作时的相关信息。
液晶屏主界面显示被检测设备当前状态、当前时间、产品名称。
当PT二次侧三相电压未接入检测装置时,主界面显示“当前状态:停运”;三相电压正常接入检测装置且泄露电流不超过报警阈值时及当装置未检测到被监测对象出现故障时,主界面显示“当前状态:正常”;三相电压正常接入检测装置且泄漏电流超过报警阈值或三相电压出现异常(如单项接地或某项失电)、或监测到真空开关异常时,主界面显示:“当前状态:故障”。
电力设备在线监测与故障诊断课程设计题目:电气设备绝缘在线监测系统专业:电气工程及其自动化班级:09电气2班学生姓名:王同春学号:0967130219指导教师:张飞目录摘要 (3)引言 (3)1 在线监测技术的发展现状 (3)1.1 带电测试阶段 (3)1.2 在线监测及智能诊断 (4)2 在线监测技术的基本原理 (4)2.1 在线监测系统的组成 (4)3 硬件设计 (6)4 电流传感器 (6)5 前置处理电路 (7)6 数字波形采集装置 (7)7 现场通信控制电路 (8)8 结语 (8)参考文献: (8)摘要: 绝缘在线监测与诊断技术近年来受到电力行业运营、科技部门的高度重视,应对其进行深入研究并开发应用。
在线监测系统主要是对被测物理量(信号)进行监测、调理、变换、传输、处理、显示、记录、等多个环节组成的完整系统。
随着传感器技术、信号采集技术、数字分析技术与计算机技术的发展和应用,使在线监测技术将向着更加准确、及时、全面的方向发展,使电气设备的工作更加安全可靠。
关键词: 电力系统;高压电气设备; 绝缘在线监测系统;引言在电网中,高压电气设备具有不可替代的作用,若其绝缘部分劣化或存在缺陷,就可能对电网设备的正常运行造成影响,进而引发安全事故。
而以往的设备检修和测试工作都是在电网设备运营过程中,通过定期停电的方式来完成的。
但这种检修方式也存在很多问题:①检修时必须停电,影响电网正常运营。
一旦碰到突发状况,设备不能停电而造成漏试,可能埋下安全隐患。
②由于测试程序繁琐、时间集中,且任务紧迫,工人的工作量较大,极易受人为因素影响。
③检修周期长,某些故障就极易在这个周期内快速发展,酿成大事故。
④测试电压达不到10KV,设备实际运营时的电压要比这个数值要大,同时因为测试期间停电,设备运营过程中关于磁场、温度、电场以及周围环境等情况无法真实的反映出来,因而测试结果不一定与实际运营情况相符。
高压电气设备随着电网容量的持续增大而急剧增加,以往的预防性测试及事故维修已无法保证电网的安全运营。
高压电缆局放在线监测系统设计方案福州亿森电力设备设备有限公司2016年9月摘要:在XLPE电缆投入运行后,由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等,使得电缆在运行中绝缘裂化,为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故,需要对电缆的运行状态进行即时监测,监测系统控制着电缆及其附件的质量。
局部放电是目前比较有效的在线监测方法,局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等,本文将着重论述这些方法各自的优势与不足,同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。
关键词:XLPE电缆;在线监测;局部放电;混沌法0引言随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行,电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。
电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。
其中线芯即导体,是电力电缆中传输电能的部分,是电缆的主要结构。
绝缘层将线芯与外界电气上隔离。
屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层,一般存在于15kV及以上电缆中。
保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏[1]。
电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275~800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。
按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。
其中油纸绝缘电缆应用历史最长。
它安全可靠,使用寿命长,价格低廉。
主要缺点是敷设受落差限制。
塑料绝缘电缆主要用于低压电缆,常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。
橡皮绝缘电缆弹性好,适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。
我国早期使用的多是油纸绝缘电缆,但自1970 年以来,交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用,并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。
XLPE电缆电气性能优越,具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。
在线检测电缆故障的方法有很多,如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等,其中,局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。
高压电缆在线监测系统高压电缆在线监测系统是根据中国行业标准ZBF 24003-90《便携式电缆检测仪通用技术条件》的要求,最新研究、设计、制造的,是新时代的科技产品——便携式电缆检测仪产品简介高压电缆在线监测系统是根据中国行业标准ZBF 24003-90《便携式电缆检测仪通用技术条件》的要求,最新研究、设计、制造的,是新时代的科技产品——便携式电缆检测仪,是适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验,是新世纪最理想的换代产品。
它采用高频倍压电路,率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。
使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术,并根据电磁兼容性理论,采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。
使电缆检测仪实现了高品质、便携式,并能承受额定电压放电而不损坏。
其主要部件选用美国、德国、日本等国先进技术的元器件,使仪器更可靠、更稳定;倍压筒体用德国技术研制生产;高频变压器经有关专家特殊设计、体积小,容量大,过载能力强,便于现场作业试验。
产品特点1、体积更小、重量更轻、更美观、更可靠、操作简便、功能齐全,便于野外使用,是新世纪最理想的可靠产品。
2、采用最先进技术、工艺制造,率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术、脉冲串逻辑阵列调制,采用大功率IGBT器件,利用高频技术提高频率,频率高达100kHz,从而使输出高压稳定度更高,波纹系数更小。
3、按免维修设计,主要部件均选用美、德、日等国进口先进技术的元器件,经久耐用,不怕连续对地直接短路放电。
4、精度高、测量准确。
电压、电流表均为数字显示,电压分辨率为0.1kV,电流分辨率为0.1uA,控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值,使用时无需外加分压器,接线简单。
仪器具有高、低压端测量泄漏电流,高压端采用圆形屏蔽数字表显示,不怕放电冲击,抗干扰性能好,适合现场使用。
高压绝缘设备在线监测系统随着电力工业的发展,高电压大容量输高压设备逐步增多,对其设备进行在线检测势在必行。
为进一步推广应用绝缘设备在线检测技术,将这项工作实用化并满足电力运行的安全要求,主要用于检测50万伏高压设备的绝缘,也可以用于监测中、低压电气设备的绝缘。
目前国内采用的在线监测方法多是在零线中串入电阻或电容,以取得漏电信号,断开零线、串入电阻电容,有种种不便,且存在一定危险。
为保证监测安全,监测时不更改一次设备的接地线是理想的监测方法。
标签:高压绝缘;设备在线;监测系统引言电气设备的在线监测作为电力设备绝缘设备的发展趋势.以其实时不问断监测和能及时发现电力设备绝缘隐患的优点,已被越来越多的电力运行部门所采用.目前同内有很多厂家进行了相关产品的开发,井在一些超高压高压站投入使用,积累了一定的经验.但由于技术原因还存在某些缺陷。
1 高压设备绝缘设备中应用在线监测的意义在线监测技术经过几年的快速发展,其应用效果已经得到广泛认可和全面验证。
在线监测技术通过多种传感器和数据采集设备,实现变电设备工作情况的全方位监控,智能化的在线监测设备还能将采集到的数据与设定值进行比对并调节,初步实现了变电设备自修复和自调整目标。
另外,变电设备一旦发生故障,造成的经济损失往往较大,使用在线监测技术记录和监测设备使用的全过程,一旦发生故障,设备故障之前的运行数据能够为技术人员提供故障分析与故障排除的基础数据和分析依据,大大降低设备维修时间[1]。
2.设备信息的收集以及分类2.1设备信息的分类智能电网中,与电气设备相关的所有信息包括波形、声音,图像应该是以数据的形式提供。
为了便于收集和处理,一次设备的数据被分为五种:基础数据、操作数据、测试数据、在线监测数据、缺陷数据和事故数据。
基本数据是静态的,这是一次设备的基本参数,其他数据是动态的。
反映设备的操作条件的数据包括:电压、电流、断路器动作次数等。
测试的数据包括:充电测试数据、常规测试数据和诊断试验数据,这些事由专业仪器获得的数据。
高压电气设备绝缘状况的在线监测摘要:随着我国各项事业的不断发展,电力在期间发挥着举足轻重的作用,高压电气设备绝缘状况的检测显得尤为重要,本文介绍了高压电气设备绝缘在线监测的定义以及现有系统所存在的不足之处,并针对其中的主要部分提出了详细的可行性建议,对保障我国高压电气设备的正常运行有重要意义。
关键词:高压电气绝缘监测建议中图分类号:tm211、前言电的发明在人类发展史上是一项有着重大意义的事情,至今在各个领域都发挥着重要的作用,高压电气设备由于其有一定的危险性,所以在设备运行中一定要做好监测工作,防止意外发生。
设备运行的良好与否直接关系到整个电力系统的能否正常运行,而且威胁电力系统正常运行的最大隐患在于设备的绝缘问题。
在设备运行过程中一旦发生绝缘缺陷,所造成的后果是无法想象的,所以要通过对设备进行定期的维护检修来实现设备使用寿命的延长。
但是随着国民经济水平的不断提高,传统方法已经满足不了日益增长的需求了,所以需要不断进行理论和技术上的改革创新才能紧跟时代步伐,不断克服困难,这也是本文的写作意图之一。
2、高压电气设备绝缘状况在线监测的定义及发展概况高压电气设备绝缘在线监测技术是指利用电子技术、计算机处理技术和传感技术等对于在运行状态的高压电气设备的各部分的各种特征参数进行动态监测,有效分析诊断出高压电气设备运行状态并能及时制定相应解决措施的技术。
监测的主要参数是电气设备的介损值,监测主要分为两部分:一是数据和信息的采集处理;二是将采集的数据利用适当的方法计算出各种参数,判断出设备运行状态并据此制定相应的解决方案。
从上世纪七十年代开始,在线监测技术在国外得到了迅猛的发展,并逐步被引入到了国内,但是由于当时科技水平较低,效果也不甚明显。
计算机的出现极大促进了监测技术的提升,水平不断提高。
根据笔者总结,其发展历程主要经历了以下三个阶段:(1)70年代的带电测试阶段。
(2)始于80年代的数字化电气信号阶段。
变电站高压设备绝缘在线监测系统技术说明二○○八年八月一、系统概述(一)监测系统的总体结构变电站高压设备绝缘在线监测系统采用总线控制技术,它由安装在变电站内的测量监控系统和安装在后台管理中心的数据管理系统两个部分组成,通过网络可把若干个变电站监控系统的监测数据汇集到上层的数据管理诊断系统,实现对多个变电站内的高压设备绝缘在线监测。
绝缘监测系统通常由用户计算机、变电站中央监控器和若干个本地测量单元构成,其结构框图如图所示。
其中:1、本地测量单元:安装在变电站被监测设备的运行现场,种类及数量可根据监测要求确定。
目前可提供的本地测量单元可对变压器套管、电流互感器,电压互感器,耦合电容器的介损及电容量和末屏电流、避雷器的阻性电流及全电流等绝缘参数进行监测。
并以总线通讯方式,通过一根定制的双绞电缆把监测数据以数字形式传送到变电站中央监控器。
2、变电站中央监控器:安装在变电站控制室或监测设备现场,每台中央监控器提供的通讯总线上最多可挂载100多个本地测量单元。
中央监控器能够通过总线控制各个本地测量单元的工作状态,读取测量数据及异常信息,获得反映设备绝缘状态的特征参量,并按照下列方式保存各个设备的监测数据,等待上层的用户计算机进行访问。
①最近1小时内的12组数据(每5分钟形成一组新的监测数据);②最近7天内的168组数据(每小时形成一组新的统计数据);③最近1年内的360组数据(每天形成一组新的统计数据)。
3、用户计算机:安装在局内的信息管理部门,可通过局域网与其它的终端计算机进行数据交换。
普通的电脑只要安装了专用数据库管理软件,即可通过“Modem+公共电话网”的通讯方式读取各个变电站中央监控器的监测数据。
数据管理软件能够对监测数据进行分析判断,自动筛选出绝缘参数异常的电气设备,及时发出状态预警信号,同时提供包括参数变化趋势图在内的相关信息,以便管理人员作出更为精确的诊断。
(二)监测系统的关键部件监测系统的研制成功,很大程度上得益于高精度的电流传感器及先进的数字处理系统。
监测系统采用模块化设计结构,所有的本地采样单元均由取样传感器模块、信号调理及A/D采样模块、嵌入式微处理器模块和通讯及电源管理模块构成,互换性强,便于批量生产及现场维修。
1、高精度的电流传感器模块电流传感器是监测系统的关键部件,直接影响电容型设备介损耗参数参数的测量精度。
为保证信号取样的安全性,通常应采用穿芯结构的零磁通电流传感器。
零磁通电流传感器的工作原理可用下式表示:I1W1+ I2W2= I0W1,其中激磁磁势I0W1的存在是造成传感器误差的主要原因。
降低铁芯激磁磁势的传统方法是采用截面较大、磁路较短的高导磁铁芯,并适当增加二次线圈的匝数。
由于电容型设备末屏电流通常为毫安级信号,传感器的激磁阻抗很小,而且又必须采用穿芯取样方式,故传统的无源传感器通常无法保证相位变换误差的精确度和稳定性,难以满足介损参数的测量要求。
采用有源零磁通设计技术是提高小电流传感器检测精度的唯一途径。
监测系统采用了先进的自动补偿式电流传感器,除了选用起始导磁率较高、损耗较小的坡莫合金作铁芯处,还采用了独特的深度负反馈补偿技术,能够对铁芯的激磁磁势进行全自动补偿,保持铁芯工作在接受理想的零磁通状态。
长期使用经验表明,这种穿芯结构(穿芯孔径为Ф30mm)的电流传感器能够准确检测50µA~650mA范围内的工频电流信号,相位变换误差不大于±0.01°,并具有极好的温度特性和抗电磁干扰能力,彻底解决了对电容型设备末屏电流信号精确取样的技术难题。
如果需要检测电压信号,只要通过无感电阻预先把电压信号转化为电流信号即可。
表1:电流传感器技术指标2、信号调整及A/D采样模块信号调理及A/D采样模块是监测系统的重要部件,能够同时测量4个输入通道的交流或者直流电压信号,并具备极强的通道扩展功能。
3、DSP嵌入式微处理器模块DSP嵌入式微处理器模块是监测系统的核心部件,具备强大的数据处理及端口控制功能,并采用8M容量的固态电子盘(DiskOnChip)作为硬盘。
绝缘监测系统的信号处理模块采用目前性能最优良的32位数字信号处理芯片,TI公司的TMS320F2812 DSP芯片,并根据其特点精心设计了DSP核心及外围电路,对2812的功能进行了充分的扩展并预留相应的功能扩展接口,可以满足绝缘监测系统的需要.4、通讯及电源管理模块通讯及电源管理模块是监测系统的基本部件,具备如下功能:①含有AC/DC开关电源模块,能够向其它提供5V及±15V工作电源;②提供一个光电隔离的通讯接口,可挂载多个通讯接点。
(三)监测系统的性能特点由于监测系统采用全分布式现场总线结构,并在传感器设计、信号采样及处理等方面取得突破性的进展,与以往的监测系统相比,监测系统具备如下特点:1、配置灵活监测装置采用分布式结构:可根据需要在中央监控器提供的通讯总线上挂接不同类型及数量的本地测量单元,即在每台或每组被监测设备的附近安装本地测量单元,可就地把被测的电气信号变成数字量,并通过数字化的通讯总线传送到系统主机,较好地解决了模拟信号的长距离传输问题,并且具有较强的抗冲击性能。
2、安装维护简便采用现场通讯总线,所有本地测量单元均安装在被测设备的下方,通过1根4芯屏蔽电缆(其中1对为通讯,另外1对提供220V工作电源)联接所有的测量单元;施工安装简单,所有单元和传感器均不需要在现场校正。
测量单元的安装不会影响一次设备的安全运行。
本地测量单元采用模块化设计结构,采用了完全相同的硬件结构如取样用的电流传感器,具备高度的通用性和互换性,可在设备带电运行的条件下对包括传感器在内的所有部件进行维修或更换。
3、测量安全,数据准确可靠在对PT二次信号进行取样时,通过就近安装的基准电压测量单元实现,并采取可靠的多重保护措施,确保在任何情况都不会造成PT二次回路短路;监测CT、套管等容型设备时,采用穿心式电流传感器取样,并安装特殊保护装置;取样安全可靠;在监测氧化锌避雷器时,在取样回路中安装高频阻尼装置,取样方式不会影响原有计数器的计数功能;所有的本地测量单元均具备严格的自检功能,测量数据全部采用数字通讯方式传输,克服了长距离传输模拟信号所导致的信号失真问题,采用高精度的电流传感器和先进的数字处理及传输技术,彻底解决了电容型设备介损测量的精度及稳定性问题。
4、功能齐全监测装置具备远程监控、分析功能,可通过局域网和电话线实时获取监测数据,自动进行故障诊断和异常报警,并可显示及打印出相关曲线和表格。
监测装置具备实时自检功能,可在管理中心的计算机上给出明确的故障信息。
监测数据将自动存入SQL Servers2000数据库,可保存10年以上的监测数据,并可方便地与MIS系统融合。
(四)监测系统的技术指标表3:绝缘状态监测系统主要技术指标二、测量原理(一)容型设备的介损及电容量测量容型设备是指绝缘结构采用电容屏的电气设备,主要包括耦合电容器、套管、电流互感器(CT)以及电容式电压互感器(CVT)等,数量约占变电站电气设备的40%,其绝缘状态的好坏将直接影响整个变电站的安全运行,电力部门每年需要花费大量的人力物力对其进行预防性检修,迫切需要开展绝缘在线监测工作。
国内外经验表明,通过测量介质损耗tgδ及电容量Cx,可较为灵敏地发现电容型设备的绝缘缺陷,目前所有的在线监测系统均把该项目作为重点测量的对象。
要实现电容型设备介质损耗参数的在线检测,关键技术是如何准确获得并求取两个工频基波电流信号的相位差。
传统的方法是采用过零比较技术,通过计数器方式获得两个信号的时间差,然后再根据信号周期的大小转换成相位差。
该方法需要采用复杂的硬件结构,对滤波器(滤除3次及以上的谐波)和过零比较器的工作稳定性要求极高,难以保证测量精度的长期稳定性。
鉴于该监测系统采用了嵌入式计算机系统,具备极强的数学运算功能,故专门设计和使用了一种以快速傅里叶变换(FFT)为核心的纯数学方法,来准确求取两个被测电流信号基波分量的相位差。
基本测量原理如图所示:利用两个高精度电流传感器(CT),把被测电流信号Ix、In变换为电压信号Ux、Un,然后由数字化测量系统对信号进行整周期采样(A/D)及快速傅立叶变换(FFT)处理,获得这两个信号的基波向量及其相位夹角ph(x-n)。
如果不考虑电压互感器(PT)的相位失真问题,则可方便地计算出电容型设备Cx的介质损耗Tanδ值。
与以往的相位对零比较法相比,该方法的最大优点是不需要复杂的模拟信号处理电路,长期工作的稳定性得到保证,且能有效抑制谐波干扰影响。
实测表明,即使被测电流信号中的谐波信号含量与基波含量相当,也不会对介质损耗结果造成影响。
电容型设备的介损测量通常需要选用母线电压作为相位测量的基准。
传统的处理方式是把母线PT的二次侧电压信号直接提供给检测系统,其主要缺点是现场布线复杂,模拟信号在长距离的传送过程中易受电磁场干扰的影响,有可能导致介损测量结果失真。
借助于先进的现场总线控制技术和高精度的相位测量技术,监测系统提出并采用了一种新颖的相位比较测量方式,较好地解决了基准电压信号的取样问题,能够大大减少现场布线的工作量。
监测系统对电容型设备Tanδ参数的测量,是由电容型设备测量单元和基准电压测量单元共同实现。
监测系统具体采用的测量方法如上图所示:母线PT的二次电压信号Un经过电阻R变换为电流信号In,由安装在PT下方的本地测量单元LC1进行检测,电容型设备Cx 的末屏电流信号Ix则由本地测量单元LC2检测。
在中央监控器SC的控制下,两个本地测量单元LC1及LC2的信号采集系统同时启动,对传感器输出的模拟电压信号同步进行采样及FFT变换处理,得到输入信号Un及Ux相对于220Vac工作电源Us的基波相位Ph(n-s)和Ph(x-s)。
中央监控器SC只需通过CAN通讯总线读取LC1、LC2对应的相位测量结果,即可计算出电容型设备末屏电流信号Ix相对于母线电压Un的相位差Ph,从而获得介质损耗Tanδ和电容量Cx等参数。
该方法对数字测量系统要求较高,其中,本地测量单元的同步采用控制技术和采样量程及采样频率的精确设定是保证介损测量精度的关键。
(二)避雷器设备的全电流及阻性电流测量氧化锌避雷器(简称MOA)是近十年来广泛使用的一种新型过电压保护设备,具有非常好的非线性特性。
由于氧化锌避雷器不带串联间隙,阀片的特性很可能会因长期承受系统运行电压的作用而逐渐劣化。
此外,避雷器密封结构不良造成的内部元件受潮或污秽,也是危害安全运行的重要因素。
因此,监测运行中MOA的工作状况,准确判断其劣化或受潮程度,是运行部门十分关心和重视的问题。
运行状态下氧化锌避雷器阻性电流分量的变化,是判定阀片劣化或受潮程度的有效方法。